2-3ospf路由

2-3、ＯＳＰＦ路由协议一、OSPF协议介绍2、3、OSPF协议介绍基本特点工作原理1、每个OSPF路由器通过LSA（LinkStateAdvertisement）泛洪链路状态通告即向外发布本地链路状态信息（例如可用的端口，可到达的邻居以及相邻的网段信息等等）。泛洪是指OSPF路由器之间发送及同步（LSDB）连接状态数据库的过程。2、每个路由器通过收集其它路由器发布的链路状态通告以及自身生成的本地链路状态通告，形成一个链路状态数据库（LSDB）。LSDB描述了路由域内详细的网络拓扑结构。在同一个区域内，所有路由器上的链路状态数据库LSDB是相同的。3、通过LSDB，每台路由器以SPF算法计算出一棵以自己为根，以网络中其它节点为叶的最短路径树。SPF算法生成的是一棵无环的最短路径树。每台路由器计算的最短路径树相当于到网络中其它节点的路由表。这样OSPF路由器就能知道如何到达其他路由器。报文格式1、OSPF有五种报文类型，每种报文都使用相同的OSPF报文头。OSPF路由器使用以下报文来发现和维护邻居关系，实现LSDB的同步和交互路由信息。2、Hello报文：最常用的一种报文，用于发现、维护邻居关系。并在广播和NBMA类型的网络中选举DR（DesignatedRouter）指定路由器和BDR（BackupDesignatedRouter）备份指定路由器。DD报文：两台路由器进行LSDB数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB。内容包括LSDB中每一条LSA的Header头部（LSA的Header可以唯一标识一条LSA）。LSAHeader只占一条LSA的整个数据量的一小部分，这样可以减少路由器之间的协议报文流量，对端路由器根据LSAHeader就可以判断出是否已有这条LSA。LSR报文：两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求缺少的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。LSU报文：用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。LSAck报文：用来对接收到的LSU报文进行确认。邻居路由器（Neighbor）&邻接（Adjacency）：1、运行OSPF的路由器之间需要交换链路状态信息和路由信息，在交换这些信息之前路由器之间首先需要建立邻接关系。2、邻居路由器（Neighbor）：OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文用于发现邻居。收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的一些参数，如果双方一致就会形成邻居关系。路由器在发送LSA之前必须先发现邻居并建立邻居关系。3、邻接（Adjacency）：形成邻居关系的双方不一定都能形成邻接关系，这要根据网络类型（运行OSPF网段的二层链路类型）而定。只有当双方成功交换DD报文，并能交换LSA之后，才形成真正意义上的邻接关系。OSPF根据链路层协议类型将网络分为下列四种类型，分别是：点到点网络：络常见的链路层协议有PPP链路（64K串行线路）、LAPB链路、HDLC链路。广播型网络：当链路层协议是Ethernet（以太网链路）、FDDI（光纤分布数据接口）时，OSPF缺省认为网络类型是Broadcast（广播）。在非广播网络上，OSPF有两种运行方式，非广播多路访问（NBMA）和点到多点（point-to-multipoint）。非广播网络常见的链路层协议有ATM链路、帧中继链路。NBMA网络（非广播多路访问网络）：是指不具有广播能力的网络，NBMA方式要求网络中的路由器组成全连接。例如，使用全连接的ATM网络。在NBMA网络上，OSPF模拟在广播型网络上的操作，但是每个路由器的邻居需要手动配置。（VPI和VCI是ATM传输的名词，ATM把一条物理电路划分为几个虚拟的逻辑通路，称为VPI；然后在每一个VPI中再划分虚拟的信道（Channel），称为VCI。）在非广播网络上，对于不能组成全连接的网络应当使用点到多点方式，例如不完全连接的帧中继网络。点到多点网络（point-to-multipoint）：将整个非广播网络看成是一组点到点网络。每个路由器的邻居可以使用底层协议，例如反向地址解析协议（ReverseARP）来发现。点到多点（Point-to-MultiPoint）网络类型不是OSPF在非广播网络中默认的网络类型，OSPF在非广播网络中默认的网络类型是NBMA。DLCI数据链路连接标识（DataLinkConnectionIdentifier）帧中继网络用户接口上最多可支持1024条虚电路,其中用户可用的dlci范围是：16-1007DR和BDR的作用：每一个含有至少两个路由器的广播型网络和NBMA网络都有一个指定路由器（DesignatedRouter，DR）和备份指定路由器（BackupDesignatedRouter，BDR）。1、在全广播型网络和NBMA网络中，了避免两两路由器之间都要建立邻接关系而导致路由收敛慢。2、减少邻接关系的数量，从而减少链路状态信息以及路由信息的交换次数，这样可以节省带宽，降低对路由器的压力。一个既不是DR也不是BDR的路由器（即DRother）只与DR和BDR形成邻接关系并交换链路状态信息以及路由信息，这样大大减少了大型广播型网络和NBMA网络中的邻接关系数量，从而提高路由收敛速度。邻接关系的建立要针对不同的网络类型:在点到点网络中,路由器之间会建立邻接关系，点对多点网络可以看作多个点对点网络，邻接关系建立在点对点之间。而广播网络和NBMA网络中会选举出DR和BDR，DRother只会与DR、BDR建立邻接关系。2.3.1单区域OSPF1、自治系统（AutonomousSystem）：自治系统的典型定义是指由同一个技术管理机构，使用统一选路策略的一些路由器的集合。在OSPF课程中，自治系统（AutonomousSystem）是指使用同一种路由协议交换路由信息的一组路由器，简称AS。OSPF是基于链路状态算法的IGP协议，因此只在AS内部运行有效。2、Area区域：区域是一组路由器和网络的集合。如图所示三台路由器和所连接的网络被划分到同一个区域。单区域是指所有运行OSPF协议的路由器划被分到同一个区域。OSPF规定同一区域内部LSDB（连接状态数据库）是相同的。3、RouterID：一台路由器如果要运行OSPF协议，必须存在RouterID。LSDB描述的是整个网络的拓扑结构，包括网络内所有的路由器。所以网络内每个路由器都需要有一个唯一的标识，用于在LSDB中标识自己。这个标识RouterID是一个32位的整数，用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF协议的路由器。每个运行OSPF的路由器都有一个RouterID。RouterID的格式和IP地址的格式是一样的，推荐使用路由器Loopback0的IP地址作为路由器的RouterID。2.3.2、OSPF单区域的配置[R1]routeridrouter-id指定此路由器的RouterID。如果不手动指定RouterID，则OSPF自动使用Loopback接口中最大的IP地址作为RouterID，如果没有配置Loopback接口，则使用物理接口中最大的IP地址作为RouterID；推荐使用路由器Loopback0的IP地址作为路由器的RouterID。[R1]ospf[process-id]：开启OSPF。OSPF支持多进程，如果不指定进程号，默认使用进程号码1；[R1-ospf-1]areaarea-id进入区域视图INTEGER0-4294967295OSPFareaID(Integer)X.X.X.XOSPFareaID(IPaddress)[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]networkip-addresswildcard指定区域中所包含的网段，指定网段时，要使用该网段网络掩码的反码。[R1]displayospfrouting查看R1的OSPF路由表2.3.3、OSPF多区域的配置随着网络规模日益扩大，当一个大型网络中的路由器都运行OSPF路由协议时，路由器数量的增多会导致LSDB非常庞大，占用大量的存储空间，并使得运行SPF算法的复杂度增加，导致CPU负担很重。在网络规模增大之后，拓扑结构发生变化的概率也增大，网络会经常处于“动荡”之中，造成网络中会有大量的OSPF协议报文在传递，降低了网络的带宽利用率。更为严重的是，每一次变化都会导致网络中所有的路由器重新进行路由计算。OSPF协议通过将自治系统划分成不同的区域（Area）来解决上述问题。1、区域：区域是从逻辑上将路由器划分为不同的组，每个组用区域号（AreaID）来标识。区域是一组网段的集合。OSPF支持将一组网段组合在一起，这样的一个组合称为一个区域，即区域是一组网段的集合。区域内的详细拓扑信息不向其他区域发送，区域间传递的是抽象的路由信息，而不是详细的描述拓扑结构的链路状态信息。每个区域都有自己的LSDB，不同区域的LSDB是不同的。路由器会为每一个自己所连接到的区域维护一个单独的LSDB。由于详细链路状态信息不会被发布到区域以外，因此LSDB的规模大大缩小了。2、Area0为骨干区域：骨干区域负责在非骨干区域之间发布由区域边界路由器汇总的路由信息（并非详细的链路状态信息），为了避免区域间路由环路，非骨干区域之间不允许直接相互发布区域间路由信息。因此，所有区域边界路由器都至少有一个接口属于Area0，即每个区域都必须连接到骨干区域。OSPF协议中路由器的分类：IR（InternalRouter）内部路由器：内部路由器是指所有接口网段都在一个区域的路由器。属于同一个区域的IR维护相同的LSDB。ABR（AreaBorderRouter）区域边界路由器：区域边界路由器是指连接到多个区域的路由器。ABR为每一个所连接的区域维护一个LSDB。区域之间的路由信息通过ABR来交互。BR（BackboneRouter）骨干路由器：骨干路由器是指至少有一个端口（或者虚连接）连接到骨干区域的路由器。包括所有的ABR和所有端口都在骨干区域的路由器。由于非骨干区域必须与骨干区域直接相连，因此骨干区域中路由二、OSPF实验器（即骨干路由器）往往会处理多个区域的路由信息。ASBR（ASBoundaryRouter）AS边界路由器：AS边界路由器是指和其他AS中的路由器交换路由信息的路由器，这种路由器负责向整个AS通告AS外部路由信息。AS内部路由器通过ASBR与AS外部进行通信。AS边界路由器可以是内部路由器IR，或者是ABR，可以属于骨干区域也可以不属于骨干区域。1、OSPF协议规定非骨干区域必须与骨干区域直接相连。2、IR上只有一个区域（Area1），所有网段信息都在Area1中宣告即可。3、ABR需要将网段在所属的区域中分开宣告。4、一台路由器有多个网段，分属不同的区域，则需要将各个网段在所属的区域中分开宣告。5、一个网段不能同时在多个区域宣告。[R1]displayospfrouting查看OSPF路由表[R1]displayospfpeer查看OSPF的邻居信息[R1]displayiprouting-tableprotocolospf验证OSPF路由表OSPF基本配置包括哪些步骤？开启OSPF进程，创建OSPF区域，指定每个区域中所包含的网段。2.3、ＯＳＰＦ协议配置模式CLI命令命令注释2.3.1、ＯＳＰＦ单区域配置2.3.1、R1、R2、R3单区域OSPF配置[R1]routerid10.0.1.1ospf1或者ospf1router-id10.0.1.1RouterID:loopback0ip(推荐)使用默认进程1(进程号只具有本地意义)[R1-ospf-1]area0单区域[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.0.1.00.0.0.255network10.0.12.00.0.0.255network10.0.13.00.0.0.255将本