06_OSPF协议原理V1.1(72)

承载网D&T团队OSPF路由协议原理V1.1IPUB_404_C1课程大纲经过本节的学习，你可以获得以下收获：掌握OSPF路由协议计算方法掌握OSPF路由协议的高级应用52OSPF的一些概念3OSPF的协议报文4DR\BDR的作用1OSPF概述6区域内路由的计算7区域的划分8多区域路由的维护邻接关系的建立OSPF概述OSPF(OpenShortestPathFirst)开放型最短路径优先协议OSPF是一个内部网关协议(IGP)OSPF属于链路状态协议,维护一个复杂的网络拓扑数据库，采用SPF算法计算最优路由。OSPF的优点无路由自环可适应大规模网络路由变化收敛速度快支持区域划分支持等值路由支持验证支持路由分级管理支持以组播地址发送协议报文25OSPF的一些概念3OSPF的协议报文4DR\BDR的作用OSPF概述6区域内路由的计算7区域的划分8多区域路由的维护邻接关系的建立1OSPF概念RouterID（路由器标识符）：32位二进制数，用于标识每个路由器，要求全局唯一。通常，为第一个先激活的接口IP地址，若有多个已经激活的接口，则为路由器的最小的IP地址。如果在路由器上配置了Loopback接口，那么，路由器ID是所有Loopback接口中的最小的IP地址，不管其他物理接口的IP地址的值，激活后不变。Interface（接口）：路由器和具有唯一IP地址和子网掩码的网络之间的连接。也称为链路（Link）。OSPF概念（续）指定路由器（DR）和备份指定路由器（BDR）：在一个多路访问环境中的路由器必须选举一个DR和BDR来代表这个网络。DR和BDR的选举是为了减少在局域网上的OSPF的流量。Adjacency（邻接关系）：邻接在广播或NBMA网络的DR和非指定路由器之间形成。NeighboringRouters（邻居路由器）：带有到公共网络接口的路由器。OSPF概念（续）邻居表（NeighborDatabase）：包括所有建立联系的邻居路由器。链接状态表（拓扑表）（LinkStateDatabase）：包含了网络中所有路由器的链接状态。它表示着整个网络的拓扑结构。同Area内的所有路由器的链接状态表，都是相同的。路由表(RoutingTable)：也称转发表，在链接状态表的基础之上，利用SPF算法计算而来。OSPF术语和概念TokenRing接口TokenRingOSPF术语和概念（续）接口邻居自治系统邻居列表TokenRingOSPF术语和概念（续）接口邻居自治系统拓扑数据库邻居列表TokenRingOSPF术语和概念（续）接口邻居自治系统路由表拓扑数据库邻居列表邻居TokenRing接口OSPF术语和概念（续）235OSPF的一些概念OSPF的协议报文4DR\BDR的作用OSPF概述6区域内路由的计算7区域的划分8多区域路由的维护邻接关系的建立1封装在IP包中的OSPFOSPF是一种链接－状态路由协议依靠IP包来承载OSPF信息使用的协议号：89IPHeaderFrameHeaderCRCPayloadFramePayload协议号:89-OSPF6-TCP17-UDPOSPFHeaderOSPF的报文格式OSPF的报文格式(1)版本号——标识所使用的OSPF版本类型——将OSPF数据包类型标识为以下类型之一：hello包：建立和维持邻居关系。数据库描述包（DBD或DDP）：描述拓扑结构数据库的内容。链路状态请求包（LSR）：向相邻路由器请求其拓扑结构数据库的部分内容。链路状态更新包（LSU）：对链路状态请求数据包的回应，包含具体的链路状态信息。链路状态确认包（LSAck）：对链路状态更新数据包的确认，这种确认使OSPF的扩散过程更可靠。OSPF的报文格式(2)数据包长度——以字节为单位的数据包的长度，包括OSPF包头；路由器ID——标识数据包的发送者；区域ID——标识数据包所属的区域。所有OSPF数据包都与一个区域相关联；校验和——校验整个数据包的内容，以发现传输中可能受到的损伤；认证类型——包含认证类型：类型0标识不进行认证，类型1表示采用明文方式进行认证，类型2表示采用MD5算法进行认证。OSPF协议交换的所有信息都可以被认证，认证类型可按各个区域进行配置；认证——包含认证信息；数据——包含所封装的上层信息（实际的链路状态信息）邻居关系Helloafadjfjorqpoeru39547439070713RouterIDHello/deadintervalsNeighborsArea-IDRouterpriorityDRIPaddressBDRIPaddressAuthenticationpasswordStubareaflag****HelloADECB*带星号的项目必须要一致3245OSPF的一些概念OSPF的协议报文DR\BDR的作用OSPF概述6区域内路由的计算7区域的划分8多区域路由的维护邻接关系的建立1DRandBDR每个网段都会选出DR和BDR然后，每个Router都会和DR，BDR建立邻接关系DRBDRHello包的交换是通过组播实现的。拥有最高优先级的Router将成为DR（BDR）P=1P=0P=1DRandBDR的选举P=3P=2HelloDRBDR4532OSPF的一些概念OSPF的协议报文DR\BDR的作用OSPF概述6区域内路由的计算7区域的划分8多区域路由的维护邻接关系的建立1OSPF的邻居表的建立过程172.16.5.1/24E0我的routerID是172.16.5.2,我的邻居有172.16.5.1。RouterANeighborsList172.16.5.2/24,intE0172.16.5.2/24E1RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1我的routerID是172.16.5.1，没有看到邻居。DownStateInitStateTwo-WayStateABOSPF链接状态数据库的建立过程（1）这是我的链路状态数据库的汇总信息。DBDafadjfjorqpoeru39547439070713ExchangeState这是我的链路状态数据库的汇总信息。DBDafadjfjorqpoeru39547439070713E0172.16.5.1E0172.16.5.3不,我是主发送方,因为我拥有更高的routerID.我将发起链路信息的交互,我是主发送方（MS=1）DBDafadjfjorqpoeru39547439070713DBDafadjfjorqpoeru39547439070713ExstartStateDROSPF链接状态数据库的建立过程（2）FullState我需要172.16.6.0/24完整的LSA条目.这是172.16.6.0/24的LSA条目.收到，谢谢!LSRafadjfjorqpoeru39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713LSUafadjfjorqpoeru39547439070713LoadingStateE0172.16.5.1E0172.16.5.3DRFlooding(洪泛)过程（1）路由器用224.0.0.5将拓扑改变消息通告给邻居xx点对点链路状态发生变化LSU1LSU更新路由表。23AB更新路由表。4LSU3LSU2xxLSU1Flooding(洪泛)过程（2）路由器A用224.0.0.6通告给DRDR用224.0.0.5通告给其他路由器广播类型链路状态发生变化DRAB更新路由表。4LSU32xxLSU1Flooding(洪泛)过程（3）路由器A用单播地址通告给DR（或邻居）NBMA环境下链路状态发生变化帧中继云LSULSUDRABC4632OSPF的一些概念OSPF的协议报文DR\BDR的作用OSPF概述5区域内路由的计算7区域的划分8多区域路由的维护邻接关系的建立1OSPF协议计算过程LSDBLSAofRTALSAofRTBLSAofRTCLSAofRTD(2)每台路由器的LSDB(3)由链路状态数据库生成带权有向图CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123RTARTCRTD3215(1)网络的拓扑结构(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树RTB最小生成树计算数据方向出端口COST之和Cost=1Cost=5Cost=1Cost=510.1.1.0/2410.2.2.0/2410.3.3.0/24TopologyTableNetCost10.2.2.0110.3.3.02TopologyTableNetCost10.1.1.05ABCCost计算方式范围：1－65535的整数计算方式：1.自动计算参考值/带宽，参考值默认为100Mauto-costreference-bandwidthref-bw2.手工指定ipospfcostcost链路状态信息的封装LSA头部所有LSA头部都有20个字节，它包含了足够的信息来唯一标识一条LSALSageOptionsLSTypeLinkStateIDAdvertisingRouterLSsequencenumberLSchecksumlengthLSAGE用来标识LSA产生后所经历的时间，单位为秒；LSA产生达到30分钟重新洪泛一次；LSAGE达到60分钟撤销该LSA。LSATypeLSTypeLSA名称LSA描述1Router-LSA每一个路由器都会生成。这种LSA描述某区域内路由器端口链路状态的集合。只在所描述的区域内洪泛。2Network-LSA由DR生成，用于描述广播型网络和NBMA网络。这种LSA包含了该网络上所连接路由器的列表。只在该网络所属的区域内洪泛。LSATypeLSTypeLSA名称LSA描述3Network-Summary-LSA由区域边界路由器（ABR）产生，描述到AS内部本区域外部某一网段的路由信息，在该LSA所生成的区域内洪泛。LSATypeLSTypeLSA名称LSA描述4ASBR-Summary-LSA由区域边界路由器（ABR）产生，描述到某一自治系统边界路由器（ASBR）的路由信息，在该LSA所生成的区域内洪泛。5AS-external-LSA由自治系统边界路由器（ASBR）产生，描述到AS外部某一网段的路由信息，在整个AS内部洪泛。LinkStateIDLSA名称LinkStateIDRouter-LSA生成这条LSA的路由器的RouterIDNetwork-LSA所描述网段上DR的端口IP地址Network-Summary-LSA所描述的目的网段的地址ASBR-Summary-LSA所描述的ASBR的RouterIDAS-external-LSA所描述的目的网段的地址LsSequenceNumber4个字节大小，从0x80000001开始到0x7fffffff结束；每更新一次加1。LSType、LinkStateId&AdvertisingRouter三者表示唯一一条LSALsSequenceNumber&LsAge表示该LSA是否是更新信息维护路由表(cont.)YesGotoAANoNoYesYesLSALSUNoEndEnd该记录在链接－状态数据库中已经存在了吗？利用SPF算法计算新的路由表增加到数据库中去LSA洪泛发送LSAck给DR序列号是否一样？忽略该LSA将携带更新信息的LSU发送给源Router序列号是否更高？OSPF单区域网络的构成RoutersLSAsType1Type2afadjfjorqpoeru39547439070713afadjfjorqpoeru39547439070713Area0骨干区域AreasRouterlsa是如何产生的？Networklsa是如何产生的？InternalDR64732OSPF的一些概念OSPF的协议报文DR\BDR的作用OSPF概述5区域内