OSPF基本概念及单区域配置

 

OSPF基本概念及单区域配置

 

-内部网关路由协议

       OSPF内部网关路由协议：用于在单一自治系统（Autonomous System-AS）内决策路由

       自治系统（AS）：执行统一路由策略的一组网络设备的组合

 

-区域

       为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域

       每个OSPF路由器只维护所有区域的完整的链路状态信息

 

-链路状态路由协议

       OSPF是链路状态路由协议，链路状态路由协议中的路由器了解OSPF网络内的链路状态信息

       链路状态路由协议中，直连的路由器之间建立邻接关系，互相“交流”链路信息，来“画”出完整的网络结构

l         为了标识链路信息是由谁发出的，用Router ID标识路由器

l         相邻路由器之间建立邻接关系，保存在邻居列表中

l         路由器学习到的链路信息，表存在链路状态数据库中

 

-Router ID

       Router ID：是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址

       Router ID选取规则：

l         首先，路由器选取它所有loopback接口上数值最高的IP地址

l         如果没有loopback接口，就在所有物理端口中选取一个数值最高的IP地址

 

-链路状态路由协议中的数据库类型

       邻居列表：列出每台路由器全部已经建立邻接关系的邻居路由器

       链路状态数据库（LSDB）：列出网络中其他路由器的信息，由此显示全网的网络拓扑

       路由表：列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径

 

-链路状态生成过程

       建立邻接关系 -（学习链路状态信息）- 链路状态数据库 - （Djkstra算法）- 最短路径树 – 路由表

 

-建立邻接关系的过程

       Init：接收到对方的HELLO报文，转换为初始状态

       2-way：在对方发来的HELLO报文中看到自己的Router ID，转换为双向状态

       ExStart：确定数据库描述报文的序列号，转换为信息交换初始状态 - DBD（Seq）

       ExChange：发送数据库描述报文，转换为信息交换状态 - DBD

       ExChange：发送链路状态信息请求报文，获取未知的链路状态信息 – LSR

       Loading：发送链路状态信息更新报文，同步链路状态数据库 – LSU

       Full：知道两台路由器的链路状态数据库完全一致，形成邻接关系

 

-OSPF的邻接关系需满足的条件

       邻居：两个路由器之间如果不能满足下列条件，则它们就不能成为邻居：

l         Area-id：两个路由器必须在共同的网段上，它们的端口必须属于该网段上的同一个区，且属于同一个子网

l         验证（Authentication OSPF）：同一区域路由器必须交换相同的验证密码，才能成为邻居

l         Hello Interval和Dead Interval：OSPF协议需要两个邻居路由器的这些时间间隔相同，否则就不能成为邻居路由器

l         Stub区域标记：两个路由器可以在Hello报文中通过协商Stub区域的标记来成为邻居

 

-OSPF的网络类型

       路由器接口类型不同，在建立邻接关系的时候，OSPF路由器执行的操作也略有不同

网络类型	举例
广播	以太网
非广播多路访问NBMA	帧中继、X.25
点到点	PPP，HDLC
点到多点	多个点到点链路的集合

 

-OSPF的DR与BDR

       指定路由器（DR）：一个网段上的其他路由器都和指定路由器（DR）构成邻接关系，而不是它们互相之间构成邻接关系

       通过Hello报文选择DR和BDR来代表OSPF网段

       其他的路由器（DRothers）只和DR及BDR路由器之间形成邻接关系

       通过组播发送Hello报文

       具有最高OSPF优先级的路由器会被选为DR

       如果OSPF优先级相同，则具有最高Router ID的路由器会被选为DR

 

-OSPF包类型总结

包类型	描述
Hello	用于邻居路由器之间建立和维护邻接关系
数据库描述包DBD	描述每台OSPF路由器的链路状态数据库的内容
链路状态请求包LSR	请求链路状态数据库的部分内容
链路状态更新包LSU	传送链路状态数据通告LSA给邻居路由器
链路状态确认包LSAck	确认邻居发过来的LSA已经收到

 

-OSPF的Hello协议

       当路由器上启动OSPF进程时，每台路由器都回间隔一定的时间发送Hello包

       Hello包通过组播地址224.0.0.5发送

       OSPF路由器使用Hello包发起建立邻接关系并监视这种关系的存在和消失

       在广播网或者点对点网上，Hello的发送间隔是10秒；在NBMA网络上，Hello的发送间隔是30秒

 

-OSPF的度量方法

       COST=10⁸/BW

       OSPF协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的代价（cost）来的

       一条路由的代价：是指沿着到达目的网络的路由路径上所有出战接口的代价之和

 

-何时需要OSPF路由协议

       网络的规模：网络中路由器在10台以上；中等或大规模的网络

       网络的拓扑结构：网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都有胡同的需求

       其他特殊的需求：要求路由变化时快速收敛，要求路由协议自身的网络开销尽量降低

       对路由器自身的要求：运行OSPF协议时，对路由器的CPU的处理能力及内存的大小都有一定的要求，性能很低的路由器不推荐使用OSPF协议

 

-OSPF路由协议的特点

l         可适应大规模网络

l         路由变化收敛速度快

l         无路由环

l         支持变长子网掩码VLSM

l         支持区域划分

l         支持以组播地址发送协议报

 

-OSPF与RIP的比较

       OSPF：链路状态路由协议；没有跳数的限制；支持可变长子网掩码（VLSM）；收敛速度快；使用组播发送链路状态更新，在链路状态变化时使用触发更新，提高了带宽的利用率

       RIP：距离矢量路由协议；RIP的15跳限制，超过15跳的路由被认为不可达；V1不支持可变长之网掩码（VLSM），V2支持；收敛速度慢；周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网中应用将产生很大问题

 

-OSPF单区域的配置命令

       配置loopback接口地址： – 用于产生路由器的Router ID

Router(config)#interface loopback looback-number

Router(config-if)#ip address ip-address mask

       启动OSPF路由进程：

Router(config)#router ospf 进程号     - 本路由器的进程号，用于标识同一路由器上多个OSPF进程

       指定OSPF协议运行的接口和所在的区域：

Router(config-router)#network 网络号 反向掩码 area 区域号

*网络号：可以是网络地址、子网地址、接口地址

*区域号：指明网络所述区域

 

       修改接口的Cost值：

Router(config-if)#ip ospf cost number

       配置OSPF计时器：

Router(config-if)#ip ospf hello-interval 时间（s）

Router(config-if)#ip ospf dead-interval 时间（s）

       *为了交换信息，相邻路由器必须有相同的hello和dead间隔，通常dead时间是hello时间的4倍

 

       查看邻居列表：

Router#show ip ospf neighbor

       查看链路状态数据库：

Router#show ip ospf database

       查看路由表：

Router#show ip route

       查看OSPF的配置：

Router#show ip ospf

       查看OSPF接口数据结构：

Router#show ip ospf interface 接口