OSPF协议原理

华为版权所有，未经许可不得扩散OSPF协议原理ISSUE1.0内部资料，注意保密1本课程由浅入深的讲解OSPF协议基本概念，OSPF路由计算过程，各种类型的LSA，以及如何合理规划设计OSPF网络。学完本课程，无论您是新手，还是资深专家，都能从中获益匪浅。内部资料，注意保密2学习指南本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书，合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。内部资料，注意保密3参考资料VRP3.30《操作手册》、《命令手册》RFC1583,RFC1587,RFC2178,RFC2328,RFC2370TCP/IP协议卷内部资料，注意保密4目标学习完此课程，您将会：掌握OSPF协议的基本概念掌握OSPF协议的基本原理设计规划OSPF网络内部资料，注意保密5第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络内部资料，注意保密6OSPF协议概述OSPF（OpenShortestPathFirst)属于IGP（内部网关协议）基于链路状态算法的路由协议由IETF开发目前为版本2相关协议：RFC1583,RFC2178,RFC2328内部资料，注意保密7OSPF协议基本特征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内部资料，注意保密8OSPF协议相关术语RouterIDOSPF域中路由器的唯一标识Area区域Cost花费值ABR、ASBR区域边界路由器、自治系统边界路由器LSA链路状态通告LinkType链路类型，包括广播，非广播，点到点，点到多点DR和BDR指定路由器和备份指定路由器区域类型骨干区域，STUB区域，TRANSIT区域Virtual-Link虚连接内部资料，注意保密9OSPFRouterIDRouterID一个32-bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一RouterIDOSPF是基于IP的，其协议号是89OSPFHeaderProtocol#89OSPFPacket内部资料，注意保密10OSPF协议区域OSPF使用Area实现了分层----两层模式区域号是一个32bit的整数定义为IPaddress格式也可以用一个十进制整数表示(ie.Area0.0.0.0,orArea0)区域0.0.0.0保留为骨干区非骨干区一定要连接到骨干区内部资料，注意保密11OSPF协议Cost值Cost应用于每一个启动了OSPF的链路16-bit正数，范围[1—65,535]Cost值越小链路越优该值表示的是出接口Cost值路由选取是依靠整个链路Cost值的总和内部资料，注意保密12OSPF协议Cost值(续)计算方法108/bandwidth56-kbpsseriallink=1785Ethernet=1064-kbpsseriallink=1562T1(1.544-Mbpsseriallink)=64用户调节链路Cost的方法：ospfcostvalue内部资料，注意保密13ABR&ASBRInternalInternalInternalArea10Area11Area12RIP/RIPV2WorldABRABRABRABRASBRArea0BackboneLANLANPing向外部路由的报文轨迹外部路由信息传播轨迹内部资料，注意保密14问题什么是RouterID？有什么作用？修改RouterID之后是否会立即生效?为什么要划分区域？怎样合理划分区域？为什么其他区域必须和骨干区域相连?Cost值有什么作用？内部资料，注意保密15第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络内部资料，注意保密16OSPF协议支持的网络类型链路类型：广播，非广播，点到点，点到多点PTPBROADCASTNBMAFR/X.25HUBPTMPFR/X.25内部资料，注意保密17OSPF邻居关系太多对于多点接入网络，即NBMA和broadcast，如果网络内有上百台路由器，那将形成多少邻接关系：两两互相形成，即100*（100-1），这些邻接关系要定期的交换LSDB,这样耗费的系统资源更是不计其数。BROADCASTNBMAHUBFR/X.25内部资料，注意保密18DR和BDRM=n(n-1)/2=28M=(n-2)×2+1=13DRBDR内部资料，注意保密19问题LSA描述的网络类型主要有哪些？为什么要选举DR和BDR？它们有什么作用？内部资料，注意保密20第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络内部资料，注意保密21OSPF报文头Version#TypePacketlengthRouterIDAreaIDChecksumAuTypeAuthenticationAuthenticationOSPF报文头格式：内部资料，注意保密22OSPF的五种协议报文Hello报文发现及维持邻居关系，选举DR，BDRDD报文本地LSDB的摘要LSR报文向对端请求本端没有或对端的更新的LSALSU报文向对方发送其需要的LSALSAck报文收到LSU之后，进行确认内部资料，注意保密23邻接关系的形成与维持通过HELLO报文形成邻居关系邻居建立后，还需要通过HELLO报文进行邻居关系的维持，有两个定时器来进行这项工作：HELLOTIME：缺省为10秒（对于NBMA网络为30秒）DEADTIME：缺省为4倍的HELLOTIME内部资料，注意保密24OSPF的邻居状态机DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFull内部资料，注意保密25邻居关系形成后开始相互交流数据库交换过程主从协商DD交换LSA请求LSA传播LSA应答内部资料，注意保密26OSPF协议数据库交换过程RT1RT2DownDownHello(DR=0.0.0.0,NeighborsSeen=0)Hello(DR=RT2,NeighborsSeen=RT1)DD(Seq=x,I=1,M=1,MS=1)DD(Seq=y,I=1,M=1,MS=1)DD(Seq=y,I=0,M=1,MS=0)DD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=1)DD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=0)DD(Seq=y+n,I=0,M=0,MS=1)DD(Seq=y+n,I=0,M=0,MS=0)LSRequestLSUpdateLSAckExStartExStartInitExchangeExchangeLoadingFullFull内部资料，注意保密27OSPF协议路由计算过程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CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123(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RTARTBRTCRTD3215内部资料，注意保密28问题OSPF协议报文有哪些？OSPF协议路由计算的过程是怎样的？OSPF域中有两个相同的ID，会造成什么问题?OSPF查找路由表的顺序是怎样的?OSPF中有哪些表?生成这些表的顺序是怎样的?内部资料，注意保密29第1章OSPF协议基本概念第2章OSPF网络类型第3章OSPF路由计算过程第4章LSA链路状态通告第5章设计规划OSPF网络内部资料，注意保密30LSA头部LSageOptionsLSTypeLinkStateIDAdvertisingRouterLSsequencenumberLSchecksumlength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LSA内部资料，注意保密31LSA分类TypeLSA1Router-LSAs2Network-LSAs3Summary-LSAs4ASBR-summary-LSA5AS-external-LSAs6MulticastOSPFLSA7Not-So-Stubbyarea(NSSA)8External-attributes-LSA9-11OpaqueLSA内部资料，注意保密32LSA进一步阐述以下图为例，介绍各种LSAArea0Area2Area3Area4AS100AS200ASBRRT2RT3RT4RT5RT6RT8RT9OSPFRIPv210.1.1.0/2420.1.1.0/2430.1.1.0/2440.1.1.0/2450.1.1.0/2460.1.1.0/2470.1.1.0/2480.1.1.0/24BGPASBRNSSA内部资料，注意保密33RouterLSA(Type1)V|E|B#linksLinkIDLinkDataType#TOSMetirc…TOS0TOSMetricLinkIDLinkDataRouterLSA（不包括LSA头部）RouterLSA报文格式：内部资料，注意保密34RouterLSAofRT4[RT4]dispospflsdbrouter4.4.4.4OSPFProcess1withRouterID4.4.4.4LinkStateDatabaseArea:0.0.0.0Type:RouterType1LSALsid:4.4.4.4OSPF的RouterIDAdvrtr:4.4.4.4LSA的始发者Lsage:1195Len:36Seq#:80000008Chksum:0x5d57Options:(DC)ABRLinkcount:1LinkID:3.3.3.3连接对象Data:40.1.1.1取决于链路类型Type:Virtual连接类型Metric:1562内部资料，注意保密35NetworkLSA(Type2)NetworkMaskAttachedRouter生成且只在Broadcast和NBMA网络中生成包含所有连接到该网络上的Router只有DR（designatedrouter）生成NetworkLSA和RouterLSA一样，只在区域内传播，不再向外传播NetworkLSA（不包括LSA头部）NetworkLSA报文格式：内部资料，注意保密36NetworkLSAfor6.6.6.6RT6dispospflsdbnetworkOSPFProcess1withRouterID6.6.6.6LinkStateDatabaseArea:0.0.0.4Type:NetLSA类型Lsid:60.1.1.2DR在该网段的接口地址Advrtr:6.6.6.6LSA的始发者Lsage:166Len:32Seq#:80000003Chksum:0xfbc5Options:(DC)Netmask:255.255.255.0AttachedRouter6.6.6.6连接到该网络的路由器AttachedRouter2.2.2.2内部资料，注意保密37SummaryLSA(Type3,4)NetworkMask0MetricTOSTOSmetric定义:目的地址在区域外但是仍然在OSPF域内在整个OSPF域内传播，产生该LSA的区域除外由ABR产生Type4LSA传播的是ASBR的信息SummaryLSA（不包括LSA头部）SummaryLSA报文格式：内部资料，注意保密38Type3DetailsRT2displayospflsdbsummaryOSPFProcess1withRouterID2.2.2.2LinkStateDatabaseArea:0.0.0.0Type:SumNetLSA类型Lsid: