OSPF知识点讲解.docx
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OSPF知识点讲解.docx
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OSPF知识点讲解
基础信息:
4
OSPF解决了以下问题:
4
一、收敛速率4
二、对可变长度掩码(VLSM)的支持4
三、网络可达性4
四、带宽占用4
五、路径选择方法4
Link-StateDataStructures5
Neighbortable:
5
Topologytable:
5
Routingtable:
5
OSFParea0防环:
5
Transitarea(backboneorarea0)5
Regularareas(nonbackboneareas)5
AdjacencyDatabase6
Routersdiscoverneighborsbyexchanginghellopackets.6
Point-to-pointWANlinks:
6
LANlinks:
6
定时器:
6
度量值的计算标准7
链路信息:
7
路由器ID:
7
OSPF类型:
8
adjacency:
8
Flooding算法:
8
启动:
8
路由协议数据具体交互:
9
LSA处理:
9
报文类型:
10
(一)Hello报文10
(二)DD报文10
(三)LSR、LSU10
(四)LSAck报文10
Hello数据包中所包含的信息如下:
11
一、路由器ID11
二、HELLO间隔和DOWN机判断间隔(deadinterval)11
三、邻居11
四、区域ID11
五、路由器优先级11
六、DR和BDR的IP地址12
七、认证口令12
八、未节(stub)区域标志12
LSA分类:
12
(一)LSA1路由器LSA12
(二)LSA2网络LSA12
(三)LSA3网络汇总LSA13
(四)LSA4ASBR路由信息LSA13
(五)LSA5自主系统外部LSA13
(六)LSA7NSSA外部LSA14
路由器类型:
15
IAR:
15
ABR:
15
BBR:
15
ASBR:
15
OSPF缺点:
15
1.ABR上的汇总,区域间的汇总15
2.ASBR上的汇总,外部路由的汇总16
OSPF邻接过程:
16
1.Down:
稳定状态16
2.Attempt:
16
3.Init:
16
4.2-Way:
稳定状态17
5.Exstart:
17
6.Exchange:
18
7.Loading:
18
8.Full:
稳定状态18
OSPF邻居状态机18
选择DR与BDR(为接口属性)19
每个网段都自己的DR/BDR19
OSPF区域类型:
20
1.BACKBONE区域Area0(防环)20
2.STUB区域20
3.TOTALSTUB区域20
4.NSSA区域21
OSPF的工作类型:
21
(一)点到点的OSPF:
21
(二)点到多点OSPF:
21
(三)NBMAOSPF:
22
(四)广播OSPF:
22
(五)VIRTUALLINKOSPF:
22
重传表:
22
OSPF启动的过程:
23
一、交换过程(exchangeprocess)23
二、发现路由23
三、选择路由24
四、维护路由信息24
SPF算法25
OpenShortestPathFirstCalculation26
虚连接27
为什么说ospf是没有自环的:
27
OSPF路由协议验证28
一、区域认证:
28
二、接口认证:
28
基础信息:
管理距离:
110
distanceXXa.b.c.d0.0.0.0
修改邻居a.b.c.d传过来路由的管理距离
协议号:
89
地址:
DR->DROther224.0.0.5
DROther->DR224.0.0.6
Typer1:
本地到ASBR的COST+ASBR到路由的COST(路由可信度比较高)
Typer2:
ASBR到路由的COST(路由可信度比较低、默认)
OSPF解决了以下问题:
一、收敛速度
二、对可变长度掩码(VLSM)的支持
EIGRP、OSPF、RIPV2支持VLSM,RIP只支持固定长度子网掩码(FLSM)
三、网络可达性
RIP跨度达16跳时被认为是不可达,OSPF理论上没有可达性限制
四、带宽占用
RIP每隔30秒广播一次完整路由,OSPF只有链路发生变化才更新
五、路径选择方法
RIP是基于跳数选择最佳路径的,OSPF采用一种路径成本(cost)值(对于Cisco路由器它基于连接速率)作为路径选择的依据。
OSPF与RIP、IGRP一样直持等开销路径
Link-StateDataStructures
Øadjacencytable:
–Alsoknownastheadjacencydatabase
–(listofrecognizedneighbors)
ØTopologytable:
–TypicallyreferredtoasLSDB
–(routersandlinksintheareaornetwork)
–AllrouterswithinanareahaveanidenticalLSDB
ØRoutingtable:
–Commonlynamedaforwardingdatabase
–(listofbestpathstodestinations)
OSFParea0防环:
Link-stateroutingrequiresahierachicalnetworkstructurethatisenforcedbyOSPF.
Thistwo-levelhierarchyconsistsofthefollowing:
ØTransitarea(backboneorarea0)
ØRegularareas(nonbackboneareas)
AdjacencyDatabase
ØRoutersdiscoverneighborsbyexchanginghellopackets.
–Routersdeclareneighborstobeupafterchecking
–certainparametersoroptionsinthehellopacket.
ØPoint-to-pointWANlinks:
–Bothneighborsbecomefullyadjacent.
ØLANlinks:
–NeighborsformanadjacencywiththeDRandBDR.
–Maintaintwo-waystatewiththeotherrouters(DROTHERs).
•Routingupdatesandtopologyinformationareonlypassedbetweenadjacentrouters.
定时器:
OSPF环境Hello间隔Down机判定间隔
广播10秒40秒
点对点10秒40秒
NBMA30秒120秒
点对多点30秒120秒(32为主机路由)
虚链路
ipospfhello-intervalseconds指定hello间隔
ipospfdead-intervalseconds设定hello的holdtimer时间
度量值的计算标准
100*1000*1000=100M
Cost=100.000.000/XX
以连路上的最小带宽为准
修改计算标准:
auto-costreference-bandwidth
链路信息:
OSPF协议了解链路信息的手段是借助于路由器的接口信息:
ShowipospfinterfaceXXXXX
包括:
IP、区域ID、RouterID、NetworkType、Cost、优先级、角色(DR、BDR、DROTHER)、HelloDeadRetransmit、邻居关系、邻接关系、邻接关系详细信息、认证等等
了解邻居数据结构:
ShowipospfneighborROUTER_ID
包括:
邻居路由器Router_ID、邻居路由器IP、区域ID、与邻居相连的接口、邻居路由器优先级等等
路由器ID:
A:
Loopback接口IP
B:
最高接口IP
Cisco路由器,即使路由器的这个用作ID的物理接口失效或被删除,OSPF将继续使用这个接口作为路由器ID;
OSPF类型:
Ø点到点
Ø点到多点
Ø广播
ØNBMA
Ø虚链路
adjacency:
广播、NBMA类型的OSPF选举DR/BDR,DRother路由器只和DR/BDR路由器形成邻接关系。
DRother路由器之间只能形成邻居关系,一直维持在2-WAY状态。
其他类型的OSPF邻居关系都可以形成邻接关系。
数据库同步关系仅仅在建立邻接关系的路由器之间保持。
只有邻接关系的路由器之间才发送LSA通告信息。
每30mins发送一次LSA通告
Flooding算法:
是一个非常可靠的计算过程,它保证在同一个OSPF区域内的所有路由器都具有一个相同的OSPF数据库。
每一个收到邻居路由器发出LSA通告的路由器都会判断是否将这些LSA放入链路状态数据库,如果要放入数据库,同时发送一份LSA的拷贝给和该路由器在同一区域的邻接路由器(除接收此LSA报文的接口)。
OSPF的数据报文不转发,TTL值被设置为1。
启动:
Ø路由器启动发送组播HELLO报文。
Ø接收到HELLO报文的路由器判断是否为现有邻居
Ø不是现有邻居,单播发送HELLO
Ø互相单播发送DBD(P-P的网络为全部组播)
Ø互相单播发送LSR、LSU(P-P的网络为全部组播)
路由协议数据具体交互:
Ø邻居关系之间只有Hello报文
ØLSA报文发生在邻接关系路由器之间
Ø30minsLSA重新组播一次
Ø链路发生变化,触发发送LSU
Ø在选DR、BDR的网络中路由器只和DR、BDR形成邻接关系
Ø不选DR、BDR的网络中邻居关系都可以建立邻接关系
LSA处理:
报文类型:
(一)Hello报文
邻居发现建立,维护,选举DR、BDR
RouterID、AreaID、Mask、Auth、Hello间隔、无效时间、Prori、DR、BDR、5个标志位(stub标志…)、该报文链路上的邻居RouterID
邻居建立条件:
AreaID、Auth、Hello间隔、无效时间、区域类型等一个不匹配都不行
(二)DD报文
描述本地LSDB。
选出由谁先发送DD报文、决定ID号。
(三)LSR、LSU
请求和响应特定LSA的报文
(四)LSAck报文
收到LSU确认
Hello数据包中所包含的信息如下:
一、路由器ID
这个32比特的数字在一个自治系统内唯一的标识一个路由器。
它缺省是选用活跃接口上的最高IP地址。
这个标识在建立邻居关系和直辖市运行在网络中SPF算法拷贝的消息时是很重要的。
最高Loopback接口IP。
二、HELLO间隔和DOWN机判断间隔(deadinterval)
HELLO间隔规定了路由发送HELLO的时间间隔(秒)。
DOWN机判定间隔是路由器在认为相邻路由器失效之前等待接收来自邻居消息的时间,单位为秒,缺省是HELLO间隔的4倍。
三、邻居
这些是已经建立了双向通信关系的相邻路由器
传送该报文的链路上出现的所有邻居路由器ID。
四、区域ID
路由器area号必须相同
五、路由器优先级
这8个比特数字指明了在选择DR和BDR时这台路由器的优先级。
六、DR和BDR的IP地址
七、认证信息
八、未节(stub)区域标志
LSA分类:
(一)LSA1路由器LSA
每个OSPF路由器都会发出,包含路由器邻接关系路由器信息(DR、BDR、邻接路由器)、直连网络信息、网络类型
本区域内传输,发起者为特定的route-id
描述属于此区域内的网络接口信息,此区域内的邻接关系。
在类型1的链路数据包中:
OSPF路由器通过对数据包中某些特定数据位的设定,告诉其余的路由器自身是一个区域边界路由器或是一个AS边界路由器。
并且,类型1的链路状态数据包在描述其所联接的链路时,会根据各链路所联接的网络类型对各链路打上链路标识,LinkID。
(二)LSA2网络LSA
DR路由器发出,与其相连的所有路由器包括其本身
本区域内传输,发起者为DR
描述属于此区域内的邻接关系。
又被称为网络链路信息数据包(NetworkLink)。
网络链路信息数据包是由指定路由器产生的,在一个广播性的、多点接入的网络,例如以太网、令牌环网及FDDI网络环境中,这种链路状态数据包用来描述该网段上所联接的所有路由器的状态信息
指定路由器DR只有在与至少一个路由器建立相邻关系后才会产生网络链路信息数据包,在该数据包中含有对所有已经与DR建立相邻关系的路由器的描述,包括DR路由器本身。
类型2的链路信息只会在包含DR所处的广播性网络的区域中广播,不会广播至其余的OSPF路由区域。
(三)LSA3网络汇总LSA
ABR路由器发出,相连的区域向骨干区域、骨干区域向与他相连的区域通告区域内的路由信息。
只通告路由信息,在区域边界类似于DV路由信息。
本区域内传输,发起者为连接本ABR
描述通过其他区域学习来的路由信息,在不同区域间传递路由信息。
对于非area0路由器,LSA3发起者为连接自己最近的ABR
类型3和类型4的链路状态广播在OSPF路由协议中又称为总结链路信息数据包(SummaryLink),该链路状态广播是由区域边界路由器或AS边界路由器产生的。
SummaryLink描述的是到某一个区域外部的路由信息,这一个目的地地址必须是同一个AS中。
SummaryLink也只会在某一个特定的区域内广播。
类型3与类型4两种总结性链路信息的区别在于,类型3是由区域边界路由器产生的,用于描述到同一个AS中不同区域之间的链路状态;而类型4是由AS边界路由器产生的,用于描述不同AS的链路状态信息。
类型4:
用来指定ASBR位置的信息,是LSA3的特例。
值得一提的是,只有类型3的SummaryLink才能广播进一个残域,因为在一个残域中不允许存在AS边界路由器。
残域的区域边界路由器产生一条默认的SummaryLink对域内广播,从而在其余路由器上产生一条默认路由信息。
采用SummaryLink可以减小残域中路由器的链路状态数据库的大小,进而减少对路由器资源的利用,提高路由器的运算速度
(四)LSA4ASBR路由信息LSA
本区域内传输,发起者为连接本ABR
对于非area0路由器,LSA4发起者为连接自己最近的ABR
指明LSA5中router-id的位置
(五)LSA5自主系统外部LSA
跨区域传输,发起者为ASBR
描述由非OSPF获得、注入OSPF的路由信息
跨区域传输,对于所有路由器,LSA5发起者为ASBR
可以从area0传输到其他区域,非area0不能传输
类型5的链路状态广播称为AS外部链路状态信息数据包。
类型5的链路数据包是由AS边界路由器产生的,用于描述到AS外的目的地的路由信息,该数据包会在AS中除残域以外的所有区域中广播。
一般来说,这种链路状态信息描述的是到AS外部某一特定网络的路由信息,在这种情况下,类型5的链路状枋数据包的链路标识采用的是目的地网络的IP地址;在某些情况下,AS边界路由器可以对AS内部广播默认路由信息,在这时,类型5的链路广播数据包的链路标识采用的是默认网络号码0.0.0.0。
(六)LSA7NSSA外部LSA
ASBR路由器发出,表示由非OSPF获得、注入OSPF的路由信息,在ABR上LSA7将被替换为LSA5
LSA1:
(RouterLSA)
任何一台路由器都可发送此信息.只本区域内传播.(路由器网络连接情况、邻接关系)。
LSA2:
(NetworkLSA)
由DR路由器发出,本区域内任何一台路由器都可传播.(网段上的邻接关系路由器)
LSA3:
(NetworksummaryLSA)
由ABR路由器发出,本区域内任何一台路由器都可传播.路由信息不会被纳入SPF运算,只是简单的加在路由表,取消也只是简单的删除。
(不同区域内的路由器信息通告)
LSA4:
(ASBRsummaryLSA)
由ABR路由器发出,本区域内任何一台路由器都可传播.(ASBR位置)
LSA5:
(ASexternalLSA)(不属于任何AS)
由ASBR路由器发出,任何一台路由器都可在本区域内传播.(非OSPF获取的路由信息)LSA5与区域无关。
LSA7:
(NSSAexternalLSA)
由NSSA中的ASBR路由器发出,ABR将其转换为LSA5传播.(NSSA中的ASBR,非OSPF获取的路由信息)
路由器类型:
ØIAR:
区域内的路由器,所有的接口都属于同一个OSPF区域。
只会生成一跳RouterLSA。
ØABR:
属于两个或以上OSPF区域,必须有一个是骨干区域。
生成一跳RouterLSA,根据需要生成LSA3、LSA4。
为每个区域保存一根LSDB。
ØBBR:
属于骨干区域的路由器。
ØASBR:
从非OSPF引入路由的路由器。
生成RouterLSA根据需要生成LSA5。
OSPF缺点:
路由汇总(发生在路由信息的发送端)
可以是自动汇总也可以是手动汇总,只能够在区域的边界路由器(ABR—AreaBorderRouter)上和自治系统的边界路由器(AutonomousSystemBoundaryRouter)上进行,并不能像EIGRP那样在网络任何地方进行路由汇总。
1.ABR上的汇总,区域间的汇总
Area15range172.16.0.0255.240.0.0(Pccie343)
表示将AREA15的路由信息,对172.16.0.0255.240.0.0内的路由条目汇总为一条,一条LSA3的信息.必须添加一条NULL0路由,防止路由黑洞或路由环路
2.ASBR上的汇总,外部路由的汇总
summary-address172.16.0.0255.240.0.0
表示将对172.16.0.0255.240.0.0内的路由条目汇总为一条,一条LSA5或LSA7的信息.必须添加一条NULL0路由,防止路由黑洞或路由环路
OSPF邻接过程:
1.Down:
稳定状态
这是OSPF建立交互关系的初始化状态,表示在一定时间之内没有接收到从某一相邻路由器发送来的信息。
在非广播性的网络环境内,OSPF路由器还可能对处于Down状态的路由器发送Hello数据包。
2.Attempt:
该状态仅在NBMA环境,例如帧中继、X.25或ATM环境中有效,表示在一定时间内没有接收到某一相邻路由器的信息,但是OSPF路由器仍必须通过以一个较低的频率向该相邻路由器发送Hello数据包来保持联系。
3.Init:
在该状态时,OSPF路由器已经接收到相邻路由器发送来的Hello数据包,但自身的IP地址并没有出现在该Hello数据包内,也就是说,双方的双向通信还没有建立起来。
4.2-Way:
稳定状态
这个状态可以说是建立交互方式真正的开始步骤。
在这个状态,路由器看到自身已经处于相邻路由器的Hello数据包内,双向通信已经建立。
指定路由器及备份指定路由器的选择正是在这个状态完成的。
在这个状态,OSPF路由器还可以根据其中的一个路由器是否指定路由器或是根据链路是否点对点或虚拟链路来决定是否建立交互关系。
5.Exstart:
这个状态是建立交互状态的第一个步骤。
在这个状态,路由器要决定用于数据交换的初始的数据库描述数据包的序列号(Master/Slave),以保证路由器得到的永远是最新的链路状态信息。
同时,在这个状态路由器还必须决定路由器之间的主备关系,处于主控地位的路由器会向处于备份地位的路由器请求链路状态信息。
Master/Slave:
I:
init状态0/1
M:
是否还有后继数据0/1
MS:
本路由器是否为MASTER0/1
A:
每台路由器都开始产生一个随机的Seq,并且设定自己为MS。
B:
低RouterID的路由器发现自己不是MS。
MS路由器的Seq为两个路由器传送DD的Seq。
C:
DD为数据库LSA的头信息。
DatabaseDesc
D:
请求特定LSA的信息。
发送LSA头信息。
LSR
E:
根据LSR信息,发送特定LSA。
F:
报文是否结束通过M来设定。
G:
只有MS路由器才修改Seq。
SlaveRouter根据MS传来的数据Seq来决定自己发送数据的Seq。
MS根据获得的SlaveRouter数据Seq来确认,SlaveRouter收到了哪些数据。
实现信息确认:
A:
只有MS路由器才有修改Seq的权限。
B:
非MS路由器,根据从MS那收到的Seq来作为自己发送DD的Seq。
C:
MS路由器,从非MS路由器那收到的Seq来决定,特定Seq数据有每被他收到,是否要重传。
确认方式:
1:
显式确认
2:
隐式确认
6.Exchange:
在这个状态,路由器向相邻的OSPF路由器发送数据库描述数据包来交换链路状态信息,每一个数据包都有一个数据包序列号。
在这个状态,路由器还有可能向相邻路由器发送链路状态请求数据包来请求其相应数据。
从这个状态开始,我们说OSPF处于Flood状态。
7.Loading:
在loading状态,OSPF路由器会就其发现的相邻路由器的新的链路状态数据及自身的已经过期的数据向相邻路由器提出请求,并等待相邻路由器的回答。
8.Full:
稳定状态
这是两个OSPF路由器建立交互关系的最后一个状态,在这时,建立起交互关系的路由器之间已经完成了数据库同步的工作,它们的链路状态数据库已经一致。
OSPF邻居状态机
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