动态路由协议(二)---OSPF协议

OSPF--开放的最短路径优先协议

自治系统(AS)是指由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合。
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按自治系统分为

IGP:内部网关路由协议,运行在AS内部的路由协议,主要解决AS内部的选路问题,发现、计算路由。
主要: RIP1/RIP2、 OSPF、 ISIS、EIGRP (思科私有协议)
EGP:外部网关路由协议,运行在AS与AS之间的路由协议,他解决AS之间选路问题。
通常: BGP

按协议类型分类

距离矢量路由协议: RIP1/2、 BGP (路径矢量协议)、EIGRP (高级距离矢量协议)
路由器对全网拓扑不完全了解。是“传说的路由”,A发路由信息给B,B加上自己的度量值又发给C,路由表里的条目是听来的。
链路状态路由协议: OSPF、 ISIS
路由器对全网拓扑完全了解。是“传信的路由”,A将信息放在一封信里发给B,B对其不做任何改变,拷贝下来,并将自己的信息放在另一封信里,两封信一起给C,这样,信息没有任何改变和丢失,最后所有路由器都收到相同的一堆信,这一堆信就是LSDB。然后,每个路由器运用相同的SPF算法,以自己为根,计算出SPF Tree (即到达目的地的各个方案),选出最佳路径,放入路由表中。

OSPF工作过程

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1、建立邻居表
2、形成链路状态数据库
3、形成路由表
建立邻接关系-->学习链路状态信息--->链路状态数据库-->Dijkstra算法--->最短路径树--->路由表

OSPF基本概念

OSPF区域

为了适应大型的网络,OSPF在AS内划分多个区域
每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息
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区域ID

区域ID可以表示成一个十进制的数字
也可以表示成一个IP
骨干区域Area 0
负责区域间路由信息传播
非骨干区域

Router ID
OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址
Router ID选取规则
选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
如果没有loopback接口,在物理端口中选取IP地址最高的
也可以使用router-id命令指定Router ID

DR和BDR

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其他路由器(DRothers) 只和DR及BDR形成邻接关系
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DR和BDR的选举方法

自动选举DR和BDR
网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR,第二大的将被选举为BDR
手工选择DR和BDR
优先级范围是0~ 255,数值越大,优先级越高,默认为1
如果优先级相同,则需要比较Router ID
如果路由器的优先级被设置为0,它将不参与DR和BDR的选举

DR和BDR的选举过程

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OSPF的组播地址

224.0.0.5 ; 224.0.0.6

OSPF的度量值为COST

COST= 10^8/BW
最短路径是基于接口指定的代价(cost) 计算的

接口类型 代价(10^8/BW)
Fast Ethernet 1
Ethernet 10
56K 1785

OSPF数据包

承载在IP数据包内,使用协议号89

OSPF的包类型

OSPF的包类型 描述
Hello包 用于发现和维持邻居关系,选举DR和BDR
数据库描述包(DBD) 用于向邻居发送摘要信息以同步链路状态数据库
链路状态请求包(LSR) 在路由器收到包含新信息的DBD后发送,用于请求更详细的信息
链路状态更新包(LSU) 收到LSR后发送链路状态通告(LSA),一个LSU数据包可能包含几个LSA
链路状态确认包(LSAck) 确认已经收到DBD/ LSU,每个LSA需要被分别确认

OSPF邻接关系的建立

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OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程

Down状态 初始状态
Lnit状态 收到第一个hello包
2-Way状态 双向建立会话

OSPF启动的第二阶段是建立完全邻接关系

ExStart状态 建立主从关系
Exchange状态 交换摘要信息
Loading状态 加载详细信息
Full状态 完全连接

OSPF将网络划分为四种类型

点到点网络(Point-to-Point)
自动发现邻居,不需DR/BDR、组播224.0.0.5
广播多路访问网络(Broadcast MultiAccess, BMA)
自动发现邻居、选DR/BDR、 组播224.0.0.5、 224.0.0.6
非广播多路访问网络(None Broadcast MultiAccess, NBMA)
手工指定邻居、选DR/BDR、单播
点到多点网络(Point-to-Multipoint)
自动发现邻居,不需DR/BDR、组播224.0.0.5

OSPF的应用环境

从以下几方面考虑OSPF的使用
网络规模
网络拓扑
其他特殊要求
路由器自身要求
OSPF的特点
可适应大规模网络
路由变化收敛速度快
无路由环
支持变长子网掩码VLSM
支持区域划分
支持以组播地址发送协议报

OSPF与RIP的比较

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OSPF配置命令

[R1]int g0/0/0 ###配置接口ip地址
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 11.0.0.2 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]un sh
[R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.1 24
[R1 -GigabitEthernet0/0/1]un sh
[R1-GigabitEthernet0/0/1]int 1oo 0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32

[R1-LoopBack0]ospf 1 router-id 1.1.1.1 ###创建OSPF进程,配置路由ID
[R1-ospf-1]area 0 ###进入区域0,区域ID可以用数字表示,也可以用IP表示,若区域0则是骨干区域
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 ###宜告OSPF区域内的直连网段,使用反掩码
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0.0.0.255
< Huawei > reset ospf process ###重置OSPF进程