OSPF路由表

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OSPF(开放式最短路径优先)
Open Shortest Path First
OSPF简介
HTTP://WWW.CISCO.COM
• 链路状态路由协议
B
C
A
D
Link-State Packets
Topological
Database
Routing
Table
SPF
Algorithm
Shortest Path First Tree
After initial flood, pass small event-triggered link-state
updates to all other routers
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OSPF简介
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• OSPF(Open Shortest Path First,开放最短路径优先)
•
是一种链路状态路由协议,无路由循环(全局拓扑),RFC 2328
•
“开放”意味着非私有的
•
管理性距离:110
•
OSPF采用SPF算法计算达到目的地的最短路径:
− 什么叫链路(LINK)?=路由器接口
− 什么叫状态(State)?=描述接口以及其与邻居路由器之间的关系
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OSPF简介
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• OSPF metric
•
每个路由器都把自己当做根,并且给予累积成本(Cost值)来计算到达目的地
的最短路径。
•
Cost = 参考带宽(10^8) / 接口带宽(b/s)
F1/0
192.168.100.0/24
Cost=1
A
S0/2
Cost=64
S0/1
Cost=64
S0/2
Cost=64
B
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S0/1
Cost=64
S0/1
S0/2
Cost=64
Cost=64
C
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OSPF简介
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• OSPF metric
•
每个路由器都把自己当做根,并且给予累积成本(Cost值)来计算到达目的地
的最短路径。
•
Cost = 参考带宽(10^8) / 接口带宽(b/s)
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OSPF简介
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• OSPF报文类型
•
Hello
建立和维护OSPF邻居关系。
•
DBD
链路状态数据库描述信息(描述LSDB中LSA头部信息)
•
LSR
链路状态请求,向OSPF邻居请求链路状态信息
•
LSU
链路状态更新(包含一条或多条LSA)
•
LSAck 对LSU中的LSA进行确认。
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OSPF简介
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• OSPF区域
•
在区域边界可以做路由汇总,减小了路由表
•
减少了LSA洪泛的范围,有效地把拓扑变化
控制在区域内,提高了网络的稳定性
area 0
•
拓扑的变化影响可以只限制涉及本区域
•
多区域提高了网络的扩展性,有利于组建大
规模的网络
area 1
area 2
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OSPF简介
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• OSPF的三张表
•
邻居表(neighbor table):
− OSPF用邻居机制来发现和维持路由的存在,邻居表存储了双向通
信的邻居关系OSPF路由器列表的信息。
•
拓扑表(topology table):
− OSPF用LSA(link state Advertisement 链路状态通告)来描述网
络拓扑信息,然后OSPF路由器用拓扑数据库来存储网络的这些
LSA。
•
OSPF路由表(routing table):
− 对链路状态数据库进行SPF(Dijkstra)计算,而得出的OSPF路由
表。
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OSPF的基本运行步骤
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• OSPF的基本运行步骤
•
步骤1、建立邻接关系(Establish router adjacencies)
•
步骤2、必要的时候进行DR的选举(Elect the DR / BDR)
•
步骤3、发现路由( Discover routes )
•
步骤4、选择合适的路由器(Select appropriate routes)
•
步骤5、维护路由信息(Maintain routing information)
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OSPF的基本运行步骤
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• 建立邻接关系 - Hello包
R1
R2
Hello
R3
R4
R5
Router ID
Hello/dead intervals
Neighbors
Area-ID
Router priority
DR IP address
BDR IP address
Authentication password
Stub area flag
• Hello包用来发现 OSPF 邻居并建立相邻关系,通过组播地址:224.0.0.5发
送给ALLSPFRouters
• 通告两台路由器建立相邻关系所必需统一的参数
• 在以太网和帧中继网络等多路访问网络中选举指定路由器 (DR) 和备用指定路由
器 (BDR)
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OSPF的基本运行步骤
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• 建立邻接关系 - Hello包
Neighbor ID
192.168.0.13
192.168.0.14
192.168.0.11
192.168.0.12
Pri
State
1 2WAY/DROTHER
1 FULL/BDR
1 2WAY/DROTHER
1 FULL/DR
Dead Time
00:00:31
00:00:38
00:00:36
00:00:38
Address
Interface
192.168.0.13 Ethernet0
192.168.0.14 Ethernet0
192.168.0.11 Ethernet0
192.168.0.12 Ethernet0
OSPF over Ethernet - Multiaccess Network
Neighbor ID
192.168.0.11
Pri State
1 FULL/ -
Dead Time Address
00:00:39 10.1.1.2
Interface
Serial1
OSPF over HDLC - Point-to-Point Network
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OSPF 网络类型
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BMA
广播型多路访问
Point-to-Point
点对点
x.25
Frame relay
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NBMA
非广播型多路访问
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LSA的泛洪
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• 必要时选举DR及BDR
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LSA的泛洪
HTTP://WWW.CISCO.COM
• DR、BDR
DR
•
BDR
为减小多路访问网络中的 OSPF 流量,OSPF 会选举一个指定路由器 (DR)
和一个备用指定
路由器 (BDR)。
•
选举规则:最高接口优先级被选作DR,如果优先级相等(默认为1),具有最高的路由器ID
(Router-ID)的路由器被选举成DR,并且DR具有非抢占性
•
指定路由器 (DR):DR 负责使用该变化信息更新其它所有 OSPF 路由器(DRother)
•
备用指定路由器 (BDR):BDR 会监控 DR 的状态,并在当前 DR 发生故障时接替其角色
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LSA的泛洪
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• RouterID
•
用于标识OSPF路由器的ID,全网唯一性;可手动配置,也可动态选举
(有Loopback接口时,选择最高的Loopback IP地址;否则,选择最
高活跃物理接口的IP地址)。
192.168.255.1
192.168.255.2
192.168.255.3
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LSA的泛洪
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• LSA的泛洪
DR
BDR
R1
R2
LSU
R3
R4
• 路由器R3用224.0.0.6通知DR路由器及BDR路由器
• DR、BDR监听224.0.0.6这一组播地址
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LSA的泛洪
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• LSA的泛洪
DR
R1
BDR
LSU
R2
R3
R4
• DR利用组播地址224.0.0.5通知其它路由器
• 所有的OSPF路由器监听224.0.0.5这一组播地址
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LSA的泛洪
HTTP://WWW.CISCO.COM
• LSA的泛洪
R3
•
DR
BDR
R1
R2
LSU
R4
路由器收到包含变化后的LSA的LSU后,更新自己的链路状态数据库,
过一段时间(SPF延迟),对更新的链路状态数据库执行SPF算法,必要时
更新路由表。
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OSPF的配置
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• 基本配置
Router(config)#router ospf process-id
开启OSPF进程
Router(config-router)#network address wildcard-mask area area-id
宣告特定的网络到OSPF区域
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OSPF的配置
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• 基本配置
• 通配符掩码
− 通配符是一个用于决定哪些IP地址位该精确匹配(0代表精确匹配)哪些地
址位被忽略的32位数值,通常用于处理访问控制列表(ACL)、OSPF和
EIGRP等路由协议的网络通告。
•
掩码
•
通配符
1位表示网络位;0位表示主
1位表示无所谓;0位表示需
机位。掩码用于区分IP地址
严格匹配。通配符用于决定
中的网络及主机部分
一个IP中的那些位该匹配
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OSPF的配置
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• 基本配置
• 通配符掩码
− 通配符是一个用于决定哪些IP地址位该精确匹配(0代表精确匹配)哪些地
址位被忽略的32位数值,通常用于处理访问控制列表(ACL)、OSPF和
EIGRP等路由协议的网络通告。
172.16.1.1/24
R2
R3
172.16.2.1/24
172.16.3.1/24
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OSPF的配置
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• 基本配置 单区域
area0
192.168.12.0/24
R1
S0
S0
192.168.23.0/24
R2
S1
S0
R3
router ospf 1
network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 0
router ospf 1
network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 0
router ospf 1
network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0
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OSPF的配置
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• 基本配置 多区域
192.168.12.0/24
R1
S0
S0
area0
192.168.23.0/24
R2
S1
S0
R3
area1
router ospf 1
network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 1
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OSPF的配置
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• 常用命令
Router# show ip ospf neighbor
// 查看OSPF邻居表
Router# show ip route
// 显示路由表的信息
Router# clear ip route *
// 清除 IP路由表的信息
Router# debug ip ospf
// 在控制台显示 OSPF的工作状态
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Q&A
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