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OSPF协议详解.ppt

OSPF协议详解

controlzsq
2011-12-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《OSPF协议详解ppt》,可适用于IT/计算机领域

OSPF协议详解OSPF协议详解议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置OSPF协议简介OSPF协议简介可适应大规模网络路由变化收敛快无路由自环支持变长子网掩码支持等值路由支持区域划分提供路有分级管理支持验证支持以组播地址发送协议报文目前IGP中应用最广、性能最优的协议具有如下特点:OSPF协议中的基本概念OSPF协议中的基本概念RouterID一个bit的无符号整数是一台路由器的唯一标示在整个自治系统内唯一。协议号OSPF的协议号是OSPF报文不转发通常OSPF报文是不转发的只传递一跳即在IP报文头中TTL值被设为。(虚连接除外)IPHeaderProtocol:#OSPFPacket议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置OSPF通过链路状态来描述网络拓扑结构OSPF通过链路状态来描述网络拓扑结构Rid:Rid:Rid:Rid:RTBRTARTERTFRTCRTDRid:Rid:Ethernet链路类型链路类型FRXNBMAPTP对以太网的链路状态描述对以太网的链路状态描述Linkid:*网段*Data:*掩码*Type:Stubnet()*类型*Metric:*花费*上述就把一个路由器在某个接口的状态描述清楚了:网络地址、子网掩码、代表本网段只有这么一个router、metric指明了花费。对PPP的链路状态描述对PPP的链路状态描述*对本接口网段地址的描述*Linkid:*网段*Data:*掩码*Type:Stubnet()*类型*Metric:*花费**对路由器RTB的描述*Linkid:*RTB的routeid*Data:*RTB的接口地址*Type:Router()*类型*Metric:*花费*对FrameRelay等点对多点(非全连通)的链路状态描述对FrameRelay等点对多点(非全连通)的链路状态描述Linkid:*网段*Data:*掩码*Type:Stubnet()*类型*Metric:*花费*Linkid:*RTF的routerid*Data:*与RTF相连的接口地址*Type:Router()*类型*Metric:*花费*Linkid:*RTE的routerid*Data:*与RTE相连的接口地址*Type:Router()*类型*Metric:*花费*对Ethernet等广播的链路状态描述对Ethernet等广播的链路状态描述Linkid:*网段中DR的接口地址*Data:*本接口的地址*Type:TransNet()*类型*Metric:*花费**DR()生成的LSA:*Netmask:Attached:routerAttached:routerAttached:router加上LSA的头(head)结构加上LSA的头(head)结构Type:Router*LSA的类型*Isid:*LSA的标示*Advrtr:*生成该LSA的路由器*Isage:*本条LSA的老化时间*Len:*LSA的长度*Seq#:*LSA的序列号*Cksum:x*校验和*Linkcount:*本LSA中包含的连接数*LSA的头部LSA的头部LSA的分类LSA的分类Opaque–ExternalAttributesNSSAGroupMembershipExternalLinkSummaryLinktoASBRSummaryLinktoNetworkNetworkRouterLSAType议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置运行SPF算法计算路由运行SPF算法计算路由RTA的LSDBLinkid:Data:Type:StubNetMetric:Linkid:Data:Type:StubNetMetric:Linkid:Data:Type:StubNetMetric:Linkid:Data:Type:RouterMetric:OSPF协议计算路由过程OSPF协议计算路由过程RTCRTBRTARTDLSDBRTA的LSARTB的LSARTC的LSARTD的LSAACBD(一)网络拓扑结构(二)每台路由器的链路状态数据库(三)由链路状态数据库得到的带权有向图ACDBACDBACDBACDB(四)每台路由器分别以自己为跟节点计算最小生成树议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置OSPF协议计算路由过程OSPF协议计算路由过程RTRT邻居(Neighbor)的形成邻居(Neighbor)的形成小一小二小三()大家好我是新来的我叫小王主从(Master,Slave)关系的协商主从(Master,Slave)关系的协商小王小一小王小一MasterSlaveMasterSlave交换过程交换过程EEABDown状态交换过程交换过程EERouterB邻居列表:,intE我是路由器id为我谁也没看到啊Down状态Init状态AB交换过程交换过程E我是路由器id为ID,我看到了EDown状态Init状态AB我是路由器id为我谁也没看到啊RouterB邻居列表:,intE交换过程交换过程ERouterA邻居列表:,intEEDown状态Init状态TwoWay状态AB我是路由器id为ID,我看到了我是路由器id为我谁也没看到啊RouterB邻居列表:,intE探寻路由信息探寻路由信息EDRE不!我来启动交换因为我的routerid比你的大我要启动交换因为我的routerid是HelloafadjfjorqpoeruHelloafadjfjorqpoeruExstart状态探寻路由信息探寻路由信息这是我的链路状态数据库的描述(摘要)DBDafadjfjorqpoeruExchange状态这是我的链路状态数据库的描述(摘要)EDREHelloafadjfjorqpoeruHelloafadjfjorqpoeruExstart状态我要启动交换因为我的routerid是不!我来启动交换因为我的routerid比你的大探寻路由信息探寻路由信息EE感谢你的链路状态摘要信息!LSAckafadjfjorqpoeruLSAckafadjfjorqpoeruDR探寻路由信息探寻路由信息我需要对网络的完整描述条目好这是对网络的的具体描述感谢你的链路状态信息!LSRafadjfjorqpoeruLSAckafadjfjorqpoeruLSUafadjfjorqpoeruLoading状态EELSAckafadjfjorqpoeruLSAckafadjfjorqpoeruDR感谢你的链路状态摘要信息!探寻路由信息探寻路由信息Full状态EEDR我需要对网络的完整描述条目好这是对网络的的具体描述感谢你的链路状态信息!LSRafadjfjorqpoeruLSAckafadjfjorqpoeruLSUafadjfjorqpoeruLoading状态LSAckafadjfjorqpoeruLSAckafadjfjorqpoeru感谢你的链路状态摘要信息!OSPF的邻居状态机OSPF的邻居状态机OSPF的五种报文OSPF的五种报文()Hello报文发现及维持邻居关系选举DRBDR()DD报文描述本地LSDB的情况()LSR报文向对端请求本端没有或对端更新的LSA()LSU报文向对方更新LSA()LSAck报文收到LSU之后进行确认议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置DR(DesignatedRouter)DR(DesignatedRouter)RTARTBRTCRTDRTCRTDRTARTBRTCRTDRTARTBRTE图:没有选举DR时的邻接关系图:没有选举DR时的邻接关系DR图:网络拓扑结构DR(村长)的选举过程DR(村长)的选举过程()登记选民本网段的OSPF路由器本村的岁以上公民()登记候选人本网段的priority>的OSPF路由器本村内的岁以上公民且在本村居住年以上()竞选演说所有的priority>的OSPF路由器都认为自己是DR所有的候选人都认为自己应该当村长()投票选priority值最大的若priority值相等选RouterID最大的选年纪最大若年龄相等按姓氏笔画排序DR选举中的指导思想DR选举中的指导思想选举制{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(BackupDesignatedRouter)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NBMA与PTMP的区别NBMA:NonBroadcastMultiAccess{全连通}PTMP:PointToMultiPoint{非全连通}NBMA与PTMP的区别NBMA:NonBroadcastMultiAccess{全连通}PTMP:PointToMultiPoint{非全连通}NBMA:任何两点都直接可达PTMP:不满足任何两点都直接可达ADBC不能直接可达引入DR后带来的协议变化引入DR后带来的协议变化将同一网段内LSDB同步的次数由O(N)减少到O(N)在同一网段中路由器的角色为DR、BDR、DRother路由器之间的关系分为Unknown、Neighbor、Adjacency增加了一种新的接口类型PointToMultipoint增加了一种LSA:NetworkLSA由DR生成描述了本网段的链路状态为了减少在一个网段内带宽的占用提出了DR的概念议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置OSPF在大型网络中应用可能遇到的问题OSPF在大型网络中应用可能遇到的问题当网络规模变大时有些问题会从量变到质变:即理论讲是可行但实际上可能已不能正常工作了缺点:LSDB非常庞大占用大量存储空间相对与DV来说不仅存储路由信息还存储链路状态而DV只存储路由信息当然DV的每个路由器也不知道全网拓扑结构缺点:计算最小生成树耗时增加CPU负担很重相对与DV计算复杂要算出一个树来而DV算法只是简单的路由表的加减有台路由器链路状态发生变化全网的所有路由都要重新计算(一有风吹草动都要重新计算)缺点:网络拓扑结构经常发生变化网络经常处于“动荡”之中就象往湖里投个石子会波及整个网络而网络中链路变化是经常的up或down所以整个网络不停的动荡OSPF划分区域OSPF划分区域AreaAreaArea区域的边界是路由器区域间的路由计算区域间的路由计算AreaAreaType=Type=Mask=Mask=Metric=Metric=区域划分后的一些优点区域划分后的一些优点针对第个缺点:要传递的信息减少了只描述路由项目不描述链路状态了缩减了LSDB的大小针对第个缺点:计算变的简单了不用画一棵树了只画叶子节点针对第个缺点:()若有一条路由失效简单删除就是了()提出路由聚合的策略:大大减少路由规模某区域的变化不会影响到其他区域而且对聚合后的路由没有影响。议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置骨干区域骨干区域AreaAreaRTCRTBRTAAreaArea区域间的路由计算已经是DV算法了。从ABR的LSA的描述可以看出来只包含路由信息没有拓扑结构的描述而DV算法就存在路由自环的问题(以区域为单位不是以路由器为单位了)。因为优化而导致了自环!-解决方案:引入骨干区域-所有ABR都必须连着这个区域。Hubspoken形式虚连接虚连接AreaAreaRTCRTAAreaVirtualLink骨干区域的引入解决了路由自环问题但也限制了区域的规模-解决方案:随意划分不必直接相连!但这又违背了骨干区域的原则。怎么办呢?引入虚连接-RTA和RTB可以直接通信了所有ABR都知道哪个信息是哪个ABR生成的。到此就比较完美了。议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置与自治系统外部通信与自治系统外部通信AreaAreaASBRRouteid=BGPABRStub区域与路由聚合Stub区域与路由聚合AreaAreaRTCRTAAreaVirtualLinkArea议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置LSA分类LSA分类()RouterLSA:由每个路由器生成描述了路由器的链路状态和花费。传递到整个区域()NetworkLSA:由DR生成描述了本网段的链路状态传递到整个区域()NetSummaryLSA:由ABR生成描述了到区域内某一网段的路由传递到相关区域相关区域:如果一个路由器连了个区域那就传到除自身外的另两个区域里去。()AsbrSummaryLSA:由ABR生成描述了到Asbr的路由传递到相关区域()ASExternalLSA:由Asbr生成描述了到AS外部的路由传递到整个AS(Stub区域除外)初始状态的LSA初始状态的LSA()当一个路由器的接口上启动了OSPF那么就会生成一个且只生成一个LSARouterLSA()随着邻居关系向邻接关系的过渡这些RouterLSA会根据从对方学到的LSA信息发生一些变化比如生成NetworkLSA或其他类型的LSA。接口分类及路由器分类接口分类及路由器分类OSPF根据链路层媒体的不同分为以下四种网络类型BroadcastNBMA、PointtoPoint、PointtoMultiPoint路由器根据在自治系统中的角色划分(IAR、ABR、BBR、ASBR)IAR:InternalAreaRouterABR:AreaBorderRouterBBR:BackboneBorderRouterASBR:AutonumousSystemBorderRouter可以兼职除IAR外一个运行OSPF协议的接口状态根据接口的不同类型可划分为DR:DesignatedRouterBDR:BorderDesignatedRouterDROther:Non(DRorBDR)只能说某个路由器在哪个接口上DR而不能泛泛地说某个router是DROSPF为什么是LoopFree的?OSPF为什么是LoopFree的?每一条LSA(链路状态广播)都标记了生成者(用生成该LSA的路由器的id标记)其他路由器只负责传输。这样不会在传输过程中发生对该信息的改变或错误理解路由计算的算法是SPF算法。计算的结果是一棵树路由是树上的叶子节点。从根节点到叶子节点是单向不可回复的路径。议程议程OSPF协议基础通过LSA描述网络拓扑结构用SPF算法计算路由邻居状态机DR和BDR划分区域骨干区域和虚联接与自治系统外部通信总结OSPF组网及配置

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