OSPF的基本工作原理.ppt

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,*,*,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,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,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,1,、,掌握,OSPF,基本工作原理,2,、开放最短路径优先协议,OSPF,1,开放最短路径优先,目前,IGP,中应用最广，性能最优的一个路由协议。,开放最短路径优先（,0SPF,）是一个开放标准的路由选择协议，它被各种网络开发商所广泛使用，其中包括,Cisco,。,如果你的网络拥有多种路由器，而并不是全部都是,Cisco,，那么你将不能使用,EIGRP,，那你可以用什么呢？基本上你剩下的选择只有,RIPl,、,RIP2,或者是,OSPF,。如果你的网络是一个大型网络，那么，你正确的选择只能是,OSPF,。,OSPF,要构建一个最短路径树，然后使用最佳路径的计算结果来组建路由表。,OSPF,会聚很快，虽然它可能没有,EIGRP,快，并且它也支持到达相同目标的多个等开销路由。它只支持,IP,路由选择。,OSPF,支持下列功能：,由地区和自治系统组成,最小化路由更新流量,.,允许可量测性,.,支持,VLSM,和,CIDR,拥有不受限跳计数,允许多销售商设备集成（开放的标准）,2,OSPF,与,RIP,比较,3,OSPF,立体、分层结构,要想使,OSPF,支持大型网络，需要采用分层结构。即将大型网络分割成若干小的地区（,area,）。,采用分层结构可以带来以下好处：,减少路由选择开销,加速汇聚,单一网络地区缩小网络的不稳定性,4,OSPF,的运行步骤,OSPF,路由器的运行分为下列,5,个不同步骤：,建立路由器比邻关系,选举一个,DR,和,BDR,发现路由,选举最佳路由,维护路由信息,OSPF,分层结构模型,OSPF,在同一个自治系统,AS,内划分地区（,area,）。在若干地区中，必须有一个地区,0,（主干地区）。,其它地区必须连接到主干地区。连接主干地区与其它地区的路由器称之为地区边界路由器（,ABR,）。,多个自治系统之间也可以连接。连接多个自治系统的路由器称之为自治系统边界路由器（,ASBR,）。,6,OSPF,邻居,链路：链路是被指定给任一给定网络的一个网络或路由器。当一个接口被加入到该,OSPF,的处理中时，它就被,OSPF,认为是一个链路。这个链路或接口，将有一个指定给它的状态信息（,up,或,down,即激活或失效），以及一个或多个,IP,地址。,邻居：邻居可以是两个或更多的路由器，这些路由器都有某个接口连接到一个公共的网络上，如两个连接在一个点到点串行链路上的路由器。,7,OSPF,邻接与,Hello,邻接,adjacency),：邻接是两个,OSPF,路由器之间的关系，这两个路由器允许直接交换路由更新数据。,OSPF,对于共享的路由选择信息是非常讲究的，不像,EIGRP,那样直接地与自己所有的邻居共享路由信息。不同的是，,OSPF,只与建立了邻接关系的邻居直接共享路由信息。,并且并不是所有的邻居都可以成为邻接,，这将取决于网络的类型和路由器上的配置,Hello,协议：,OSPF,使用,Hello,协议动态地发现邻居，并维护邻居关系。,Hello,数据包的组播地址是,224.0.0.5,。,8,OSPF Hello,协议,当路由器的一个端口启动,OSPF,路由协议后，它将开始定时发送,Hello报文。管理,Hello,报文交换的规则称为,Hello,协议。,在第三层，,Hello,报文使用,224.0.0.5,地址进行传送，该地址代表所有的,OSPF,路由器。,OSPF,路由器使用,hello,报文初始新的,“,邻居,”,。在广播和点对点拓扑中,Hellos,协议每,10,秒传送一次。而在,NBMA,网络，每,30,秒传送一次。,HELLO,定时器：呼叫间隔,10s,、,30s;,路由器死亡间隔,4,倍呼叫间隔；轮询间隔,60s(NBMA),。,要想建立邻居关系，路由器间,Hello,定时器必须保持一致。,为了使,DR,和,BDR,能够看到网段上所有其他路由器发送来的链路状态信息，所有,DR,和,BDR,路由器使用,224.0.0.6,地址。,9,172.16.5.1/24,E0,172.16.5.2/24,E1,A,B,Down State,建立路由器比邻关系,初始状态,10,172.16.5.1/24,E0,172.16.5.2/24,E1,Router B,Neighbors List,172.16.5.1/24,int E1,I am router ID 172.16.5.1 and I see no one,Down State,Init State,A,B,建立路由器比邻关系,初始状态,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,11,172.16.5.1/24,E0,I am router ID 172.16.5.2,and I see 172.16.5.1,172.16.5.2/24,E1,Router B,Neighbors List,172.16.5.1/24,int E1,I am router ID 172.16.5.1 and I see no one.,Down State,Init State,A,B,建立路由器比邻关系,初始状态,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,12,172.16.5.1/24,E0,I am router ID 172.16.5.2,and I see 172.16.5.1.,Router A,Neighbors List,172.16.5.2/24,int E0,172.16.5.2/24,E1,Router B,Neighbors List,172.16.5.1/24,int E1,I am router ID 172.16.5.1 and I see no one.,Down State,Init State,Two-Way State,A,B,建立路由器比邻关系,双向状态,双方都在对方的,Hello,报中看到了自己的,ID,双方进入,two-way,状态,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,13,E0,172.16.5.1,DR,E0,172.16.5.3,No,I will start exchange because I have a,higher router ID.,I will start exchange because I have router ID 172.16.5.1.,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Exstart State,发现路由,-ExStart,准启动,准启动状态的目的是要在两台路由器之间建立主,/,从关系。,ID,较高的路由器成为主路由器,14,Here is a summary of my link-state database.,DBD,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Exchange State,Here is a summary of my link-state database.,DBD,afadjfjorqpoeru,39547439070713,E0,172.16.5.1,E0,172.16.5.3,No,I will start exchange because I have a,higher router ID.,I will start exchange because I have router ID 172.16.5.1.,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Hello,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Exstart State,DR,DBD,：数据库描述数据包,发现路由,-Exchange,交换,15,E0,172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanks for the information!,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,DR,发现路由,-Exchange,交换,路由器发送,LSAck,确认收到,DBD,。路由器将收到的,DBD,信息与已有信息比较，如,DBD,通告了一个新的或更新的链路，将发送一个,LSR,进入,Loading,加载状态,16,I need the complete entry for network 172.16.6.0/24.,Here is the entry for network 172.16.6.0/24.,Thanks for the information!,LSR,afadjfjorqpoeru,39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,LSU,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Loading State,E0,172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanks for the information!,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,DR,发现路由,-Loading,加载,17,Full State,I need the complete entry for network 172.16.6.0/24.,Here is the entry for network 172.16.6.0/24.,Thanks for the information!,LSR,afadjfjorqpoeru,39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,LSU,afadjfjorqpoeru,39547439070713,Loading State,E0,172.16.5.1,E0172.16.5.3,Thanks for the information!,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,LSAck,afadjfjorqpoeru,39547439070713,DR,发现路由,-Full adjacency,全比邻,至此路由器建立了完整的链路状态数据库可以开始创建路由表了,18,OSPF,中的数据库,19,OSPF,中的数据库,邻居关系数据库：邻居关系数据库是一个,OSPF,路由器的列表，这些路由器的,Hello,数据包是可以被相互看见的。每个路由器上的邻居关系数据库中管理着各种详细资料。如路由器,ID,和状态。,拓扑数据库：拓扑数据库中包含有来自所有从某个地区接收到的链路状态通告数据包中的信息。路由器使用这些来自拓扑数据库中的信息，作为,Dijkstra,算法的输入，并为每个网络计算出最短的路径。,路由表：存放到达各个目的网络的最有路径。,20,OSPF,的运行步骤,OSPF,路由器的运行分为下列,5,个不同步骤：,建立路由器比邻关系,选举一个,DR,和,BDR,发现路由,选举最佳路由,维护路由信息,OSPF,路由器,ID,路由器,ID,：路由器,ID,（,RID,）是一个用来标识此路由器的,IP,地址。,Cisco,通过使用所有被配置的环回接口中最高的,IP,地址，来指定此路由器,ID,。如果没有环回地址被配置，,OSPF,将选择所有激活的物理接口中最高的,IP,地址为设置为,RID,。,在多路访问型网络中连接许多路由器，如果每个路由器都要与其他所有路由器建立邻居关系，那么,n,个路由器，就会有,n*(n-1)/2,个邻居关系，每个这样的邻居关系都会交换链路状态信息，这对网络是很大的负担。解决办法：,在网段内选举一个,DR,指定路由器，,DR,与整个广播网段内所有路由器建立邻居关系，交换链路信息。,DR,路由器将作为整个广播网段的,“,发言人,”,与其他网段交换链路状态信息。同时在网段内选举一个,BDR,作为指定路由器备份。所有,DR,和,BDR,路由器使用,224.0.0.6,地址。,22,OSPF,支持的网络类型,Point-to-Point,Point-to-multi-Point,NBMASuch as Frame-Relay,Broadcast Multiaccess,Such as Ethernet,X.25Frame Relay,广播（多路访问）网络就像以大网，它允许多个设备连接到同一个网络，它是通过投递单一数抿包到网络中所有的结点来提供广播能力的。在,OSPF,中，每个广播多路访问网络都必须选出一个,DR,和一个,BDR,。,非广播的多路访问，非广播的多路访问（,NBMA,）网络是那些如帧中继、,x.25,欢异步传输模式（,ATM,）类型的网络。必须选出一个,DR,和一个,BDR,。,点到点被定义为一种包含两个路由器间直接连接的网络拓扑类型，点到点连接可能是物理的，它也可以是逻辑的。,23,网络类型和,DR,和,BDR,路由器选举,24,选举,DR,和,BDR,“,选票”：,Hello packet,。其中的重要参数：先比较端口优先级，然后比较,RouterID,。,优先级：,0,255,。缺省是,1,，,0,优先级的路由器不竞争,DR/BDR,。具有最高端口优先级的路由器当选。,优先级相同，最高,路由器,ID,。,DR,和,BDR,一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换。,DR,、,BDR,？,26,Shortest Path First,算法,每个路由器都将自己看作一棵树的根，依据到达目的地的累积成本计算路径，选择成本最低的路径即最短路径为路由：,A,路由器到达,222.211.10.0,网络可以选择,红色路径成本开销为,10,10,20,黄色路径成本开销为,10+5+3,18 A,路由器会选择黄色最佳路径。,OSPF,的成本开销是,Cost=10,8,/bandwidth(bps),3,27,链路成本,Cost,数值,Cost,在,Cisco IOS,默认情况下使用下面的公式：,Cost=10,8,/,带宽,各种传输介质的缺省链路成本：,命令：,Router(config-if)#ip ospf cost,cost-number,1number65536,28,Topology Table,Net Cost Out Interface,10.2.2.0 7 To0,10.3.3.0 17 To0,10.3.3.0 20 E0,Cost=10,Cost=6,Cost=1,A,B,C,This is the best route to 10.3.3.0.,10.1.1.0/24,10.2.2.0/24,10.3.3.0/24,10.4.4.0/24,Cost=10,选举最佳路由,29,x,x,Link-State Change,LSU,1,DR,A,B,LSU,：链路状态更新,多路访问网络中维护路由信息,Router A,传送,LSU,给所有的,OSPF DRs on 224.0.0.6,30,LSU,3,LSU,2,x,x,Link-State Change,LSU,1,DR,A,B,多路访问网络中维护路由信息,Router A,传送,LSU,给所有的,OSPF DRs on 224.0.0.6,DR,通过组播地址,224.0.0.5,通告其他路由器。,