ospf运行原理

（三）广域网管理OSPF的管理1．OSPF 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 的几个重要概念（1）链路状态OSPF是一个链路状态（Link-State）规程。链路就是互联的两个路由器之间的中继电路，链路状态包括路由器此链路的端口地址、掩码、此链路互联的网络及网络类型等，它构成了路由器的链路状态数据库，是路由器进行路由决策的主要依据。（2）网络域和域边界路由器OSPF通过突发广播在路由器之间交换链路状态更新信息，任何链路状态的改变都将突发广播到网络上的所有路由器，这就带来了中继链路的浪费。引入网络域的概念就是在链路状态广播时设置边界，链路状态的突发广播和路由的计算限制在一个网络域内，同一个网络域的所有路由器有着相同的链路状态数据库。一个路由器可以属于一个网络域，也可以属于多个网络域，属于多个网络域的路由器叫域边界路由器（AreaBorderRouter），负责网络域之间的路由传播。当一个自治域中有多个网络域时，OSPF协议有一个限制，在多个网络域中，有一个必须是网络域0，并把它定义为骨干域。骨干域必须位于其他域的中央，其他域和骨干域有物理链路直接相连。当其他网络域路由发生变化时，通过骨干域进行路由广播，完成整个自治域域内的路由更新。（3）OSPF权值OSPF协议中，端口的权值（Metric）标识着此端口发送数据包时的开销，与此端口相连的链路的带宽成反比。一个高带宽的链路肯定有比较低的开销，一条64kbit/s的串行线其开销和时延肯定比一条10Mbit/s速率的局域网链路大。通常，端口的权值是通过与之相连的链路的带宽来确定的，网络管理员可以通过命令来设置。（4）最短路径树路由器之间通过动态链路状态交换，各自建立描述网络结构的OSPF链路状态数据库，同一个域内的路由器，其数据库完全相同。每个路由器根据数据库，作为树的根，根据链路权值的大小建立起最短路径树。路由器查找最短路径树中的最短路径建立起路由 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ，然后域边界路由器向骨干域广播路由表，从而广播到整个自治域。2．OSPF的运行原理OSPF虽然可以在自治系统（AS）间传送或接收路由，但主要还是处理自治系统（AS）内的路由问题，所以OSPF是一个Insert-AS的路由协议。一个自治系统（AS）是由一个以上的区域（Area）所组成，而一个区域（Area）是由设备（例如Router）和主机（Host）所组成，如下图：AutonomousSystem(AS)：是由Area1、Area2和OSPFBackboneArea所组成。Areal：是由R1，R2，R3，R4和H1所组成。Area2：是由R7，R8，R9，R6和H2所组成。OSPFbackbonearea：是由R4，R5，R6所组成。其中R4分别连接Area1和OSPFBackboneArea，R6分别连接Area2和OSPFBackboneArea，所以又称区域边界路由器(AreaBorderRouter)，而R5是连接自治系统对外的路由器，所以又称为自治系统边界路由器(AutonomousBorderRouter)；R5所执行的OSPF是通过EGP或BGP求取得外部的路由。OSPF的区域(Area)是由设备(Routers，…)和主机(Hosts)所组成。这些设备和许多段的网络都会有相同的AreaIdentification(区域辨别身份)，整个OSPF的运行原理如下：•Establishrouteradjacencies(建立路由器的连接)。•Discoveringroutes(发现路由)。•Choosingroutes(选择路由)。•Maintainingroutinginformation（维护路由信息）。我们分别介绍如下：（1）EstablishRouterAdjacencies(建立路由器的连接)OSPF的运行依赖于Routers之间可以相互知道对方，进而互相交换信息，这些都需要通过—个叫做Hello的协议来完成。Hello协议可以促使Router双方建立起连接关系，还可以确保双方可以交换连接状态的信息。Hello协议是通过Hello数据包来完成运行的，借助IP的Multicast地址方式传送到各个Routers。有关Hello数据包所包含的信息如下图：RouterID：在Router上使用的IP地址，OSPF用这个地址来辨别Router；若是在Router上有多个IP地址，则是以最高字节的最高IP地址为主，如下图：Hello/DeadIntervals：HelloIntervals是指Router经过多少秒传送一次Hello数据包，缺省为10秒。DeadIntervals是指Router等待相邻的Router传送信息，若是超过DeadIntervals的时间就代表邻近的Router未响应(可能ShutDown或出故障了)。Neighbors：已经建立邻近Routers的资料。Area-ID：Routers若是要拥有相同的连接状态数据库(Link-stateDatabase)就必需属于相同的AreaID。RouterPriority：当OSPF运行需要选DR(设置的路由器)和BDR(备份设置的路由器)时，就需要RouterPriority。系统缺省的RouterPriority为1。RouterPriority最高的值就是DR，意思是说当我们想指定哪一个Router当作DR时，只要将该Router的RouterPriority值设为最高就可以了。DRIPAddress：DR的1P地址。BDRIPAddress：BDR的1P地址。AuthenticationPassword：验证密码是指当Router需要互相验证身份时会交换相同的密码。StubAreaFlag：在Hello数据包中，如果两个Routers属于相同的Stubarea，就需要StubAreaFlag作沟通。在了解Hello数据包所包含的信息后，我们就以新加入一个Router(R1)为例，建立路由器相连(Adjacencies)的步骤如下：DownState：新加入一个Router(R1)时，R1尚未运作，所以是在DownState。这时候R1开始送出Hello数据包：InitState：所有的Routers(R2，R3，R4)收到R1的Hello数据包后，会将Rl的信息加入自己的相连(Adjacencies)数据库，再响应Hello数据包(含所有的相邻Routers信息)给R1：Two-wayState：当R1收到相邻Routers(R2，R3，R4)的Hello数据包后，也会把这些Hello数据包所包含的信息加入R1自己的AdjacenciesDatabase。这时候Rl和R2，R1和R3，R1和R4都有双方的信息，建立了双方的沟通管道，这就是所谓的Two-wayState。ElecttheDRandBDR：选择DR(设置的路由器)和BDR(备份的设置路由器)的目的是降低路由、更改的流量和维护连接状态(Link-state)的同步，如下图：若是R2拥有较高的Priority值，则被选为DR；若是R4拥有次高的Priority值，则会被选为BDR。选完DR和BDR后，所有的Routers都只和DR、BDR交换信息，如下图：R1和R3彼此并不直接交换信息，都是通过R2来运作；R4(BDR)并不直接执行R2(DR)的工作，除非R2(DR)出故障了。HelloUpdates：选完DR和BDR后，Routers会通过HelloUpdates(周期的)来维持整个网络的运作。（2）DiscoverRoutes(发现路由)在建立好路由器的连接(Adjacencies)后(DR和BDR都选好了)，路由器(Router)就开始准备交换连接状态(Link-state)信息和建立连接状态(Link-state)数据库。而这些信息的交换，都要先经过发现路由(DiscoverRoutes)后才可以完成，发现路由的步骤如下：ExstartState：在DR和BDR选定后，Routers就进入Exstart状态。一般的Routers向DR的Router送出带有RouterID的Hello数据包，如下图，R1和R3向R2送出数据包。ExchangeState：本身是DR的Router响应数据包给各个Router。如有较高的RouterID，则从它开始进行交换信息，紧接着送出连接状态(Link-state)数据给各个Router，而后各个Router把响应自己的连接状态(Link-state)数据给DR的Router，如下图：   LoadingState：只有DR的Router和一般的Router在交换一次或多次的DBD(DatabaseDescriptionPackets)后，都会响应Link-stateAcknowledgeMent(LSACK)，其中包含SequenceNumbers，如下图：FallState：所有的Routers都会更新连接状态数据库。在所有的Router都有相同的连接状态数据库时，就进入了Fullstate(完全状态)。（3）ChooseRoutes(选择路由)当Routers都完成了连接状态数据库(Link-stateDatabase)后，紧接着就是建立路由表(RoutingTable)。路由表是想要到达一个网络地址时，有哪些路由可行，而选择路由就是从路由表中选出最好的路由传送，如下图：            （4）MaintainingRoutingInformation(维护路由信息)当选择路由器都正常运作后，以后Routers都是在维护路由信息。若是遇到变化或故障时，Routers维护路由信息的步骤如下：检测到发生变化的Router会利用Multicast224.0.0.6传送LSU(LinkStateUpdate)数据包给具有DR和BDR的Router。具有DR的Router收到变化的消息后，会利用Multicast地址224.0.0.5传送给其他的Routers。一般的Routers收到具有DR的Router所传送的LSU信息后，若是有连接到其他网络的Router则会往下传送。一般的Routers收到DR传送来的LSU后，若是LSU数据包带的是有变化的信息，则一般的Routers会更新自己的连接状态数据库(Link-stateDatabase)，再建立新的路由表。3．OSPF路由协议在CISCO路由器上的应用　　下面我们只讨论单域(singlearea)的OSPF配置。配置OSPF的两个要素：（1）启用OSPF      Router(config)#routerospf（2）配置OSPF的区域 Router(config-router)#networkarea　　EnablingOSPF　　启用OSPF，在全局配置模式下使用routerospf[进程ID]命令，进程ID范围是1到65535。可以在同1个router上使用不止1个的OSPF进程，但是这并不等于多域(multi-area)的OSPF。第二个进程保持完整的拓扑数据库的拷贝，而且独立于第一个进程进行管理通信。ConfiguringOSPFAreas　　OSPF使用wildmask来进行配置，如下：　　RouterA(config)#routerospf1　　RouterA(config-router)#network10.0.0.00.255.255.255area0　　如上，0.255.255.255为wildmask，0的部分表示必须精确匹配，255表示为任意匹配。network10.0.0.00.255.255.255area0这个命令的作用是：鉴定OSPF操作的接口，而且也会加进OSPFLSA通告的范围。OSPF使用这个命令查找所有处在10.0.0.0的网络里的接口，然后把它们放进区域0。　　来看一个配置实例，如下图：RouterNetworkAddressInterfaceAddress　　RouterA192.168.10.0fa0/0192.168.10.1　　　　　　　192.168.20.0s0/0192.168.20.1　　RouterB192.168.20.0s0/0192.168.20.2　　　　　　　192.168.40.0s0/1192.168.40.1　　　　　　　192.168.30.0fa0/0192.168.30.1　　RouterC192.168.40.0s0/0192.168.40.2　　　　　　　192.168.50.0fa0/0192.168.50.1　　由于OSPF的AD为110，IGRP的为100，EIGRP的为90。所以要先去掉之前所配置的协议，RouterA配置如下：　　RouterA(config)#noroutereigrp10　　RouterA(config)#norouterigrp10　　RouterA(config)#norouterrip　　RouterA(config)#routerospf132　　RouterA(config-router)#network192.168.10.10.0.0.0area0　　RouterA(config-router)#network192.168.20.10.0.0.0area0　　RouterA(config-router)#^Z　　RouterA#　　RouterB的配置如下：　　RouterB(config)#noroutereigrp10　　RouterB(config)#norouterigrp10　　RouterB(config)#norouterrip　　RouterB(config)#routerospf1　　RouterB(config-router)#network192.168.0.00.0.255.255area0　　RouterB(config-router)#^Z　　RouterB#　　注意这里的参数192.168.0.00.0.255.255；代表查找192.168.0.0里的任何接口，并把它们放到区域0里。 　　RouterC的配置如下：　　RouterC(config)#noroutereigrp10　　RouterC(config)#norouterigrp10　　RouterC(config)#norouterrip　　RouterC(config)#routerospf64999　　RouterC(config-router)#network192.168.40.00.0.0.255area0　　RouterC(config-router)#network192.168.50.00.0.0.255area0　　RouterC(config-router)#^ZRouterC#（3）配置OSPF接口参数OSPF协议网络接口参数都有其默认取值，同时允许用户根据网络实际需要来配置一些接口参数，以充分优化网络。HELLO间隔：OSPF路由器定期向邻接路由器发送HELLO数据包，以探寻相邻路由器的状态。其探寻间隔可以进行设置。（HELLO间隔是以秒为单位）   Router(config-if)#ipospfhello-intervalseconds链路权值：通常OSPF是根据链路带宽计算权值，用户可以根据需要对链路权值进行设定。   Router(config-if)#ipospfcostcost传输时延：传输时延是指在OSPF链路接口之间，传输一个链路状态更新包需要的时间。   Router(config-if)#ipospftransmit-delayseconds重传间隔：重传间隔是指链路状态的重传间隔时间。如果一个路由器向相邻路由器发送一个新的链路状态包，在没有收到对端的确认包时，将发生重传。Router(config-if)#ipospfretransmit-intervalseconds（4）VerifyingOSPFConfiguration　　使用showiproute命令来验证下，如下：　　RouterA#shiproute　　(略)　　O192.168.30.0/24[110/65]via192.168.20.2，00：01：07，Serial0/0　　(略)　　注意上面的O代表OSPF，AD为110，度为65　　其他的一些验证命令：　　showipospf：显示每条或所有OSPF进程的相关信息，包括RID，区域信息，SPF信息和LAS计时器信息等，如下：　　RouterA#shipospf　　RoutingProcess“ospf132”withID192.168.20.1　　(略)　　如上可知道RID为192.168.20.1。即router的最高的那个IP地址。　　showipospfdatabase：显示拓扑数据库信息，如下：　　RouterA#shipospfdatabase　　OSPFRouterwithID(192.168.20.1)(ProcessID132)RouterLinkStates(Area0)　　LinkIDADVRouterAgeSeq#ChecksumLinkcount192.168.20.1192.168.20.16480x800000030x005E2B3　　(略)　　showipospfinterface：　　•接口IP地址信息　　•区域的分配信息　　•进程ID　　•RID　　•网络类型　　•耗费(cost)　　•.优先级(priority)　　•DR/BDR　　•计时器间隔(timerintervals)　　•邻接的邻居信息　　showipospfneighbor：显示邻居的信息，如果DR和BDR存在的话，它们的信息也会被显示出来。　　showipprotocols：显示配置了的所有路由协议的相关信息。（5）OSPFandLoopbackInterfaces　　在配置OSPF路由协议的时候配置回环(loopback)接口是很重要的一件事。Cisco建议你配置OSPF的时候顺便配置回环接口。所谓回环接口，是逻辑接口而非物理接口，即不是你触摸的到的router上的真正的接口。作用是作为诊断OSPF而用。如果router的某一个接口由于故障down掉而不可用了，此时你怎么通过telnet来连接并进行管理用呢？所以就引入了回环接口的概念，回环接口永远不会down掉，你就可以通过连上回环接口来进行管理。ConfiguringLoopbackInterfaces　　配置回环接口前先使用showipospf命令查看RID，接下来对接口进行配置，如下：　　RouterA的配置：　　RouterA(config)#intloopback0　　RouterA(config-if)#ipaddress172.16.10.1255.255.255.0　　RouterA(config-if)#noshut　　RouterA(config-if)#^Z　　RouterA#　　RouterB的配置：　　RouterB(config)#intlo0　　RouterB(config-if)#ipaddress172.16.20.1255.255.255.0　　RouterB(config-if)#noshut　　RouterB(config-if)#^Z　　RouterB#　　RouterC的配置：　　RouterC(config)#intlo0　　RouterC(config-if)#ipaddress172.16.30.1255.255.255.0　　RouterC(config-if)#noshut　　RouterC(config-if)#^Z　　RouterC#　　注意回环接口的IP地址配置机制为任意配置，但是IP地址必须处于不同的子网内。　　VerifyingLoopbacksandRIDs　　验证回环接口的地址，可以使用showrunning-config的命令查看，如下：　　RouterC#shrun　　(略)　　!　　interfaceLoopback0　　ipaddress172.16.30.1255.255.255.0　　!　　(略)　　可以使用showipospfdatabase命令，showipospfinterface命令和showipospf命令查看RID信息。记住在你重新启动router前，新的RID是不会显示出来的，如下，启动后的RID信息：　　RouterC#shipospf　　RoutingProcess“ospf64999”withID172.16.30.1andDomainID0.0.253.231　　(略)如上可以看出假如回环接口IP地址高于物理接口IP地址，将以回环接口的IP地址作为新的RID