OSPF路由协议原理

OSPF路由协议原理OSPF路由协议原理©2009,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.本节大纲▪路由基础回顾▪OSPF协议基础▪链路状态信息描述▪链路状态信息传递▪SPF路由计算2©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1路由基础回顾▪交换机转发原理？▪交换机转发原理？▪路由器转发原理？▪路由表的形成？根据来源的不同，路由表中的路由通常分为以下三类：直连路由；-直连路由；-由管理员手工配置的静态路由；通过动态路由协议所学习的路由；-通过动态路由协议所学习的路由；静态路由路由协议动态路由距离矢量路由协议（RIP、BGP）链路状态路由协议(OSPF、ISIS)3©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1链路状态路由协议(OSPF、ISIS)距离矢量路由协议协议，网络中路由器向相邻的路由器▪距离矢量协议也称为Bellman-Ford协议，网络中路由器向相邻的路由器发送它们的整个的路由表。路由器在从相邻路由器接受到的信息的基础上进行矢量叠加，建立自己的路由表。然后，将信息传递到它的下一跳路由器。这样一级级传递下去以达到全网同步路由器。这样一级级传递下去以达到全网同步上图以RIP为例4©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1距离矢量路由协议手信息的基础之上▪距离矢量路由表中的某些路由可能是建立第2手信息的基础之上的，每个路由器都不了解整个网络拓扑，他们只知道与自己直接相连的网络情况，并根据从邻居得到的路由信息更新自己的路由表，进行叠加后转发给其它的邻居距离矢量路由协议的缺点：▪距离矢量路由协议的缺点：-容易产生路由环路；-收敛速度慢；收敛速度慢；-报文量大，容易占用较多的网络带宽；5©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1距离矢量路由协议距离矢量路由协议常见的防环机制：▪距离矢量路由协议常见的防环机制：-水平分割；定义最大跳数；-定义最大跳数；-路由中毒；-定义计时器；定义计时器；-触发更新；6©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1链路状态路由协议距离矢量算法是平面式的，所有的路由表项学习完全依靠邻居，▪距离矢量算法是平面式的，所有的路由表项学习完全依靠邻居，交换的是路由信息。▪链路状态算法是层次的，执行该算法的路由器不是简单的从相邻链路状态算法是层次的，执行该算法的路由器不是简单的从相邻的路由器学习路由，而是把整个路由自治系统分成多个区域，收集区域内所有的路由器的链路状态信息，根据链路状态信息生成网络拓扑结构，每一个路由器再根据拓扑图计算出路由网络拓扑结构，每一个路由器再根据拓扑图计算出路由7©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1距离矢量和链路状态比较▪采用链路状态算法的路由器，首先要得到整个区域的拓扑结构，再根据网络拓扑图计算出路由。这种路由计算方法对路由器硬件相对要求较高，但计算准确，可以保证网络中没有路由环路存在。在网络动荡时，路由收敛速度较快，而且路由器不需要定期的将路由信息复制到整个网络中速度较快，而且路由器不需要定期的将路由信息复制到整个网络中距离矢量算法链路状态算法距离矢量算法链路状态算法是否有环路有无收敛速度慢快收敛速度慢快对路由器CPU,RAM的要求低高网络流量大小网络流量大小典型协议RIP,BGPOSPF,ISIS8©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1本节大纲▪路由基础回顾▪OSPF协议基础▪链路状态信息描述▪链路状态信息传递▪SPF路由计算9©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1OSPF协议简介中应用最广、性能最优的一个▪Openshortestpathfirst,目前IGP中应用最广、性能最优的一个协议，具有如下特点：-可适用大规模网络；可适用大规模网络；-路由变化收敛速度快；-无路由环路；-支持变长子网掩码VLSM；-支持等价路由；支持区域划分-支持区域划分-提供路由分级管理-支持验证支持验证-支持以组播地址发送协议报文10©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1OSPF协议基础：一个32位的数字，在路由域内用于唯一标识OSPF路由▪RouterID：一个32位的数字，在路由域内用于唯一标识OSPF路由器；▪接口：路由器上启动了OSPF的接口；接口：路由器上启动了OSPF的接口；▪协议号：OSPF用IP报文直接封装，协议号是89OSPF协议报文不转发IPHeader(Protocol#89)OSPFPacket▪OSPF协议报文不转发-通常OSPF的协议报文是不被转发的，只能传递一跳，即在IP报文头中TTL值被设为1（虚链路除外）11©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1本节大纲▪路由基础回顾▪OSPF协议基础▪链路状态信息描述▪链路状态信息传递▪SPF路由计算12©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1通过LSA描述网络拓扑结构:4.4.4.4RID:6.6.6.640.0.0.340.0.0.2RTERTFFRRID:6.6.6.6RID:1.1.1.1RTC30.0.0.110.0.0.120.0.0.1RTDRTA10.0.0.0RID:5.5.5.5RID:2.2.2.220.0.0.1RTD13©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1RID:2.2.2.2RTBStubNet网络拓扑描述连接一个空的网段（SbN）该网段中没有其他运行OSPF协▪连接一个空的网段（StubNet）,该网段中没有其他运行OSPF协议的网络设备适用如下字段（LINK）来描述该网络linkid:10.0.0.0/*网段*/网段data:255.0.0.0/*掩码*/type:stubNet（3）/*类型*/metric:50/*开销*/14©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1点到点链路的描述的路由器，使用如下▪通过一条点到点的链路连接另外一台OSPF的路由器，使用如下两端字段（LINK）来描述该网路类型▪描述该接口网段的路由信息描述该接口网段的路由信息linkid:20.0.0.0/网段/data:255.0.0.0/掩码/type:StubNet（3）/类型/metric:5/开销/▪描述与路由器RTB相连的情况▪描述与路由器RTB相连的情况linkid:2.2.2.2/RTB的routerid/data:20.0.0.2/RTB的接口地址/的接口地址type:router（1）/类型/metric:5/开销/15©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1广播网段描述▪连接一个广播（或者NBMA）的网段，该网段中所有运行OSPF连接一个广播（或者NBMA）的网段，该网段中所有运行OSPF协议的网络设备之间直接可达。使用如下字段（LINK）来描述该网络类型简化的描述信息简化的描述信息linkid:30.0.0.3/网段中DR的接口地址/data:30.0.0.1/本接口的地址/data:30.0.0.1/本接口的地址/type:TransNet/类型/metric:50/花费/由DR另外生成的描述信息，统一描述了本网段的情况netmask:255.0.0.0/本网段掩码/attached:30001router/routerid/attached:30.0.0.1router/routerid/attached:30.0.0.2routerattached:30.0.0.3router16©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1链路状态通告▪LSA描述了路由器所有的链路，▪LSA描述了路由器所有的链路，接口，路由器的邻居以及链路状态信息;▪每一台路由器都会在所有形成邻▪每一台路由器都会在所有形成邻接关系邻居之间发送链路状态通告;17©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1LSA数据格式©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1本节大纲▪路由基础回顾▪OSPF协议基础▪链路状态信息描述▪链路状态信息传递▪SPF路由计算19©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1五种报文、三个阶段©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1OSPF五种报文报文：建立和维护OSPF邻居关系。周期性发送给本路由器邻▪Hello报文：建立和维护OSPF邻居关系。周期性发送给本路由器邻居；▪DBD：数据库描述报文，相邻路由器之间互发DBD报文，告之对方DBD：数据库描述报文，相邻路由器之间互发DBD报文，告之对方自己所拥有的链路信息，内容包括LSDB中每一条LSA的摘要；▪LSR：链路状态请求包。两台路由器互相交换DD报文之后，知道对端的路由器有那些LSA是本地的LSDB所缺少的。这时需要发送LSR端的路由器有那些LSA是本地的LSDB所缺少的。这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA；▪LSU：链路状态更新,用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA的集合▪LSAck：对LSU中的LSA进行确认21©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1链路状态数据库同步过程同步的主要步骤：１.Hello报文发现邻居２.主从关系协商.主从关系协商３.DD报文交换４.LSA请求５.LSA更新６LSA应答６.LSA应答思考：1.什么是邻居，邻接关系2.何时建立了邻居表？2.何时建立了邻居表？3.何时同步完LSDB?4.何时建立了路由表22©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1Hello包数据结构认证信息，网络掩码携带的区域ID,认证信息，网络掩码hello间隔时间，hello死亡时间以及可选的数值是否和接收接口上配置的相应值相匹配，如果不匹配，那么该数据包被丢弃，而且邻接关系也无法建立23©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1DBD数据包结构（主从选取）©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播.V1.1DBD包数据结构©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播