OSPF的基本工作原理

1、掌握OSPF根本工作原理2、开放最短路径优先协议OSPF

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？根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，然后使用最正确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支持以下功能：

·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〕OSPF与RIP比较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假设干小的地区〔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会聚单一网络地区缩小网络的不稳定性OSPF的运行步骤OSPF路由器的运行分为以下5个不同步骤：建立路由器比邻关系选举一个DR和BDR发现路由选举最正确路由维护路由信息OSPF分层结构模型OSPF在同一个自治系统AS内划分地区〔area〕。在假设干地区中，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〕。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。当一个接口被参加到该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。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。OSPFHello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报文交换的规那么称为Hello协议。在第三层，Hello报文使用地址进行传送，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”。在播送和点对点拓扑中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路由器使用地址。E0E1ABDownState建立路由器比邻关系–初始状态E0E1RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1IamrouterID172.16.5.1andIseenooneDownStateInitStateAB建立路由器比邻关系–初始状态Helloafadjfjorqpoeru39547439070713E0E1RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1IamrouterID172.16.5.1andIseenoone.DownStateInitStateAB建立路由器比邻关系–初始状态Helloafadjfjorqpoeru39547439070713Helloafadjfjorqpoeru39547439070713E0IamrouterID172.16.5.2,andIsee172.16.5.1.RouterANeighborsList172.16.5.2/24,intE0E1RouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1IamrouterID172.16.5.1andIseenoone.DownStateInitStateTwo-WayStateAB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Helloafadjfjorqpoeru39547439070713Helloafadjfjorqpoeru39547439070713E0DRE0No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.IwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.Helloafadjfjorqpoeru39547439070713Helloafadjfjorqpoeru39547439070713ExstartState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Hereisasummaryofmylink-statedatabase.DBDafadjfjorqpoeru39547439070713ExchangeStateHereisasummaryofmylink-statedatabase.DBDafadjfjorqpoeru39547439070713E0E0No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.IwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.Helloafadjfjorqpoeru39547439070713Helloafadjfjorqpoeru39547439070713ExstartStateDRDBD：数据库描述数据包发现路由-Exchange交换E0Thanksfortheinformation!LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713DR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Thanksfortheinformation!LSRafadjfjorqpoeru39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713LSUafadjfjorqpoeru39547439070713LoadingStateE0Thanksfortheinformation!LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713DR发现路由-Loading加载FullStateThanksfortheinformation!LSRafadjfjorqpoeru39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713LSUafadjfjorqpoeru39547439070713LoadingStateE0Thanksfortheinformation!LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713LSAckafadjfjorqpoeru39547439070713DR发现路由-Fulladjacency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立路由表了OSPF中的数据库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。OSPF的运行步骤OSPF路由器的运行分为以下5个不同步骤：建立路由器比邻关系选举一个DR和BDR发现路由选举最正确路由维护路由信息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。解决方法：在网段内选举一个DR指定路由器，DR与整个播送网段内所有路由器建立邻居关系，交换链路信息。DR路由器将作为整个播送网段的“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路由器使用地址。OSPF支持的网络类型Point-to-PointPoint-to-multi-PointNBMASuchasFrame-RelayBroadcast

MultiaccessSuchasEthernetX.25

FrameRelay播送〔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播送能力的。在OSPF中，每个播送多路访问网络都必须选出一个DR和一个BDR。非播送的多路访问，非播送的多路访问〔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。网络类型和DR和BDR路由器选举选举DR和BDR“选票”：Hellopacket。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中选。优先级相同，最高路由器ID。DR和BDR一旦中选，除非路由器故障，否那么不会更换。DR、BDR？ShortestPathFirst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本钱计算路径，选择本钱最低的路径即最短路径为路由：A路由器到达网络可以选择红色路径本钱开销为10＋10＝20黄色路径本钱开销为10+5+3＝18A路由器会选择黄色最正确路径。OSPF的本钱开销是Cost=108/bandwidth(bps)3链路本钱Cost数值Cost在CiscoIOS默认情况下使用下面的公式：Cost=108/带宽各种传输介质的缺省链路本钱：命令：Router(config-if)#ipospfcostcost-number1<number<65536TopologyTableNetCostOutInterface10.2.2.07To010.3.3.017To010.3.3.020E0Cost=1