13、OSPF协议工作过程.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/4/28,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/4/28,#,概述与工作过程,OSPF,前言,RIP,是一种基于距离矢量算法的路由协议，存在着收敛慢、易产生路由环路、可扩展性差等问题，目前已逐渐被,OSPF,取代。,开放式,最短路径优先,OSPF,（,Open Shortest Path First,）协议是,IETF,定义的一种基于链路状态的内部网关路由协议。,OSPF(,O,pen,S,hortest,P,ath,F,irst),开放式最短路径优先协议,OSPF,属于,链路状态,协议,基于链路状态算法。是一个,内部网关协议,。,OSPF,直接运行于,IP,协议之上,，使用,IP,协议号,89,Frame,Checksum,OSPF Protocol Packet,IP Packet Header,Link Layer Header,IP,协议号为,89,OSPF,概述,1,快速收敛,：,快速扩散链路状态更新并同步计算路由表；,无路由环路,：,最短路径优先（,SPF,）算法；,完全无类别,：,支持可变长子网掩码（,VLSM,）和无类域间路由（,CIDR,）；,减少所需的网络带宽,：,采用触发更新机制；,支持接口的包认证,：,确保路由计算的安全性；,使用组播方式发送更新,：,减小了对非相关网络设备的干扰。,OSPF,概述,1,路由器,ID,即,Router ID,，它是,唯一标识,运行,OSPF,协议的一台,路由器,，经常设置为掩码为,32bits,的,IP,主机地址。,产生方法：,手工指定,：通过命令,router-id ip-address,设置，一般指定逻辑的环回口地址（环回口地址的稳定性）,自动产生：,环回口地址,如果没有手工指定，则选择环回口,IP,地址；如果有多个环回口，则比较,IP,地址大,的作为,Router ID,；,物理接口,IP,地址,如果没有创建环回口，则选用物理接口,IP,地址，如果有多个,IP,地址，则同样选择,IP,地址最大的作为,Router ID,。,OSPF,的关键概念,2,邻居表（,Neighbor Database,）：包括所有建立联系的邻居路由器。,链路状态数据库,（链路状态,表、拓扑数据库）（,Link State DataBase,）：包含了网络中所有路由器的链接状态。它表示着整个网络的拓扑结构。,同区域内的所有路由器,的链路状态,数据库都是相同的。,路由表,(Routing Table),：也称转发表，在链路状态表的基础之上，利用,SPF,算法计算而来。,OSPF,的关键概念,2,1,、邻居发现阶段,2,、建立邻接关系,3,、链路状态数据库同步,4,、路由计算OSPF,的工作过程,3,泛洪,LSA,LSDB,RTA,生成的,LSA,RTB,生成的,LSA,RTC,生成的,LSA,RTD,生成的,LSA,RTA,RTB,RTC,RTD,SPF,算法,计算路由,最短路径树,目的网段,下一跳,开销,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,IP,路由表,我有三个邻居,RTA,RTB,RTD,RTC,(,RouterID=1.1.1.1,),(,RouterID=2.2.2.2,),(,RouterID=4.4.4.4,),(,RouterID=3.3.3.3,),OSPF,的工作过程：,邻居,发现阶段,3,小王,小一,小二,小三,小王小一,你好啊,(1),你好,，我,叫小王,小王,小一,你好啊,(2),你好，小王，我叫小一,嘻嘻嘻，我有,3,邻居,(3),邻居关系建立完成,OSPF,的工作过程：,邻居,发现阶段,3,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Hello,A,D,E,C,B,OSPF,的工作过程：,邻居,发现阶段,3,Hello,Router Priority,Designated Router,Backup Designated Router,Hello Interval,Router Dead Interval,Options,NetworkMask,Neighbor,Ethernet,10.1.1.1,10.1.1.2,10.1.1.3,10.1.1.4,RTA,我有三个邻居,邻接关系指通过交互之后，彼此都有对方路由信息。,形成邻居关系的路由器但不一定会有邻接关系。,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,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,指定,路由器,（,Designated Router,，,DR,）,备用,指定路由器,（,Backup Designated Router,，,BDR,）,DRother,一,个既不是,DR,也不是,BDR,的路由器则被,称之为,DRother,，,在,邻接关系建立过程当中，,DRother,只与,DR,和,BDR,形成邻接关系并交换链路状态信息以及路由,信息,DR,和,BDR,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,DR and BDR,每个网段都会选出,DR,和,BDR,然后，每个,Router,都会和,DR,，,BDR,建立邻接关系,DR,BDR,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,DR&BDR,BDR,DR,RTA,RTB,RTC,RTD,可以,减少广播型网络中的邻接关系的数量。,邻居,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,RTA,RTB,RTC,RTD,RTE,RTC,RTD,RTA,RTB,RTE,RTC,RTD,RTA,RTB,RTE,图,2,：没有选举,DR,时的邻接关系,图,3,：选举,DR,后的,邻接关系,DR,图,1,：网络拓扑结构,BDR,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,DR&BDR,选举,DR,是基于端口的路由器优先级的值进行选举的。,DR(Priority=255),RTA,RTB,RTC,(Priority=1),(Priority=1),BDR,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,DR,选举原则：,第一条：比较路由器的优先级，具有最高优先级 的路由器将成为,DR,，次高的成为,BDR,。,优先级值范围,0255,，默认为,1,，,0,表示不参加选举,第二条：如果路由器的优先级相同，则比较,Router ID,，,Router,ID,最大的作为,DR,。,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,DR,（,村长,）的选举过程,（,1,）登记选民,本村的,18,岁以上公民,；,本,网段的,OSPF,路由器；,（,2,）登记候选人,本村内的,30,岁以上,公民；,本,网段的,priority0,的,OSPF,路由器；,（,3,）竞选演说,所有的候选人都认为自己应该当村长；,所有,的,priority0,的,OSPF,路由器都认为自己是,DR,（,4,）投票,选竞选演讲最好的；,选,priority,值最大的，若,priority,值相等，选,RouterID,最大的；,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,选举制,民主！,DR,是各路由器选出来的，而非人工指定的；,终身制,稳定压倒一切！,DR,一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换；,即便新加入一台优先级比,DR,高的路由器，也不更换！,世袭制,快速响应！,DR,选出的同时，也选出,BDR,（,Backup Designated Router,）来。,DR,故障后，由,BDR,自动代替,DR,成为新的,DR,；,因为重新选举会造成新的一轮的同步；,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,邻居状态机：,Down,Init,ExStart,Loading,Full,邻居,邻接,2-Way,Exchange,Attempt,OSPF,的工作过程：,建立邻接关系,3,在建立邻接关系以后，发布,LSA,（,Link State Advertisement,链路状态广告,）来交互链路状态信息，通过获得对方,LSA,同步,OSPF,区域内的,LSDB,。,LSA,LSDB,RTA,生成的,LSA,RTB,生成的,LSA,RTC,生成的,LSA,RTD,生成的,LSA,RTA,RTB,RTC,RTD,OSPF,的,工作过程：,链路状态数据库同步,阶段,3,1,、计算路由器之间每段链路,开销,，即,cost,值，计算公式是,108/,带宽。,2,、利用,SPF,算法,以自身为根节点,计算出一颗最短路径树。,3,、计算完成之后，将开销最低的路径,写入路由表,当中。,OSPF,的,工作过程：,路由计算,阶段,3,LSDB,LSA of RTA,LSA of RTB,LSA of RTC,LSA of RTD,(2),每台路由器的,LSDB,(3),由链路状态数据库,生成带,权有向图,C,A,B,D,1,2,3,5,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,RTA,RTC,RTD,3,2,1,5,(1),网络的拓扑结构,(4),每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树,RTB,OSPF,的,工作过程：,路由计算,阶段,3,作业：,10.1,、,10.2,和,10.3,的视频,、随堂,测试,第九,章单元测试,