OSPF基本概念及单区域配置课件

1、OSPF基本概念及单区域配置,第5章,1,学习交流PPT,本章目标,掌握OSPF单区域的配置 理解OSPF的工作原理 掌握OSPF单区域的故障排除 理解OSPF的邻接关系建立的过程 理解OSPF接口的类型与DR/BDR的选举 理解OSPF保存的3张表的内容,2,学习交流PPT,本章结构,OSPF,OSPF保存的3张表,OSPF协议概述,OSPF协议的应用环境,邻接关系建立的过程,OSPF的Cost值,OSPF单域的配置,路由表,状态,接口类型,邻居列表,链路状态数据库,报文类型,3,学习交流PPT,OSPF协议概述内部网关路由协议,AS 1,AS 2,OSPF内部网关路由协议 用于在单一自制系

2、统(AutonomousSystem-AS)内决策路由 自制系统（AS） 执行统一路由策略的一组网络设备的组合,例如：RIP OSPF等,例如：BGP,外部网关路由协议（EGP）用来连接不同的AS,内部网关路由协议（IGP）,4,学习交流PPT,为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域 每个OSPF路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息,OSPF协议概述区域,AS,Area 0,Area 1,Area 2,骨干区域,边界路由器了解area 0和Area 2的链路信息,5,学习交流PPT,OSPF协议概述链路状态路由协议2-1,OSPF是链路状态路由协议，链路状态路由协议中的路由器了解

3、OSPF网络内的链路状态信息,最初，RA只知道直连的3个网段10、20、30， RB、RC、RD也一样,6,学习交流PPT,链路状态路由协议中，直连的路由器之间建立邻接关系，互相“交流”链路信息，来“画”出完整的网络结构,OSPF协议概述链路状态路由协议2-2,为了标识链路信息是由谁发出的，用Router ID标识路由器,路由器学习到的链路信息，保存在链路状态数据库中,相邻路由器之间建立邻接关系，保存在邻居列表中,7,学习交流PPT,OSPF的包类型总结,8,学习交流PPT,Router ID,Router ID 是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址 Router ID选取规则 首先

4、，路由器选取它所有loopback接口上数值最高的IP地址 如果没有loopback接口，就在所有物理端口中选取一个数值最高的IP地址,9,学习交流PPT,OSPF的DR与BDR 4-1,A,C,B,D,E,广播网络中 建立邻接关系,构成n(n一1)2个 邻接关系,如果直连的路由器互相都建立邻接关系,这种方法非常烦琐！不可取！,10,学习交流PPT,OSPF的DR与BDR 4-2,A,C,B,D,E,(DR),指定路由器（DR） 一个网段上的其他路由器都和指定路由器（DR）构成邻接关系，而不是它们互相之间构成邻接关系,11,学习交流PPT,OSPF的DR与BDR 4-3,DR,BDR,通过He

5、llo报文选择DR和BDR来代表OSPF网段 其他的路由器(DRothers)只和DR及BDR路由器之间形成邻接关系,12,学习交流PPT,OSPF的DR与BDR 4-4,P=1,P=0,P=1,P=3,P=2,DR,BDR,通过组播发送Hello报文（224.0.0.5） 具有最高OSPF优先级的路由器会被选为DR(优先级为0不参与选举) 如果OSPF优先级相同，则具有最高Router ID的路由器会被选为DR,13,学习交流PPT,OSPF的网络类型,路由器接口类型不同，在建立邻接关系的时候，OSPF路由器执行的操作也略有不同,14,学习交流PPT,链路状态路由协议中的数据库类型,邻居列表

6、 列出每台路由器全部已经建立邻接关系的邻居路由器 链路状态数据库（LSDB） 列出网络中其他路由器的信息，由此显示了全网的网络拓扑 路由表 列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径,A,B,C,D,E,F,以A为例，A的链路状态数据库中保存着OSPF网络的所有链路信息,A以自己为中心，计算到达每个路由器最近的链路,1,1,1,1,1,1,1.5,1.5,生成一个最短路径树,根据最短路径树，生成路由表,链路状态数据库,最短路径树,Djkstra算法,建立邻接关系,路由表,学习链路状态信息,15,学习交流PPT,建立邻接关系的过程,协商一个序列号，准备传送报文转换为预启动状态,DD (

7、建立主从关系) seq=x,I=1,M=1,MS=1 Seq是数据库描述序列号 I是第一个报文 M 是more 表示还有后续报文,发送lsdb报文，用于更新自身链路状态数据库信息，转换为信息交换状态,路由器需要的路由数据，则发送lsr报文，请求发送数据，对端发送lsu报文，此报文包含所需的全部数据。,收到lsu报文后发送确认，完成充满状态。,16,学习交流PPT,OSPF的邻接关系需满足的条件,邻居 两个路由器之间如果不满足下列条件，则他们就不能成为邻居： Area-id：两个路由器必须在共同的网段上，它们的端口必须属于该网段上的同一个区，且属于同一个子网 验证（Authentication

8、OSPF）：同一区域路由器必须交换相同的验证密码，才能成为邻居 Hello Interval和Dead Interval： OSPF协议需要两个邻居路由器的这些时间间隔相同，否则就不能成为邻居路由器。 stub区域标记：两个路由器可以在Hello报文中通过协商Stub区域的标记来成为邻居,17,学习交流PPT,建立邻接关系过程总结,发送Hello消息,接口类型为点到点,接口类型为点到多点,接口类型为广播,接口类型为NBMA,选择DR和BDR,发送DBD,请求/发送 LSU,生成完整的 LSDB,形成邻接关系,18,学习交流PPT,OSPF的Hello协议,当路由器上启动OSPF进程时，每台路由

9、器都会间隔一定的时间发送Hello包 Hello包通过组播地址224.0.0.5发送（建立邻居） OSPF路由器使用Hello包发起建立邻接关系并监视这种关系的存在和消失 在广播网或者点对点网上，Hello的发送间隔是10秒；在NBMA网络上，Hello的发送间隔是30秒,19,学习交流PPT,OSPF的度量方法,COST= 108/BW(带宽) OSPF协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的代价（cost）来的 一条路由的代价：是指沿着到达目的网络的路由路径上所有出站接口的代价之和!,100M,128K,A,B,C,C学习到的10网段的Cost是多少？,108/100M1,108/12

10、8K781,Cost值为 11781783,10,100M,20,学习交流PPT,何时需要OSPF路由协议,网络的规模 网络中的路由器在10台以上；中等或大规模的网络 网络的拓扑结构 网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都有互通的需求 其它特殊的需求 要求路由变化时能够快速收敛，要求路由协议自身的网络开销尽量降低 对路由器自身的要求 运行OSPF协议时，对路由器的CPU的处理能力及内存的大小都有一定的要求，性能很低的路由器不推荐使用OSPF协议,21,学习交流PPT,OSPF路由协议的特点,可适应大规模网络 路由变化收敛速度快 无路由环路 支持变长子网掩码VLSM 支持区域划分 支持以

11、组播地址发送协议报,22,学习交流PPT,OSPF与RIP的比较,23,学习交流PPT,阶段总结,OSPF建立邻接关系 包类型 状态转换 接口类型 OSPF路由协议的Cost值 OSPF的应用环境与特点,24,学习交流PPT,OSPF单区域的配置命令4-1,配置loopback接口地址 Router(config)# interface loopback 0 Router(config-if)# ip address IP地址 掩码 启动OSPF路由进程 Router(config)# router ospf 进程号 指定OSPF协议运行的接口和所在的区域 Router(config-rout

12、er)# network 网络号 反向掩码 area 区域号,本路由器的进程号，用于标识同一路由器上的多个OSPF进程,可以是网络地址、子网地址、接口地址,指明网络所属区域，此处是0-骨干区域,用于产生路由器的Router ID,192.168.1.0/24 子网掩码：255.255.255.0 反向掩码：0.0.0.255 子网掩码为1的位，在反向掩码中为0； 子网掩码为0的位，在反向掩码中为1。 例如：192.168.2.0/28的反向掩码应该是多少？,反向掩码：0.0.0.15,25,学习交流PPT,OSPF单区域的配置命令4-2,修改接口的Cost值 Router(config-if)

13、#ip ospf cost number 例如： Router(config)#interface s0 Router(config-if)#ip ospf cost 1000,取值范围165535,OSPF路由器在接口上使用cost值来决定最佳路径,26,学习交流PPT,OSPF单区域的配置命令4-3,配置OSPF计时器 Router(config-if)#ip ospf hello-interval 时间(s) Router(config-if)#ip ospf dead-interval 时间(s) 例如： Router(config)#interface e0 Router(confi

14、g-if)#ip ospf hello-interval 5 Router(config-if)#ip ospf dead-interval 20,为了交换信息，相邻由器必须有相同的hello和dead间隔，通常dead时间是hello时间的4倍,27,学习交流PPT,OSPF单区域的配置命令4-4,查看邻居列表 Router#show ip ospf neighbor 查看链路状态数据库 Router#show ip ospf database 查看路由表 Router#show ip route 查看OSPF的配置 Router#show ip ospf 查看OSPF接口数据结构 Rout

15、er#show ip ospf interface 接口,28,学习交流PPT,OSPF单区域配置实例10-1,S0/1,S0/1,A,B,C,192.168.10.1/24,192.168.10.2/24,192.168.20.1/24,192.168.20.2/24,f0/0,f0/0,Loopback 0：10.1.1.1,Loopback 0：20.1.1.1,Loopback 0：30.1.1.1,29,学习交流PPT,OSPF单区域配置实例10-2,RA#config terminal RA(config)#interface loopback 0 RA(config-if)#ip

16、 address 20.1.1.1 255.0.0.0 RA(config-if)#exit RA(config)#interface f0/0 RA(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 RA(config-if)#no shut RA(config)#interface s0/1 RA(config-if)#clock rate 128000 RA(config-if)#bandwidth 128 RA(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 RA(config-if)#n

17、o shut,带宽值用于计算OSPF的Cost,30,学习交流PPT,OSPF单区域配置实例10-3,RA(config)#router ospf 20 RA(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0 RA(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0,31,学习交流PPT,OSPF单区域配置实例10-4,S0/1,S0/1,A,B,C,192.168.10.1/24,192.168.10.2/24,192.168.20.1/24,192.168.20.2/24,f0/0

18、,f0/0,Loopback 0：10.1.1.1,Loopback 0：20.1.1.1,Loopback 0：30.1.1.1,32,学习交流PPT,OSPF单区域配置实例10-5,RB(config)#interface loopback 0 RB(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.0.0.0 RB(config-if)#exit RB(config)#interface s0/1 RB(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0 RB(config-if)#no shut RB(config)#router ospf 10 RB(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0 RB(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0,33,学习交流PPT,OSPF单区域配置实例10-6,S0/1,S0/1,A,B,C,19