5路由协议基本原理介绍ospfPPT文件格式下载.ppt

1、在IP网络上，通过收集和传递自治系统的链路状态来动态的发现并传播路由。,OSPF协议特点,支持无类域内路由CIDR 无路由自环 收敛速度快 使用IP组播收发路由协议 支持多条等值路由 支持协议报文的认证,1、OSPF协议特点2、OSPF基本概念3、链路状态算法的基本过程4、OSPF支持的网络类型5、报文类型和邻居状态转换6、路由计算过程,目录,OSPF基本概念-自治系统AS,自治系统指的是：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。每个自治系统都有唯一的自治系统编号，这个编号是由因特网授权的管理机构分配的。引入自治系统的基本思想：就是通过不同的编号来区分不同的自治系统。通过

2、采用路由协议和自治系统编号，路由器就可以确定彼此间的路径和路由信息的交换方法。自治系统的编号范围是1到65535，其中1到64511是注册的因特网编号，64512到65535是专用网络编号。,基本概念-AS和Router ID,Router ID由于链路状态数据库LSDB描述的是整个网络的拓扑结构，所以每个路由器需要有一个唯一的标识，Router ID就是这样一个用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF路由器的32位整数，每个运行OSPF的路由器都有一个Router ID。Router ID的格式和IP地址的格式是一样的，推荐使用路由器的loopback地址作为路由器的Router ID。,基

3、本概念-DR和BDR,每一个含有至少两台路由器的广播型网络和NBMA网络都有一个指定路由器DR（Designated Router）和备份指定路由器BDR（Backup Designated Router）DR和BRD的作用：所有的路由器都只将路由信息发送给DR，再由DR将路由信息发送给本网段内的其他路由器。两台不是DR的路由器（DR Other）之间不再建立邻接关系，也不再交换任何路由信息。这样就减少了邻接关系的数量，从而减少链路状态信息以及路由信息的交换次数，降低对路由器处理能力的压力。一个既不是DR也不是BDR的路由器只与DR和BDR形成邻接关系并交换状态信息以及路由信息，这样就大大减少

4、了大型广播型网络和NBMA网络中的邻接关系数量。,基本概念-DR和BDR（续）,在描述拓扑的LSDB中，一个广播型网络和NBMA网络是由单独一条LSA描述，这条LSA所描述的链路状态信息是由DR产生的。稳定：由于DRother只与DR、BDR建立邻接关系。如果DR频繁的更迭，则每次都要重新引起本网段内的所有路由器与新的DR建立邻接关系。这样会导致在短时间内网段中有大量的OSPF协议报文在传输，降低网络的可用带宽。具体的处理方法是，如果目前网段中已经存在DR，即使新加入的路由器的priority比现有的DR还高，也不会再声称自己是DR了，而是承认现有的DR。快速响应：当DR失效后，BDR会立即成

5、为DR，由于不需要重新选举，并且邻接关系事先已建立，所以这个过程是非常短暂的。当然这时还需要重新选举出一个新的BDR，虽然一样需要较长的时间，但并不会影响路由计算。,基本概念-DR和BDR（续）,DR和BDR选举原则：哪台路由器会成为本网段内的DR并不是人为指定的，而是由本网段中所有的路由器共同选举出来的。DR和BDR是由OSPF的Hello协议选举，选举基于端口的路由器优先级（router priority）；如果router priority被设置为0，那么该路由器将不允许被选举为DR或BDR；如果优先级相同，则基于router id进行选举，选router id大的；DR和BDR是终身制

6、的，除非某个故障才会重新选举,注意：网段中的DR并不一定是priority最大的路由器；同理，BDR也并不一定就是priority第二大的路由器。DR是指某个网段中概念，是针对路由器的接口而言的。某台路由器在一个接口上可能是DR，在另一个接口上可能是BDR，或者是DROther。只有在广播和NBMA类型的接口上才会选举DR，在point-to-point和point-to-muiltipoint类型的接口上不需要选举。两台DROther路由器之间不进行路由信息的交换，但仍旧互相发送HELLO报文。他们之间的邻居状态机停留在2-Way状态。,基本概念-DR和BDR（续）,邻居 有端口连接到同一个

7、网段的两个路由器 邻居关系由OSPF的Hello协议维护 邻居关系通常由OSPF的Hello协议自动发现，但在NBMA网络中，邻居需要手工配置；邻接 邻接是从邻居关系中选出的为了交换路由信息而形成的关系，并非所有的邻居关系都可以成为邻接关系 DRother路由器只与DR和BDR之间交换路由信息，因此凡是与DR和BDR有路由信息交换的才称为邻接关系,基本概念-邻居和邻接,Ethernet,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,10.1.1.4,RTA,BDR,DR,我有三个邻居，但是只有两个邻接,因此从图例中可以看出，虽然RTA有3个邻居，但只有两个邻接关系。,基本概念-邻居和邻

8、接,RTB,RTC,RTD,基本概念-区域,区域是一组网段的集合，OSPF支持将一组网段组合在一起，这样的一个组合称为一个区域。区域内的详细拓扑信息不向AS内的其他区域发送，这样就大大减少了网络流量。路由器会为每一个自己所连接到的区域维护一个单独的LSDB。每个区域都有自己的LSDB，不同区域的LSDB是不同的。Area 0为骨干区域，包含所有区域边界路由器。骨干区域负责在非骨干区域之间发布由区域边界路由器汇总的路由信息（并非详细的链路状态信息）。骨干区域负责在非骨干区域之间转发数据，也就是说，区域边界路由器是所连接的非骨干区域的入口和出口。,基本概念-区域（续）,Area 0,Area 1,

9、Area 2,Area 3,Area 4,Area 0为骨干区域，包含所有区域边界路由器。所有ABR都至少有一个端口属于area 0,基本概念-路由器分类,IR（Internal Router）：内部路由器，是指所连接的网段都在一个区域的路由器，属于同一个区域的IR维护相同的LSDB。ABR（Area Border Router）：区域边界路由器，是指连接到多个区域的路由器，ABR为每一个所连接的区域维护一个LSDB。BR（Backbone Router）：骨干路由器，至少有一个端口或虚连接连接到骨干区域的路由器，包括所有ABR和所有端口都在骨干区域的路由器。ASBR（AS Boundary

10、Router）：AS边界路由器，是指和其他AS中的路由器交换路由信息的路由器，这种路由器向整个AS通告AS外部路由信息。ASBR可以是IR或ABR，可以属于骨干区域也可以不属于骨干区域。,Area 0,Area 1,Area 2,使用BGP连接到另外一个AS,IR,ABR，BR,BR,IR,ASBR,基本概念-路由器分类（续）,1、OSPF协议特点2、OSPF基本概念3、链路状态算法的基本过程4、OSPF支持的网络类型5、报文类型和邻居状态转换6、路由计算过程,目录,链路状态算法,OSPF最显著的特点就是使用链路状态算法，区别于早先的路由协议使用的距离矢量算法。OSPF协议计算路由是以本路由器

11、周边网络的拓扑结构为基础的，每台路由器将自己周边的网络拓扑描述出来，传递给其它所有的路由器。每个路由器通过泛洪链路状态通告（LSA）向外发布本地链路状态信息（例如可用的端口，可达的邻居以及相邻的网段等）,RTA,RTB,RTC,RTD,10M,100M,2.048M,100M,泛洪LSA,LSDB,RTA生成的LSA,RTB生成的LSA,RTC生成的LSA,RTD生成的LSA,每一个路由器都通过收集其它路由器发布的链路状态通告以及自身生成的本地链路状态通告，形成一个链路状态数据库（LSDB）。LSDB描述了路由域内详细的网络拓扑图。,链路状态算法（续）,等同于,LSDB,RTA生成的LSA,R

12、TB生成的LSA,RTC生成的LSA,RTD生成的LSA,LSDB通过描述一个带权的有向图来描述网络拓扑结构；有向图中的端点由路由器和网段组成，有向线段的权表示链路开销（是路由器相关端口的出端口开销）。,链路状态算法（续）,C,A,B,D,48,1,1,最短路径树算法,通过LSDB，每个路由器使用最短路径优先算法计算出以自己为根、有向图中其它端点为叶子的最短路径树。最短路径树给出了到自治系统中每一个目的地的路由。,链路状态算法（续）,1、OSPF协议特点2、OSPF基本概念3、链路状态算法的基本过程4、OSPF支持的网络类型5、报文类型和邻居状态转换6、路由计算过程,目录,网络类型-点到点和广

13、播型,OSPF把不同的网络拓扑抽象为四种网络类型：点到点网络是指只把两台路由器直接相连的网络 广播型网络是指支持两台以上的路由器，并且具有广播能力的网络；,PPP,10.1.1.1,20.1.1.1,点到点网络,Ethernet,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,10.1.1.4,广播型网络,网络类型-非广播多路访问,OSPF支持四种网络类型：非广播网络是指支持两台以上路由器相连，但不具有广播能力的网络。非广播网络包括非广播多路访问（NBMA）和点到多点网络。NBMA要求网络中的路由器组成全连接，每个路由器的邻居需要手动配置。,ATM,10.1.1.1,10.1.1.2,1

14、0.1.1.3,VPI/VCI=0/102,VPI/VCI=0/103,VPI/VCI=0/201,VPI/VCI=0/301,0/203,0/302,非广播网络非广播多路访问（NBMA）,全连接,FR,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,DLCI=102,DLCI=103,DLCI=201,DLCI=301,不完全连接,非广播网络点到多点（Point-to-MultiPoint）,网络类型-点到多点,OSPF支持四种网络类型：点到多点网络。对不能组成全连接的网络应当使用点到多点方式。每个路由器的邻居可以使用底层协议例如RARP来发现。,Area 0,Area 1,Area

15、2,RTA,RTB,配置虚连接以使RTB连接到骨干区域,网络类型-虚连接,除以上物理网络类型外，还有一种虚拟链路类型-虚连接。骨干区域必须是连续的，如果物理上不连续，可以通过虚连接使骨干区域逻辑上连接。虚连接是属于area 0的一条虚拟链路。虚连接可以在任意两个区域边界路由器上建立，但要求这两个区域边界路由器都有端口连到一个共同的非骨干区域。,常见链路协议对应的默认网络类型,点到多点（point-to-multipoint）网络类型不是一种默认的网络类型。,目录,1、OSPF协议特点2、OSPF基本概念3、链路状态算法的基本过程4、OSPF支持的网络类型5、报文类型和邻居状态转换6、路由计算过程,OSPF报文类型,OSPF共有5种报文类型，但OSPF报文头部都是相同的：Hello报文：用于发现和维护邻居关系，在广播型