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OSPF( 开放式最短路径优先 ) Open Shortest Path First

OSPF( 开放式最短路径优先 ) Open Shortest Path First. B. C. A. D. OSPF 简介. 链路状态路由协议. Link-State Packets. Topological Database. Routing Table. SPF Algorithm. Shortest Path First Tree. After initial flood, pass small event-triggered link-state updates to all other routers. OSPF 简介.

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OSPF( 开放式最短路径优先 ) Open Shortest Path First

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Presentation Transcript

  1. OSPF(开放式最短路径优先) Open Shortest Path First

  2. B C A D OSPF简介 • 链路状态路由协议 Link-State Packets Topological Database Routing Table SPF Algorithm Shortest Path First Tree After initial flood, pass small event-triggered link-state updates to all other routers

  3. OSPF简介 • OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先） • 是一种链路状态路由协议，无路由循环（全局拓扑），RFC 2328 • “开放”意味着非私有的 • 管理性距离：110 • OSPF采用SPF算法计算达到目的地的最短路径： • 什么叫链路(LINK)？=路由器接口 • 什么叫状态(State)？=描述接口以及其与邻居路由器之间的关系

  4. OSPF简介 • OSPF metric • 每个路由器都把自己当做根，并且给予累积成本(Cost值)来计算到达目的地的最短路径。 • Cost = 参考带宽(10^8) / 接口带宽(b/s) F1/0 192.168.100.0/24 Cost=1 S0/1 Cost=64 A S0/2 Cost=64 S0/1 Cost=64 S0/1 Cost=64 S0/2 Cost=64 S0/2 Cost=64 B C

  5. OSPF简介 • OSPF metric • 每个路由器都把自己当做根，并且给予累积成本(Cost值)来计算到达目的地的最短路径。 • Cost = 参考带宽(10^8) / 接口带宽(b/s)

  6. OSPF简介 • OSPF报文类型 • Hello 建立和维护OSPF邻居关系。 • DBD 链路状态数据库描述信息（描述LSDB中LSA头部信息） • LSR 链路状态请求,向OSPF邻居请求链路状态信息 • LSU 链路状态更新（包含一条或多条LSA） • LSAck 对LSU中的LSA进行确认。

  7. OSPF简介 • OSPF区域 • 在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表 • 减少了LSA洪泛的范围，有效地把拓扑变化控制在区域内，提高了网络的稳定性 • 拓扑的变化影响可以只限制涉及本区域 • 多区域提高了网络的扩展性，有利于组建大规模的网络 area 0 area 1 area 2

  8. OSPF简介 • OSPF的三张表 • 邻居表（neighbor table）： • OSPF用邻居机制来发现和维持路由的存在，邻居表存储了双向通信的邻居关系OSPF路由器列表的信息。 • 拓扑表（topology table）： • OSPF用LSA（link state Advertisement 链路状态通告）来描述网络拓扑信息，然后OSPF路由器用拓扑数据库来存储网络的这些LSA。 • OSPF路由表（routing table）： • 对链路状态数据库进行SPF（Dijkstra）计算，而得出的OSPF路由表。

  9. OSPF的基本运行步骤 • OSPF的基本运行步骤 • 步骤1、建立邻接关系（Establish router adjacencies） • 步骤2、必要的时候进行DR的选举（Elect the DR / BDR） • 步骤3、发现路由（Discover routes ） • 步骤4、选择合适的路由器（Select appropriate routes） • 步骤5、维护路由信息（Maintain routing information）

  10. OSPF的基本运行步骤 • 建立邻接关系 - Hello包 Router ID Hello/dead intervals Neighbors Area-ID Router priority DR IP address BDR IP address Authentication password Stub area flag R1 R2 R3 R4 R5 Hello • Hello包用来发现 OSPF 邻居并建立相邻关系，通过组播地址:224.0.0.5发 送给ALLSPFRouters • 通告两台路由器建立相邻关系所必需统一的参数 • 在以太网和帧中继网络等多路访问网络中选举指定路由器 (DR) 和备用指定路由器 (BDR)

  11. OSPF的基本运行步骤 • 建立邻接关系 - Hello包 Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 192.168.0.13 1 2WAY/DROTHER 00:00:31 192.168.0.13 Ethernet0 192.168.0.14 1 FULL/BDR 00:00:38 192.168.0.14 Ethernet0 192.168.0.11 1 2WAY/DROTHER 00:00:36 192.168.0.11 Ethernet0 192.168.0.12 1 FULL/DR 00:00:38 192.168.0.12 Ethernet0 OSPF over Ethernet - Multiaccess Network Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 192.168.0.11 1 FULL/ - 00:00:39 10.1.1.2 Serial1 OSPF over HDLC - Point-to-Point Network

  12. OSPF 网络类型 BMA 广播型多路访问 Point-to-Point 点对点 NBMA 非广播型多路访问 x.25 Frame relay

  13. LSA的泛洪 • 必要时选举DR及BDR

  14. LSA的泛洪 • DR、BDR DR BDR • 为减小多路访问网络中的 OSPF 流量，OSPF 会选举一个指定路由器 (DR) 和一个备用指定路由器 (BDR)。 • 选举规则：最高接口优先级被选作DR，如果优先级相等（默认为1），具有最高的路由器ID（Router-ID）的路由器被选举成DR，并且DR具有非抢占性 • 指定路由器 (DR)：DR 负责使用该变化信息更新其它所有 OSPF 路由器（DRother） • 备用指定路由器 (BDR)：BDR 会监控 DR 的状态，并在当前 DR 发生故障时接替其角色

  15. LSA的泛洪 • RouterID • 用于标识OSPF路由器的ID，全网唯一性；可手动配置，也可动态选举（有Loopback接口时，选择最高的Loopback IP地址；否则，选择最高活跃物理接口的IP地址）。 192.168.255.1 192.168.255.2 192.168.255.3

  16. LSA的泛洪 • LSA的泛洪 DR BDR R1 R2 LSU R3 R4 • 路由器R3用224.0.0.6通知DR路由器及BDR路由器 • DR、BDR监听224.0.0.6这一组播地址

  17. LSA的泛洪 • LSA的泛洪 DR BDR LSU R1 R2 R3 R4 • DR利用组播地址224.0.0.5通知其它路由器 • 所有的OSPF路由器监听224.0.0.5这一组播地址

  18. LSA的泛洪 • LSA的泛洪 DR BDR R1 R2 LSU R3 R4 • 路由器收到包含变化后的LSA的LSU后，更新自己的链路状态数据库，过一段时间(SPF延迟)，对更新的链路状态数据库执行SPF算法，必要时更新路由表。

  19. OSPF的配置 • 基本配置 Router(config)#router ospf process-id 开启OSPF进程 Router(config-router)#network addresswildcard-mask area area-id 宣告特定的网络到OSPF区域

  20. OSPF的配置 • 基本配置 • 通配符掩码 • 通配符是一个用于决定哪些IP地址位该精确匹配（0代表精确匹配）哪些地址位被忽略的32位数值，通常用于处理访问控制列表(ACL)、OSPF和EIGRP等路由协议的网络通告。 • 掩码 • 1位表示网络位；0位表示主机位。掩码用于区分IP地址中的网络及主机部分 • 通配符 • 1位表示无所谓；0位表示需严格匹配。通配符用于决定一个IP中的那些位该匹配

  21. OSPF的配置 • 基本配置 • 通配符掩码 • 通配符是一个用于决定哪些IP地址位该精确匹配（0代表精确匹配）哪些地址位被忽略的32位数值，通常用于处理访问控制列表(ACL)、OSPF和EIGRP等路由协议的网络通告。 R2 R3 172.16.1.1/24 172.16.2.1/24 172.16.3.1/24

  22. OSPF的配置 • 基本配置 单区域 area0 192.168.12.0/24 192.168.23.0/24 S0 S0 S1 S0 router ospf 1 network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 0 R2 R3 R1 router ospf 1 network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0 network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 0 router ospf 1 network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0

  23. OSPF的配置 • 基本配置 多区域 192.168.12.0/24 192.168.23.0/24 S0 S0 S1 S0 area0 area1 R2 R3 R1 router ospf 1 network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0 network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 1

  24. OSPF的配置 • 常用命令 Router# show ip ospf neighbor // 查看OSPF邻居表 Router# show ip route // 显示路由表的信息 Router# clear ip route * // 清除 IP路由表的信息 Router# debug ip ospf // 在控制台显示 OSPF的工作状态

  25. Q&A

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