OSPF協(xié)議原理及配置分析課件

RB-005OSPF協(xié)議原理及配置ISSUE2.0日期：杭州華三通信技術(shù)有限公司版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)不得使用與傳播RB-005OSPF協(xié)議原理及配置ISSUE2.0日期敘述OSPF路由協(xié)議的原理配置OSPF協(xié)議調(diào)試和維護(hù)OSPF協(xié)議簡單的OSPF故障排除課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：敘述OSPF路由協(xié)議的原理課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：第一章OSPF協(xié)議原理第二章OSPF配置第三章OSPF調(diào)試、監(jiān)控第四章OSPF排錯(cuò)目錄第一章OSPF協(xié)議原理目錄OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)OSPF協(xié)議概述OSPF（OpenShortestPathFirst），目前IGP中應(yīng)用最廣、性能最優(yōu)的一個(gè)協(xié)議（最新版本是version2，RFC2328），具有如下特點(diǎn)：無路由自環(huán)可適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)路由變化收斂速度快支持區(qū)域劃分支持等值路由支持驗(yàn)證支持路由分級(jí)管理支持以組播方式發(fā)送協(xié)議報(bào)文OSPF協(xié)議概述OSPF（OpenShortestPatOSPF協(xié)議基本概念RouterID一個(gè)32-bit的無符號(hào)整數(shù)，是一臺(tái)路由器的唯一標(biāo)識(shí)，在整個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)唯一。協(xié)議號(hào)OSPF是基于IP的，其協(xié)議號(hào)是89。OSPF協(xié)議報(bào)文不轉(zhuǎn)發(fā)通常OSPF的協(xié)議報(bào)文是不被轉(zhuǎn)發(fā)的，只能傳遞一跳，即在IP報(bào)文頭中TTL值被設(shè)為1(虛連接除外)。OSPF協(xié)議基本概念RouterIDOSPF協(xié)議報(bào)文不轉(zhuǎn)發(fā)OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)OSPF通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

1432OSPF協(xié)議將周邊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抽象為4種典型的網(wǎng)絡(luò)模型OSPF通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?432OSPF協(xié)議將周邊的OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄒ唬┻B接一個(gè)空的網(wǎng)段（stubnet），該網(wǎng)段中沒有其他運(yùn)行OSPF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。使用如下字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。linkid :10.0.0.0 /*網(wǎng)段*/data :255.0.0.0 /*掩碼*/type :StubNet(3) /*類型*/metric :50 /*花費(fèi)*/OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄒ唬┻B接一個(gè)空的網(wǎng)段（stubnetOSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ǘ┩ㄟ^一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接另外一臺(tái)運(yùn)行OSPF的路由器。使用如下兩段字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。描述該接口網(wǎng)段的路由信息。linkid :20.0.0.0 /*網(wǎng)段*/data :255.0.0.0 /*掩碼*/type :StubNet(3) /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/描述與路由器RTB相連的情況。linkid :2.2.2.2 /*RTB的routerid*/data :20.0.0.2 /*RTB的接口地址*/type :router(1) /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ǘ┩ㄟ^一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接另外一臺(tái)運(yùn)OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄈ┩ㄟ^一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接另外多臺(tái)運(yùn)行OSPF的路由器（這些路由器彼此之間并不是全連通的）。使用如下三段字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。linkid :40.0.0.1 /*網(wǎng)段*/data :255.255.255.255 /*掩碼*/type :StubNet（3） /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/linkid :3.3.3.3 /*RTF的routerid*/data :40.0.0.1 /*與RTF相連的接口地址*/type :router（1） /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/linkid :4.4.4.4 /*RTE的routerid*/data :40.0.0.1 /*與RTE相連的接口地址*/type :router（1） /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄈ┩ㄟ^一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接另外多臺(tái)OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄋ模┻B接一個(gè)廣播（或者是NBMA）的網(wǎng)段，該網(wǎng)段中所有運(yùn)行OSPF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間都直接可達(dá)。使用如下字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。簡化的描述信息。linkid :30.0.0.3 /*網(wǎng)段中DR的接口地址*/data :30.0.0.1 /*本接口的地址*/type :TransNet(2) /*類型*/metric :50 /*花費(fèi)*/Netmask:255.0.0.0 /*本網(wǎng)段的掩碼*/Attached30.0.0.1router /*本網(wǎng)段內(nèi)所有的路由器的routerid*/Attached30.0.0.2routerAttached30.0.0.3router由DR另外生成的描述信息，統(tǒng)一描述了本網(wǎng)段的情況。OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄋ模┻B接一個(gè)廣播（或者是NBMA）的網(wǎng)LSA(LinkStateAdvertisement)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將上述多個(gè)link組合在一起，加上一個(gè)head，組成了路由器RTA的LSA。該LSA準(zhǔn)確的描述了RTA周邊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。type :router /*LSA的類型*/lsid :1.1.1.1 /*LSA的標(biāo)識(shí)*/advrtr :1.1.1.1 /*生成該LSA的路由器*/lsage :4 /*本條LSA的老化時(shí)間*/len :108 /*LSA的長度*/seq# :80000001 /*LSA的序列號(hào)*/cksum :0x3543 /*較驗(yàn)和*/linkcount:7 /*本LSA中包含的連接個(gè)數(shù)*/ linkid :10.0.0.0 /*網(wǎng)段*/ data :255.0.0.0 /*掩碼*/ type :StubNet(3) /*類型*/ metric :50 /*花費(fèi)*/ …… ……LSA(LinkStateAdvertisement)OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)OSPF協(xié)議計(jì)算路由過程LSDBLSAofRTALSAofRTBLSAofRTCLSAofRTD(2)每臺(tái)路由器的LSDB(3)由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫生成帶權(quán)有向圖CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123RTARTB(1)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(4)每臺(tái)路由器分別以自己為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最小生成樹RTCRTD3215OSPF協(xié)議計(jì)算路由過程LSDBLSAofRTALSA運(yùn)行SPF算法計(jì)算路由每個(gè)路由器根據(jù)搜集到的LSDB，使用SPF算法來計(jì)算路由。運(yùn)行SPF算法計(jì)算路由每個(gè)路由器根據(jù)搜集到的LSDB，使用SSPF算法的計(jì)算步驟每臺(tái)路由器按照如下步驟從本機(jī)的LSDB計(jì)算出路由：從LSDB中選取自己生成的LSA為SPF計(jì)算的起點(diǎn)。遇到類型為StubNet的link，其中包含的就是路由信息，填加到路由表中（但由于這些路由信息都是本機(jī)的直連路由，所以不會(huì)生效）。遇到類型為router的link，則計(jì)算暫停，跳轉(zhuǎn)到該link中l(wèi)inkid（是某臺(tái)路由器的routerid信息）所指的路由器生成的LSA。打開該條LSA，遇到類型為StubNet的link，其中包含的就是路由信息，填加到路由表中。下一跳為步驟2中l(wèi)ink的data字段，cost值為本link的metric和步驟2中l(wèi)ink的metric相加。如果遇到類型為router的link，則繼續(xù)跳轉(zhuǎn)，直至某條LSA的全部信息都被計(jì)算完畢，此時(shí)再跳回到上一條的LSA。重復(fù)步驟1－4,最終會(huì)回到自己生成的LSA，待該LSA計(jì)算完畢后，則SPF計(jì)算完成。SPF算法的計(jì)算步驟每臺(tái)路由器按照如下步驟從本機(jī)的LSDB計(jì)OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)兩臺(tái)路由器之間建立鄰接關(guān)系的過程RT1RT2DownDownHello(DR=0.0.0.0,NeighborsSeen=0)Hello(DR=RT2,NeighborsSeen=RT1)DD(Seq=x,I=1,M=1,MS=1)DD(Seq=y,I=1,M=1,MS=1)DD(Seq=y,I=0,M=1,MS=0)DD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=1)DD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=0)DD(Seq=y+n,I=0,M=0,MS=1)DD(Seq=y+n,I=0,M=0,MS=0)LSRequestLSUpdateLSAckExStartExStartInitExchangeExchangeLoadingFullFull兩臺(tái)路由器之間建立鄰接關(guān)系的過程RT1RT2DownDowOSPF的鄰居狀態(tài)機(jī)DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFull紫色的狀態(tài)機(jī)可能是長期存在的狀態(tài)。藍(lán)色的狀態(tài)機(jī)通常是臨時(shí)狀態(tài)。OSPF的鄰居狀態(tài)機(jī)DownAttemptInit2-wayOSPF的五種協(xié)議報(bào)文Hello報(bào)文發(fā)現(xiàn)及維持鄰居關(guān)系，選舉DR，BDR。DD報(bào)文本地LSDB的摘要信息（只包含LSA的Head信息）。LSR報(bào)文向?qū)Χ苏?qǐng)求本端沒有或?qū)Χ说母碌腖SA（只包含LSA的Head信息）。LSU報(bào)文向?qū)Ψ桨l(fā)送其需要的LSA（包含LSA的全部信息）。LSAck報(bào)文收到LSU之后，進(jìn)行確認(rèn)（只包含LSA的Head信息）。OSPF的五種協(xié)議報(bào)文Hello報(bào)文OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)廣播及NBMA網(wǎng)段中的N2連接關(guān)系一個(gè)廣播的網(wǎng)段中，存在N＝8臺(tái)路由器，則需要建立M=n(n-1)/2=28個(gè)鄰接關(guān)系。廣播及NBMA網(wǎng)段中的N2連接關(guān)系一個(gè)廣播的網(wǎng)段中，存在N通過選舉DR來解決問題M=n(n-1)/2=28M=(n-2)×2+1=13DRBDR為了解決同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)過多的鄰接關(guān)系數(shù)量，OSPF協(xié)議提出了DR（DesignatedRouter）的概念。該網(wǎng)段中的設(shè)備只與DR和BDR（BackupDesignatedRouter）建立鄰接關(guān)系。通過選舉DR來解決問題M=n(n-1)/2M=(n-2DR的選舉過程DR是整個(gè)網(wǎng)段中所有的路由器選舉出來的，選舉方法與選舉村長十分類似。登記選民本網(wǎng)段內(nèi)的OSPF路由器；本村內(nèi)的18歲以上公民；登記候選人本網(wǎng)段內(nèi)的priority>0的OSPF路由器（priority可以手工配置，缺省值是1）；本村內(nèi)的30歲以上公民且在本村居住3年以上；競選演說所有的priority>0的OSPF路由器都認(rèn)為自己是DR；所有的候選人都自認(rèn)為應(yīng)該當(dāng)村長；投票選priority值最大的若priority值相等選RouterID最大的；選年紀(jì)最大若年齡相等按姓氏筆劃排序；DR的選舉過程DR是整個(gè)網(wǎng)段中所有的路由器選舉出來的，選舉DR選舉中的指導(dǎo)思想選舉制DR是各路由器選出來的，而非人工指定的，雖然管理員可以通過配置priority干預(yù)選舉過程。終身制DR一旦當(dāng)選，除非路由器故障，否則不會(huì)更換，即使后來的路由器priority更高。世襲制DR選出的同時(shí)也選出BDR來，DR故障后，由BDR接替DR成為新的DR。DR選舉中的指導(dǎo)思想選舉制NBMA和點(diǎn)到多點(diǎn)在某種情況下（非全連通的NBMA網(wǎng)絡(luò)），由于選舉DR會(huì)導(dǎo)致路由信息不能正確學(xué)習(xí)，此時(shí)需要管理員手工將網(wǎng)絡(luò)類型改為PTMP，不再選舉DR了。NBMA:全連接點(diǎn)到多點(diǎn)（PTMP）:部分連接NBMA和點(diǎn)到多點(diǎn)在某種情況下（非全連通的NBMA網(wǎng)絡(luò)），由于DR的出現(xiàn)帶來協(xié)議的變化為了減少在廣播和NBMA網(wǎng)段內(nèi)帶寬的占用，提出了DR的概念。為協(xié)議本身帶來如下變化：將廣播和NBMA網(wǎng)段內(nèi)LSDB同步的次數(shù)由O(N)2減少為O(N)。在廣播和NBMA網(wǎng)段中，路由器的角色劃分為DR、BDR、DROther。路由器之間的關(guān)系分為Unknown、Neighbor、Adjacency。兩臺(tái)DROther路由器之間只建立Neighbor關(guān)系，鄰居狀態(tài)機(jī)停留在2-Way狀態(tài)。DR及BDR與本網(wǎng)段內(nèi)的所有路由器建立Adjacency關(guān)系，鄰居狀態(tài)機(jī)會(huì)達(dá)到Full狀態(tài)。增加了一種接口類型：Point-to-Multipoint。增加了一種新的LSA類型：Network-LSA，由DR生成，描述了本網(wǎng)段的鏈路狀態(tài)信息。由于DR的出現(xiàn)帶來協(xié)議的變化為了減少在廣播和NBMA網(wǎng)段內(nèi)帶關(guān)于DR……只有在廣播和NBMA的鏈路上才會(huì)選舉DR，在PTP和PTMP的鏈路上不會(huì)選舉DR。DR是針對(duì)一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)的設(shè)備選舉的，對(duì)于一臺(tái)路由器來說，可能它在某個(gè)接口上是DR，在其它接口上是BDR、DROther，或者因?yàn)槭荘TP的鏈路而不參加DR的選舉。在廣播的網(wǎng)絡(luò)上必須存在DR才能夠正常工作，但BDR不是必需的。一個(gè)網(wǎng)段中即使只有一臺(tái)路由器，也要選舉DR。由于“終身制”的原因，網(wǎng)段中的DR不一定是priority最高的，但通常是“來的早”的路由器。關(guān)于DR……只有在廣播和NBMA的鏈路上才會(huì)選舉DR，在PTOSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)鏈路狀態(tài)算法的四宗罪相比較D-V算法，鏈路狀態(tài)存在如下缺點(diǎn)：鏈路狀態(tài)算法除了需要攜帶路由信息之外，還要挾帶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，這樣會(huì)占用路由器大量的存儲(chǔ)空間并且使路由同步時(shí)間加長。鏈路狀態(tài)算法計(jì)算的復(fù)雜度大大高于DV算法，對(duì)CPU消耗很大。鏈路狀態(tài)算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓置舾?，網(wǎng)絡(luò)中任何拓?fù)渥兓紩?huì)導(dǎo)致全網(wǎng)中所有運(yùn)行OSPF的路由器重新啟動(dòng)路由計(jì)算。由于鏈路狀態(tài)算法計(jì)算路由完全依賴LSA，LSA在網(wǎng)絡(luò)中傳播時(shí)不可以被改變，所以導(dǎo)致鏈路狀態(tài)算法的幾乎不支持任何路由策略。上述缺點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小的時(shí)候并不突出，但在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來很嚴(yán)重的后果，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不可用。如果不解決上述問題，OSPF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和應(yīng)用范圍會(huì)受到極大的影響。鏈路狀態(tài)算法的四宗罪相比較D-V算法，鏈路狀態(tài)存在如下缺點(diǎn)：OSPF解決方案：引入?yún)^(qū)域的概念A(yù)rea0Area1Area3ABRABR分而治之，將整個(gè)OSPF域劃分成若干區(qū)域，每個(gè)區(qū)域用不同的AreaID(32位整數(shù))來標(biāo)識(shí)，其中Area0區(qū)域稱為骨干區(qū)域。區(qū)域邊界路由器叫ABR（AreaBorderRouter），負(fù)責(zé)區(qū)域間路由計(jì)算。OSPF解決方案：引入?yún)^(qū)域的概念A(yù)rea0Area1Area區(qū)域間的路由計(jì)算每個(gè)區(qū)域有自己的LSDB，SPF運(yùn)算獨(dú)立運(yùn)行。ABR先將區(qū)域內(nèi)的路由計(jì)算完畢，然后將每一條區(qū)域內(nèi)的路由轉(zhuǎn)變成一條Type3的LSA（無拓?fù)湫畔?，只包含路由信息），發(fā)布到骨干區(qū)域，骨干區(qū)域的ABR再發(fā)送到其他區(qū)域。注意：ABR的工作方式?jīng)Q定OSPF在區(qū)域內(nèi)是L-S算法，在區(qū)域間算是D-V算法。172.18.141.0/24192.178.14.0/28Type=3192.178.14.0Mask=255.255.255.240Metric=120Type=3172.18.141.0Mask=255.255.255.0Metric=91Area0Area3區(qū)域間的路由計(jì)算172.18.141.0/24192.178骨干區(qū)域及劃分區(qū)域細(xì)則骨干區(qū)域概念的提出由于在區(qū)域間的路由計(jì)算使用了D-V算法，不可避免的會(huì)遇到路由環(huán)路的問題。OSPF實(shí)際是通過要求所有的區(qū)域必須與骨干區(qū)域互聯(lián)，所有的跨區(qū)域路由必須通過骨干區(qū)域來防止路由環(huán)路。如果要?jiǎng)澏鄠€(gè)區(qū)域，必須要有骨干區(qū)域Backbone：Area0。骨干區(qū)域必須是連續(xù)非斷開的。其它普通區(qū)域必須和骨干區(qū)域連接。兩個(gè)普通區(qū)域之間的通訊必須通過骨干區(qū)。骨干區(qū)域及劃分區(qū)域細(xì)則骨干區(qū)域概念的提出虛連接（virtual-link）由于骨干區(qū)域的規(guī)劃需求，會(huì)導(dǎo)致OSPF的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受到限制（最大直徑為3個(gè)Area），所以O(shè)SPF提出了虛連接的概念。虛連接：virtual-link，一條虛擬的“物理鏈路”，兩端的設(shè)備必須是ABR，屬于骨干區(qū)域。主要用于連接沒有物理和骨干區(qū)域相聯(lián)接的區(qū)域，或者可以加固骨干區(qū)域，保證其連續(xù)性及連接被分割的骨干區(qū)域。需要手工顯式配置：兩端的ABR及需要穿越的非骨干區(qū)域。Area0V-linkArea0Area1Area2V-linkArea0Area1虛連接（virtual-link）Area0V-linkA與自治系統(tǒng)外部通信對(duì)于AS外部的路由信息，OSPF使用Type5類的LSA來描述，只包含路由信息，沒有拓?fù)湫畔?。SPF計(jì)算時(shí)，下一跳指向生成該LSA的ASBR。但由于劃分區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的Tpye1類的LSA信息被ABR屏蔽了，導(dǎo)致在其他區(qū)域的路由器無法正確計(jì)算外部路由。為了解決該問題，由ASBR所在區(qū)域的ABR負(fù)責(zé)生成一條Tpye4的LSA，不描述任何路由及拓?fù)湫畔?，只是挾帶本區(qū)域的ASBR的routerid，metric為該ABR到達(dá)區(qū)域內(nèi)的ASBR的metric。ASBRRouterID=1.2.3.410.53.11.0/24Type=51.2.3.4Mask=0.0.0.0Metric=89Area0Area2RIPMetric=10Mask=255.255.255.010.53.11.0Advrouter=1.2.3.4Type=4Advrouter=5.6.7.8RouterID=1.2.3.4ABR與自治系統(tǒng)外部通信ASBRRouterID=1.2.3LSA分類Router-LSA每個(gè)路由器生成1條（ABR會(huì)為每個(gè)區(qū)域生成1條），描述了本路由器的直連的拓?fù)浼奥酚汕闆r，傳遞到整個(gè)區(qū)域。Network-LSA，由DR生成，描述了本網(wǎng)段的鏈路狀態(tài)，傳遞到整個(gè)區(qū)域。Net-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到區(qū)域內(nèi)某一網(wǎng)段的路由，傳遞到除本區(qū)域外的其他區(qū)域。Asbr-Summary-LSA，由ABR生成，描述了ASBR的routerid信息路由，傳遞到除本區(qū)域外的其他區(qū)域。AS-External-LSA，由ASBR生成，描述了到AS外部的路由，傳遞到整個(gè)AS（STUB區(qū)域除外）LSA分類Router-LSA每個(gè)路由器生成1條（ABRSTUB區(qū)域、NSSA區(qū)域、路由聚合Area0Area1919.1.1.0/2419.1.3.0/2419.1.2.0/24RTAASBR13.1.36.0/24139.1.43.0/24138.34.3.0/24148.1.23.0/24Area20由于區(qū)域間使用的是D-V算法，OSPF可以在區(qū)域間使用很多種路由策略，包括路由聚合、將某些特殊的區(qū)域設(shè)置為Stub或NSSA（NotSoStubbyArea）區(qū)域。我們?cè)贏BR（RTA）上可以將Area19內(nèi)的三條路由聚合成一條19.0.0.0/8的路由發(fā)送到Area0。對(duì)于Area19我們可以將其設(shè)置成Stub區(qū)域，這樣Type3、4、5類的LSA就不會(huì)進(jìn)入到Area19中，同時(shí)ABR會(huì)發(fā)送一條缺省路由給Area19中的路由器。由于Stub區(qū)域規(guī)定其中不能存在Type5類的LSA，所有Stub區(qū)域內(nèi)也無法存在ASBR，對(duì)于Area20，我們可以將其設(shè)置為NSSA區(qū)域。STUB區(qū)域、NSSA區(qū)域、路由聚合Area0Area1接口分類及路由器分類OSPF協(xié)議根據(jù)鏈路層媒體不同分為以下四種網(wǎng)絡(luò)類型:(Broadcast、NBMA、Point-to-Point、Point-to-Multipoint)路由器根據(jù)在自治系統(tǒng)中的不同角色劃分為:(IAR、ABR、BBR、ASBR)一個(gè)運(yùn)行OSPF協(xié)議的接口狀態(tài)根據(jù)接口的不同類型可劃分為:(DR、BDR、DROther、point-to-point)接口分類及路由器分類OSPF協(xié)議根據(jù)鏈路層媒體不同分為以下四OSPF路由選擇順序OSPF協(xié)議根據(jù)按照如下順序選擇路由：優(yōu)選區(qū)域內(nèi)的路由同為區(qū)域內(nèi)的路由則比較Cost值，小的優(yōu)先優(yōu)選區(qū)域間的路由同為區(qū)域間的路由則優(yōu)選通過骨干區(qū)域的，然后比較Cost值，小的優(yōu)先。優(yōu)選Type1類的AS外部路由同為Type1類的路由，則比較（Type1類路由的Cost＋到發(fā)布該路由的ASBR的自治系統(tǒng)內(nèi)部的Cost）之和，小的優(yōu)先。優(yōu)選Type2類的AS外部路由同為Type2類的路由，則比較Type2類路由的Cost，小的優(yōu)先，如果相等，則比較到發(fā)布該路由的ASBR的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由的Cost，小的優(yōu)先。若都相等，則填加等值路由。OSPF路由選擇順序OSPF協(xié)議根據(jù)按照如下順序選擇路由：OSPF為什么是無自環(huán)的？每一條LSA（鏈路狀態(tài)廣播）都標(biāo)記了生成者（用生成該LSA的路由器的RouterID標(biāo)記），其它路由器只負(fù)責(zé)傳輸。這樣不會(huì)在傳輸?shù)倪^程中發(fā)生對(duì)該信息的改變或錯(cuò)誤理解。路由計(jì)算的算法是SPF算法。計(jì)算的結(jié)果是一棵樹，路由是樹上的葉子節(jié)點(diǎn)。從根節(jié)點(diǎn)到葉子節(jié)點(diǎn)是單向不可回復(fù)的路徑。OSPF為什么是無自環(huán)的？每一條LSA（鏈路狀態(tài)廣播）都標(biāo)記第一章OSPF協(xié)議原理第二章OSPF配置第三章OSPF調(diào)試、監(jiān)控第四章OSPF排錯(cuò)目錄第一章OSPF協(xié)議原理目錄啟動(dòng)OSPF協(xié)議的基本配置配置路由器的RouterID[H3C]routerid

A.B.C.D啟動(dòng)OSPF協(xié)議[H3C]ospf[process-id[[router-idrouter-id]vpn-instancevpn-instance-name]]配置OSPF區(qū)域[H3C-ospf-1]areaarea_id在指定網(wǎng)段使能OSPF[H3C-ospf-1-area-0.0.0.0]networkip-address

wildcard-mask啟動(dòng)OSPF協(xié)議的基本配置配置路由器的RouterID配置鄰居如果某接口所屬的網(wǎng)絡(luò)類型是NBMA，則必須手工配置鄰居。當(dāng)該接口的鏈路層協(xié)議是X.25、FrameRelay、ATM（IPOA）時(shí)，網(wǎng)絡(luò)類型為NBMA。也可通過命令displayospfinterfaceinterface-name來查看。[H3C-ospf-1]displayospfinterfaceatm3/0/1Interface:1.1.1.1(atm3/0/1)Cost:10State:FullType:NBMAPriority:1DoNotAgeLsaAllowedTimers:Hello30,Dead120,Poll120,配置鄰居如果某接口所屬的網(wǎng)絡(luò)類型是NBMA，則必須手工配置鄰引入其他路由協(xié)議的路由引入其他路由協(xié)議的路由[H3C-ospf-1]import-routeprotocol[route-policypolicy-name]protocol指定可引入的源路由協(xié)議，目前可為direct、static、rip、is-is、bgp等。在實(shí)際組網(wǎng)中，通常只會(huì)引入接口的直連路由direct和靜態(tài)路由static。route-policy可用來對(duì)引入的路由進(jìn)行過濾。其他參數(shù)取缺省值即可，沒必要配。引入其他路由協(xié)議的路由引入其他路由協(xié)議的路由改變接口花費(fèi)值改變接口的花費(fèi)值[H3C-interfacename]ospfcostcostOSPF就是通過每段鏈路的COST值累加來判斷路徑優(yōu)劣的。某個(gè)鏈路的出口花費(fèi)值是如下計(jì)算的：缺省花費(fèi)為：100000000（100M）/接口的波特率。但在實(shí)際組網(wǎng)中，由于現(xiàn)在很多接口的鏈路帶寬已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于100M，COST值通常是人為統(tǒng)一規(guī)劃的，此時(shí)需要使用上述命令來人工指定花費(fèi)值。改變接口花費(fèi)值改變接口的花費(fèi)值配置Stub區(qū)域配置Stub區(qū)域[H3C-ospf-1-area-0.0.0.1]

stub[no-summary][H3C-ospf-1-area-0.0.0.1]

default-costcost（此命令可選）注意事項(xiàng)：如果某個(gè)區(qū)域被規(guī)劃成Stub區(qū)域，則所有屬于該區(qū)域的路由器都必須配置命令一。命令二只在該Stub的區(qū)域的ABR上配置。配置no-summary參數(shù)后，則Stub區(qū)域內(nèi)的區(qū)域間路由也被ABR過濾掉，路由會(huì)進(jìn)一步減少，建議配置。該參數(shù)只會(huì)在ABR上生效。Stub區(qū)域的區(qū)域內(nèi)路由器，不可以再成為ASBR，即：不可以再配置import命令配置Stub區(qū)域配置Stub區(qū)域配置NSSA區(qū)域配置NSSA區(qū)域[H3C-ospf-1-area-0.0.0.1]

nssa[default-route-advertise][no-summary][H3C-ospf-1-area-0.0.0.1]default-costcost（此命令可選）注意事項(xiàng)：如果某個(gè)區(qū)域被規(guī)劃成NSSA區(qū)域，則所有屬于該區(qū)域的路由器都必須配置命令一。命令二只在該NSSA的區(qū)域的ABR上配置。配置no-summary參數(shù)后，則NSSA區(qū)域內(nèi)的區(qū)域間路由也被ABR過濾掉，路由會(huì)進(jìn)一步減少，建議配置。該參數(shù)以及default-route-advertise參數(shù)只會(huì)在ABR上生效。NSSA區(qū)域的區(qū)域內(nèi)路由器，可以是ASBR，配置import命令。所以在實(shí)際的組網(wǎng)中通常使用NSSA，而不使用Stub。配置NSSA區(qū)域配置NSSA區(qū)域配置路由聚合配置路由聚合[H3C-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summaryaddressmaskadvertise注意事項(xiàng)：此命令只在ABR上有效。此命令用于將區(qū)域內(nèi)的路由聚合之后再發(fā)送到其它區(qū)域。常用于將非骨干區(qū)域路由聚合到骨干區(qū)域。被聚合的地址應(yīng)盡量連續(xù)，如果不同的區(qū)域聚合后的地址相同，則只能有一個(gè)區(qū)域使用該命令。配置路由聚合配置路由聚合第一章OSPF協(xié)議原理第二章OSPF配置第三章OSPF調(diào)試、監(jiān)控第四章OSPF排錯(cuò)目錄第一章OSPF協(xié)議原理目錄顯示OSPF的運(yùn)行狀態(tài)displayospfbriefdisplayospferrordisplayospfinterfacedisplayospfpeer顯示OSPF的運(yùn)行狀態(tài)displayospfbrief顯示OSPF的調(diào)試信息debuggingospfeventdebuggingospflsadebuggingospfpacketdebuggingospfspf顯示OSPF的調(diào)試信息debuggingospfeven第一章OSPF協(xié)議原理第二章OSPF配置第三章OSPF調(diào)試、監(jiān)控第四章OSPF排錯(cuò)目錄第一章OSPF協(xié)議原理目錄OSPF的故障排除配置故障排除首先檢查是否已經(jīng)啟動(dòng)并且正確配置了OSPF協(xié)議局部故障排除檢查兩臺(tái)直接相連的路由器之間協(xié)議運(yùn)行是否正常全局故障排除從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)角度考慮，區(qū)域是否配置正確如果OSPF協(xié)議不能正常運(yùn)行，可按如下步驟進(jìn)行檢查:OSPF的故障排除配置故障排除如果OSPF協(xié)議不能正常運(yùn)行，協(xié)議基本配置是否正確是否已經(jīng)為本路由器配置了RouterID檢查OSPF協(xié)議是否已成功地被激活檢查需要運(yùn)行OSPF的網(wǎng)段是否已經(jīng)被使能檢查是否已正確地引入了所需要的外部路由協(xié)議基本配置是否正確是否已經(jīng)為本路由器配置了RouterI鄰居路由器之間的故障（一）首先檢查兩臺(tái)直接相連的路由器之間協(xié)議運(yùn)行是否正常：正常的標(biāo)志是兩臺(tái)路由器之間neighbor狀態(tài)機(jī)達(dá)到FULL狀態(tài)。(注：在廣播和NBMA網(wǎng)絡(luò)上，兩臺(tái)接口狀態(tài)是DROther的路由器之間neighbor狀態(tài)機(jī)并不達(dá)到FULL狀態(tài)，而是2way狀態(tài)。DR，BDR與其它所有路由器之間達(dá)到FULL狀態(tài))即使?fàn)顟B(tài)機(jī)達(dá)到的FULL狀態(tài)，也必須保證兩端的接口類型一致檢查物理連接及下層協(xié)議是否正常運(yùn)行?？赏ㄟ^ping命令測試，若從本地路由器ping對(duì)端路由器不通，則表明物理連接和下層協(xié)議有問題。鄰居路由器之間的故障（一）首先檢查兩臺(tái)直接相連的路由器之間協(xié)鄰居路由器之間的故障（二）ping通之后，再ping8000字節(jié)的大包，確保大包也可通。由于ping發(fā)送的是單播報(bào)文，而ospf大多數(shù)情況使用多播報(bào)文，還需確保多播報(bào)文發(fā)送正常?？赏ㄟ^debugipospfpacket命令查看報(bào)文收發(fā)情況。如果物理連接和下層協(xié)議正常，則檢查在接口上配置的OSPF參數(shù)，必須保證和與該接口相鄰的路由器的參數(shù)一致。這些參數(shù)包括hellointerval,deadinterval和authentication。區(qū)域（area）號(hào)必須相同；網(wǎng)段與掩碼也必須一致。（點(diǎn)到點(diǎn)與虛連接的網(wǎng)段與掩碼可以不同）鄰居路由器之間的故障（二）ping通之后，再ping800鄰居路由器之間的故障（三）檢查在同一接口上deadinterval值應(yīng)至少為hellointerval值的4倍。若網(wǎng)絡(luò)的類型為NBMA，則必須手工指定Neighbour。若網(wǎng)絡(luò)的類型為廣播網(wǎng)或NBMA，至少有一個(gè)接口的priority應(yīng)大于零。如果一個(gè)area配置成STUB或NSSA，則在與這個(gè)區(qū)域相連的所有路由器中都應(yīng)將該區(qū)域配置成STUB或NSSA。鄰居路由器之間的故障（三）檢查在同一接口上deadinter錯(cuò)誤的區(qū)域劃分（一）RTARTBRTCRTDArea0Area1Area2若一臺(tái)路由器配置了兩個(gè)以上的區(qū)域，則至少有一個(gè)區(qū)域應(yīng)配成骨干區(qū)域（即有一個(gè)area的area號(hào)為0，或配置一條虛連接）。如圖所示：RTARTD上只配置了一個(gè)區(qū)域，RTB(area0,area1)RTC(area1,area2)分別配置了兩個(gè)區(qū)域，其中RTB中有一個(gè)區(qū)域?yàn)?，符合要求，但RTC中的兩個(gè)區(qū)域都不為0，則必須在RTC與RTB之間配置一條虛連接。保證Area2與area0（骨干區(qū)域）相連接。虛連接不能穿越stub區(qū)域，骨干區(qū)域(area0)也不能配置成Stub區(qū)域。即如果RTB與RTC之間配置了一條虛連接，則area1不能配置成stubarea。Area0也不能配置成stubarea，上圖中只有area2可以配置成stubarea。(以上規(guī)則同樣適用于NSSA)。在stub區(qū)域內(nèi)的路由器不能引入外部路由，即RTD不能引入外部路由。(NSSA可以)錯(cuò)誤的區(qū)域劃分（一）RTARTBRTCRTDArea0Are錯(cuò)誤的區(qū)域劃分（二）RTARTBRTCRTDArea0Area1Area0骨干區(qū)域必須保證連通。圖中骨干區(qū)域沒有連通，可以在RTB與RTC之間配置一條虛連接。錯(cuò)誤的區(qū)域劃分（二）RTARTBRTCRTDArea0AreOSPF協(xié)議原理OSPF配置OSPF的調(diào)試與監(jiān)控OSPF的排錯(cuò)本章總結(jié)OSPF協(xié)議原理本章總結(jié)OSPF協(xié)議原理及配置分析課件演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！RB-005OSPF協(xié)議原理及配置ISSUE2.0日期：杭州華三通信技術(shù)有限公司版權(quán)所有，未經(jīng)授權(quán)不得使用與傳播RB-005OSPF協(xié)議原理及配置ISSUE2.0日期敘述OSPF路由協(xié)議的原理配置OSPF協(xié)議調(diào)試和維護(hù)OSPF協(xié)議簡單的OSPF故障排除課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：敘述OSPF路由協(xié)議的原理課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：第一章OSPF協(xié)議原理第二章OSPF配置第三章OSPF調(diào)試、監(jiān)控第四章OSPF排錯(cuò)目錄第一章OSPF協(xié)議原理目錄OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)OSPF協(xié)議概述OSPF（OpenShortestPathFirst），目前IGP中應(yīng)用最廣、性能最優(yōu)的一個(gè)協(xié)議（最新版本是version2，RFC2328），具有如下特點(diǎn)：無路由自環(huán)可適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)路由變化收斂速度快支持區(qū)域劃分支持等值路由支持驗(yàn)證支持路由分級(jí)管理支持以組播方式發(fā)送協(xié)議報(bào)文OSPF協(xié)議概述OSPF（OpenShortestPatOSPF協(xié)議基本概念RouterID一個(gè)32-bit的無符號(hào)整數(shù)，是一臺(tái)路由器的唯一標(biāo)識(shí)，在整個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)唯一。協(xié)議號(hào)OSPF是基于IP的，其協(xié)議號(hào)是89。OSPF協(xié)議報(bào)文不轉(zhuǎn)發(fā)通常OSPF的協(xié)議報(bào)文是不被轉(zhuǎn)發(fā)的，只能傳遞一跳，即在IP報(bào)文頭中TTL值被設(shè)為1(虛連接除外)。OSPF協(xié)議基本概念RouterIDOSPF協(xié)議報(bào)文不轉(zhuǎn)發(fā)OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)OSPF通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

1432OSPF協(xié)議將周邊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抽象為4種典型的網(wǎng)絡(luò)模型OSPF通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?432OSPF協(xié)議將周邊的OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄒ唬┻B接一個(gè)空的網(wǎng)段（stubnet），該網(wǎng)段中沒有其他運(yùn)行OSPF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。使用如下字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。linkid :10.0.0.0 /*網(wǎng)段*/data :255.0.0.0 /*掩碼*/type :StubNet(3) /*類型*/metric :50 /*花費(fèi)*/OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄒ唬┻B接一個(gè)空的網(wǎng)段（stubnetOSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ǘ┩ㄟ^一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接另外一臺(tái)運(yùn)行OSPF的路由器。使用如下兩段字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。描述該接口網(wǎng)段的路由信息。linkid :20.0.0.0 /*網(wǎng)段*/data :255.0.0.0 /*掩碼*/type :StubNet(3) /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/描述與路由器RTB相連的情況。linkid :2.2.2.2 /*RTB的routerid*/data :20.0.0.2 /*RTB的接口地址*/type :router(1) /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ǘ┩ㄟ^一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接另外一臺(tái)運(yùn)OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄈ┩ㄟ^一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接另外多臺(tái)運(yùn)行OSPF的路由器（這些路由器彼此之間并不是全連通的）。使用如下三段字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。linkid :40.0.0.1 /*網(wǎng)段*/data :255.255.255.255 /*掩碼*/type :StubNet（3） /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/linkid :3.3.3.3 /*RTF的routerid*/data :40.0.0.1 /*與RTF相連的接口地址*/type :router（1） /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/linkid :4.4.4.4 /*RTE的routerid*/data :40.0.0.1 /*與RTE相連的接口地址*/type :router（1） /*類型*/metric :5 /*花費(fèi)*/OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄈ┩ㄟ^一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接另外多臺(tái)OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄋ模┻B接一個(gè)廣播（或者是NBMA）的網(wǎng)段，該網(wǎng)段中所有運(yùn)行OSPF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間都直接可達(dá)。使用如下字段（link）來描述該網(wǎng)絡(luò)類型。簡化的描述信息。linkid :30.0.0.3 /*網(wǎng)段中DR的接口地址*/data :30.0.0.1 /*本接口的地址*/type :TransNet(2) /*類型*/metric :50 /*花費(fèi)*/Netmask:255.0.0.0 /*本網(wǎng)段的掩碼*/Attached30.0.0.1router /*本網(wǎng)段內(nèi)所有的路由器的routerid*/Attached30.0.0.2routerAttached30.0.0.3router由DR另外生成的描述信息，統(tǒng)一描述了本網(wǎng)段的情況。OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄋ模┻B接一個(gè)廣播（或者是NBMA）的網(wǎng)LSA(LinkStateAdvertisement)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將上述多個(gè)link組合在一起，加上一個(gè)head，組成了路由器RTA的LSA。該LSA準(zhǔn)確的描述了RTA周邊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。type :router /*LSA的類型*/lsid :1.1.1.1 /*LSA的標(biāo)識(shí)*/advrtr :1.1.1.1 /*生成該LSA的路由器*/lsage :4 /*本條LSA的老化時(shí)間*/len :108 /*LSA的長度*/seq# :80000001 /*LSA的序列號(hào)*/cksum :0x3543 /*較驗(yàn)和*/linkcount:7 /*本LSA中包含的連接個(gè)數(shù)*/ linkid :10.0.0.0 /*網(wǎng)段*/ data :255.0.0.0 /*掩碼*/ type :StubNet(3) /*類型*/ metric :50 /*花費(fèi)*/ …… ……LSA(LinkStateAdvertisement)OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)OSPF協(xié)議計(jì)算路由過程LSDBLSAofRTALSAofRTBLSAofRTCLSAofRTD(2)每臺(tái)路由器的LSDB(3)由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫生成帶權(quán)有向圖CABD1235CABD123CABD123CABD123CABD123RTARTB(1)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(4)每臺(tái)路由器分別以自己為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最小生成樹RTCRTD3215OSPF協(xié)議計(jì)算路由過程LSDBLSAofRTALSA運(yùn)行SPF算法計(jì)算路由每個(gè)路由器根據(jù)搜集到的LSDB，使用SPF算法來計(jì)算路由。運(yùn)行SPF算法計(jì)算路由每個(gè)路由器根據(jù)搜集到的LSDB，使用SSPF算法的計(jì)算步驟每臺(tái)路由器按照如下步驟從本機(jī)的LSDB計(jì)算出路由：從LSDB中選取自己生成的LSA為SPF計(jì)算的起點(diǎn)。遇到類型為StubNet的link，其中包含的就是路由信息，填加到路由表中（但由于這些路由信息都是本機(jī)的直連路由，所以不會(huì)生效）。遇到類型為router的link，則計(jì)算暫停，跳轉(zhuǎn)到該link中l(wèi)inkid（是某臺(tái)路由器的routerid信息）所指的路由器生成的LSA。打開該條LSA，遇到類型為StubNet的link，其中包含的就是路由信息，填加到路由表中。下一跳為步驟2中l(wèi)ink的data字段，cost值為本link的metric和步驟2中l(wèi)ink的metric相加。如果遇到類型為router的link，則繼續(xù)跳轉(zhuǎn)，直至某條LSA的全部信息都被計(jì)算完畢，此時(shí)再跳回到上一條的LSA。重復(fù)步驟1－4,最終會(huì)回到自己生成的LSA，待該LSA計(jì)算完畢后，則SPF計(jì)算完成。SPF算法的計(jì)算步驟每臺(tái)路由器按照如下步驟從本機(jī)的LSDB計(jì)OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)兩臺(tái)路由器之間建立鄰接關(guān)系的過程RT1RT2DownDownHello(DR=0.0.0.0,NeighborsSeen=0)Hello(DR=RT2,NeighborsSeen=RT1)DD(Seq=x,I=1,M=1,MS=1)DD(Seq=y,I=1,M=1,MS=1)DD(Seq=y,I=0,M=1,MS=0)DD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=1)DD(Seq=y+1,I=0,M=1,MS=0)DD(Seq=y+n,I=0,M=0,MS=1)DD(Seq=y+n,I=0,M=0,MS=0)LSRequestLSUpdateLSAckExStartExStartInitExchangeExchangeLoadingFullFull兩臺(tái)路由器之間建立鄰接關(guān)系的過程RT1RT2DownDowOSPF的鄰居狀態(tài)機(jī)DownAttemptInit2-wayExStartExchangeLoadingFull紫色的狀態(tài)機(jī)可能是長期存在的狀態(tài)。藍(lán)色的狀態(tài)機(jī)通常是臨時(shí)狀態(tài)。OSPF的鄰居狀態(tài)機(jī)DownAttemptInit2-wayOSPF的五種協(xié)議報(bào)文Hello報(bào)文發(fā)現(xiàn)及維持鄰居關(guān)系，選舉DR，BDR。DD報(bào)文本地LSDB的摘要信息（只包含LSA的Head信息）。LSR報(bào)文向?qū)Χ苏?qǐng)求本端沒有或?qū)Χ说母碌腖SA（只包含LSA的Head信息）。LSU報(bào)文向?qū)Ψ桨l(fā)送其需要的LSA（包含LSA的全部信息）。LSAck報(bào)文收到LSU之后，進(jìn)行確認(rèn)（只包含LSA的Head信息）。OSPF的五種協(xié)議報(bào)文Hello報(bào)文OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)廣播及NBMA網(wǎng)段中的N2連接關(guān)系一個(gè)廣播的網(wǎng)段中，存在N＝8臺(tái)路由器，則需要建立M=n(n-1)/2=28個(gè)鄰接關(guān)系。廣播及NBMA網(wǎng)段中的N2連接關(guān)系一個(gè)廣播的網(wǎng)段中，存在N通過選舉DR來解決問題M=n(n-1)/2=28M=(n-2)×2+1=13DRBDR為了解決同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)過多的鄰接關(guān)系數(shù)量，OSPF協(xié)議提出了DR（DesignatedRouter）的概念。該網(wǎng)段中的設(shè)備只與DR和BDR（BackupDesignatedRouter）建立鄰接關(guān)系。通過選舉DR來解決問題M=n(n-1)/2M=(n-2DR的選舉過程DR是整個(gè)網(wǎng)段中所有的路由器選舉出來的，選舉方法與選舉村長十分類似。登記選民本網(wǎng)段內(nèi)的OSPF路由器；本村內(nèi)的18歲以上公民；登記候選人本網(wǎng)段內(nèi)的priority>0的OSPF路由器（priority可以手工配置，缺省值是1）；本村內(nèi)的30歲以上公民且在本村居住3年以上；競選演說所有的priority>0的OSPF路由器都認(rèn)為自己是DR；所有的候選人都自認(rèn)為應(yīng)該當(dāng)村長；投票選priority值最大的若priority值相等選RouterID最大的；選年紀(jì)最大若年齡相等按姓氏筆劃排序；DR的選舉過程DR是整個(gè)網(wǎng)段中所有的路由器選舉出來的，選舉DR選舉中的指導(dǎo)思想選舉制DR是各路由器選出來的，而非人工指定的，雖然管理員可以通過配置priority干預(yù)選舉過程。終身制DR一旦當(dāng)選，除非路由器故障，否則不會(huì)更換，即使后來的路由器priority更高。世襲制DR選出的同時(shí)也選出BDR來，DR故障后，由BDR接替DR成為新的DR。DR選舉中的指導(dǎo)思想選舉制NBMA和點(diǎn)到多點(diǎn)在某種情況下（非全連通的NBMA網(wǎng)絡(luò)），由于選舉DR會(huì)導(dǎo)致路由信息不能正確學(xué)習(xí)，此時(shí)需要管理員手工將網(wǎng)絡(luò)類型改為PTMP，不再選舉DR了。NBMA:全連接點(diǎn)到多點(diǎn)（PTMP）:部分連接NBMA和點(diǎn)到多點(diǎn)在某種情況下（非全連通的NBMA網(wǎng)絡(luò)），由于DR的出現(xiàn)帶來協(xié)議的變化為了減少在廣播和NBMA網(wǎng)段內(nèi)帶寬的占用，提出了DR的概念。為協(xié)議本身帶來如下變化：將廣播和NBMA網(wǎng)段內(nèi)LSDB同步的次數(shù)由O(N)2減少為O(N)。在廣播和NBMA網(wǎng)段中，路由器的角色劃分為DR、BDR、DROther。路由器之間的關(guān)系分為Unknown、Neighbor、Adjacency。兩臺(tái)DROther路由器之間只建立Neighbor關(guān)系，鄰居狀態(tài)機(jī)停留在2-Way狀態(tài)。DR及BDR與本網(wǎng)段內(nèi)的所有路由器建立Adjacency關(guān)系，鄰居狀態(tài)機(jī)會(huì)達(dá)到Full狀態(tài)。增加了一種接口類型：Point-to-Multipoint。增加了一種新的LSA類型：Network-LSA，由DR生成，描述了本網(wǎng)段的鏈路狀態(tài)信息。由于DR的出現(xiàn)帶來協(xié)議的變化為了減少在廣播和NBMA網(wǎng)段內(nèi)帶關(guān)于DR……只有在廣播和NBMA的鏈路上才會(huì)選舉DR，在PTP和PTMP的鏈路上不會(huì)選舉DR。DR是針對(duì)一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)的設(shè)備選舉的，對(duì)于一臺(tái)路由器來說，可能它在某個(gè)接口上是DR，在其它接口上是BDR、DROther，或者因?yàn)槭荘TP的鏈路而不參加DR的選舉。在廣播的網(wǎng)絡(luò)上必須存在DR才能夠正常工作，但BDR不是必需的。一個(gè)網(wǎng)段中即使只有一臺(tái)路由器，也要選舉DR。由于“終身制”的原因，網(wǎng)段中的DR不一定是priority最高的，但通常是“來的早”的路由器。關(guān)于DR……只有在廣播和NBMA的鏈路上才會(huì)選舉DR，在PTOSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)通過LSA描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用SPF算法計(jì)算路由鄰居狀態(tài)機(jī)DR和BDR劃分區(qū)域OSPF協(xié)議原理OSPF協(xié)議基礎(chǔ)鏈路狀態(tài)算法的四宗罪相比較D-V算法，鏈路狀態(tài)存在如下缺點(diǎn)：鏈路狀態(tài)算法除了需要攜帶路由信息之外，還要挾帶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，這樣會(huì)占用路由器大量的存儲(chǔ)空間并且使路由同步時(shí)間加長。鏈路狀態(tài)算法計(jì)算的復(fù)雜度大大高于DV算法，對(duì)CPU消耗很大。鏈路狀態(tài)算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓置舾?，網(wǎng)絡(luò)中任何拓?fù)渥兓紩?huì)導(dǎo)致全網(wǎng)中所有運(yùn)行OSPF的路由器重新啟動(dòng)路由計(jì)算。由于鏈路狀態(tài)算法計(jì)算路由完全依賴LSA，LSA在網(wǎng)絡(luò)中傳播時(shí)不可以被改變，所以導(dǎo)致鏈路狀態(tài)算法的幾乎不支持任何路由策略。上述缺點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模小的時(shí)候并不突出，但在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來很嚴(yán)重的后果，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不可用。如果不解決上述問題，OSPF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和應(yīng)用范圍會(huì)受到極大的影響。鏈路狀態(tài)算法的四宗罪相比較D-V算法，鏈路狀態(tài)存在如下缺點(diǎn)：OSPF解決方案：引入?yún)^(qū)域的概念A(yù)rea0Area1Area3ABRABR分而治之，將整個(gè)OSPF域劃分成若干區(qū)域，每個(gè)區(qū)域用不同的AreaID(32位整數(shù))來標(biāo)識(shí)，其中Area0區(qū)域稱為骨干區(qū)域。區(qū)域邊界路由器叫ABR（AreaBorderRouter），負(fù)責(zé)區(qū)域間路由計(jì)算。OSPF解決方案：引入?yún)^(qū)域的概念A(yù)rea0Area1Area區(qū)域間的路由計(jì)算每個(gè)區(qū)域有自己的LSDB，SPF運(yùn)算獨(dú)立運(yùn)行。ABR先將區(qū)域內(nèi)的路由計(jì)算完畢，然后將每一條區(qū)域內(nèi)的路由轉(zhuǎn)變成一條Type3的LSA（無拓?fù)湫畔?，只包含路由信息），發(fā)布到骨干區(qū)域，骨干區(qū)域的ABR再發(fā)送到其他區(qū)域。注意：ABR的工作方式?jīng)Q定OSPF在區(qū)域內(nèi)是L-S算法，在區(qū)域間算是D-V算法。172.18.141.0/24192.178.14.0/28Type=3192.178.14.0Mask=255.255.255.240Metric=120Type=3172.18.141.0Mask=255.255.255.0Metric=91Area0Area3區(qū)域間的路由計(jì)算172.18.141.0/24192.178骨干區(qū)域及劃分區(qū)域細(xì)則骨干區(qū)域概念的提出由于在區(qū)域間的路由計(jì)算使用了D-V算法，不可避免的會(huì)遇到路由環(huán)路的問題。OSPF實(shí)際是通過要求所有的區(qū)域必須與骨干區(qū)域互聯(lián)，所有的跨區(qū)域路由必須通過骨干區(qū)域來防止路由環(huán)路。如果要?jiǎng)澏鄠€(gè)區(qū)域，必須要有骨干區(qū)域Backbone：Area0。骨干區(qū)域必須是連續(xù)非斷開的。其它普通區(qū)域必須和骨干區(qū)域連接。兩個(gè)普通區(qū)域之間的通訊必須通過骨干區(qū)。骨干區(qū)域及劃分區(qū)域細(xì)則骨干區(qū)域概念的提出虛連接（virtual-link）由于骨干區(qū)域的規(guī)劃需求，會(huì)導(dǎo)致OSPF的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受到限制（最大直徑為3個(gè)Area），所以O(shè)SPF提出了虛連接的概念。虛連接：virtual-link，一條虛擬的“物理鏈路”，兩端的設(shè)備必須是ABR，屬于骨干區(qū)域。主要用于連接沒有物理和骨干區(qū)域相聯(lián)接的區(qū)域，或者可以加固骨干區(qū)域，保證其連續(xù)性及連接被分割的骨干區(qū)域。需要手工顯式配置：兩端的ABR及需要穿越的非骨干區(qū)域。Area0V-linkArea0Area1Area2V-linkArea0Area1虛連接（virtual-link）Area0V-linkA與自治系統(tǒng)外部通信對(duì)于AS外部的路由信息，OSPF使用Type5類的LSA來描述，只包含路由信息，沒有拓?fù)湫畔?。SPF計(jì)算時(shí)，下一跳指向生成該LSA的ASBR。但由于劃分區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的Tpye1類的LSA信息被ABR屏蔽了，導(dǎo)致在其他區(qū)域的路由器無法正確計(jì)算外部路由。為了解決該問題，由ASBR所在區(qū)域的ABR負(fù)責(zé)生成一條Tpye4的LSA，不描述任何路由及拓?fù)湫畔?，只是挾帶本區(qū)域的ASBR的routerid，metric為該ABR到達(dá)區(qū)域內(nèi)的ASBR的metric。ASBRRouterID=1.2.3.410.53.11.0/24Type=51.2.3.4Mask=0.0.0.0Metric=89Area0Area2RIPMetric=10Mask=255.255.255.010.53.11.0Advrouter=1.2.3.4Type=4Advrouter=5.6.7.8RouterID=1.2.3.4ABR與自治系統(tǒng)外部通信ASBRRouterID=1.2.3LSA分類Router-LSA每個(gè)路由器生成1條（ABR會(huì)為每個(gè)區(qū)域生成1條），描述了本路由器的直連的拓?fù)浼奥酚汕闆r，傳遞到整個(gè)區(qū)域。Network-LSA，由DR生成，描述了本網(wǎng)段的鏈路狀態(tài)，傳遞到整個(gè)區(qū)域。Net-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到區(qū)域內(nèi)某一網(wǎng)段的路由，傳遞到除本區(qū)域外的其他區(qū)域。Asbr-Summary-LSA，由ABR生成，描述了ASBR的routerid信息路由，傳遞到除本區(qū)域外的其他區(qū)域。AS-External-LSA，由ASBR生成，描述了到AS外部的路由，傳遞到整個(gè)AS（STUB區(qū)域除外）LSA分類Router-LSA每個(gè)路由器生成1條（ABRSTUB區(qū)域、NSSA區(qū)域、路由聚合Area0Area1919.1.1.0/2419.1.3.0/2419.1.2.0/24RTAASBR13.1.36.0/24139.1.43.0/24138.34.3.0/24148.1.23.0/24Area20由于區(qū)域間使用的是D-V算法，OSPF可以在區(qū)域間使用很多種路由策略，包括路由聚合、將某些特殊的區(qū)域設(shè)置為Stub或NSSA（NotSoStubbyArea）區(qū)域。我們?cè)贏BR（RTA）上可以將Area19內(nèi)的三條路由聚合成一條19.0.0.0/8的路由發(fā)送到Area0。對(duì)于Area19我們可以將其設(shè)置成Stub區(qū)域，這樣Type3、4、5類的LSA就不會(huì)進(jìn)入到Area19中，同時(shí)ABR會(huì)發(fā)送一條缺省路由給Area19中的路由器。由于Stub區(qū)域規(guī)定其中不能存在Type5類的LSA，所有Stub區(qū)域內(nèi)也無法存在ASBR，對(duì)于Area20，我們可以將其設(shè)置為NSSA區(qū)域。STUB區(qū)域、NSSA區(qū)域、路由聚合Area0Area1接口分類及路由器分類OSPF協(xié)議根據(jù)鏈路層媒體不同分為以下四種網(wǎng)絡(luò)類型:(Broadcast、NBMA、Point-to-Point、Point-to-Multipoint)路由器根據(jù)在自治系統(tǒng)中的不同角色劃分為:(IAR、ABR、BBR、ASBR)一個(gè)運(yùn)行OSPF協(xié)議的接口狀態(tài)根據(jù)接口的不同類型可劃分為:(DR、BDR、DROther、point-to-point)接口分類及路由器分類OSPF協(xié)議根據(jù)鏈路層媒體不同分為以下四OSPF路由選擇順序OSPF協(xié)議根據(jù)按照如下順序選擇路由：優(yōu)選區(qū)域內(nèi)的路由同為區(qū)域內(nèi)的路由則比較Cost值，小的優(yōu)先優(yōu)選區(qū)域間的路由同為區(qū)域間的路由則優(yōu)選通過骨干區(qū)域的，然后比較Cost值，小的優(yōu)先。優(yōu)選Type1類的AS外部路由同為Type1類的路由，則比較（Type1類路由的Cost＋到發(fā)布該路由的ASBR的自治系統(tǒng)內(nèi)部的Cost）之和，小的優(yōu)先。優(yōu)選Type2類的AS外部路由同為Type2類的路由，則比較Type2類路由的Cost，小的優(yōu)先，如果相等，則比較到發(fā)布該路由的ASBR的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由的Cost，小的優(yōu)先。若都相等，則填加等值路由。OSPF路由選擇順序OSPF協(xié)議根據(jù)按照如下順序選擇路由：OSPF為什么是無自環(huán)的？每一條LSA（鏈路狀態(tài)廣播）都標(biāo)記了生成者（用生成該LSA的路由器的RouterID標(biāo)記），其它路由器只負(fù)責(zé)傳輸。這樣不會(huì)在傳輸?shù)倪^程中發(fā)生對(duì)該信息的改變或錯(cuò)誤理解。路由計(jì)算的算法是SPF算法。計(jì)算的結(jié)果是一棵樹，路由是樹上的葉子節(jié)點(diǎn)。從根節(jié)點(diǎn)到葉子節(jié)點(diǎn)是單向不可回復(fù)的路徑。OSPF為什么是無自環(huán)的？每一條LSA（鏈路狀態(tài)廣播）都標(biāo)記第一章OSPF協(xié)議原理第二章OSPF配置第三章OSPF調(diào)試、監(jiān)控第四章OSPF排錯(cuò)目錄第一章OSPF協(xié)議原理目錄啟動(dòng)OSPF協(xié)議的基本配置配置路由器的RouterID[H3C]routerid

A.B.C.D啟動(dòng)OSPF協(xié)議[H3C]ospf[process-id[[router-idrouter-id]vpn-instancevpn-instance-name]]配置OSPF區(qū)域[H3C-ospf-1]areaarea_id在指定網(wǎng)段使能OSPF[H3C-ospf-1-area-0.0.0.0]networkip-address

wildcard-mask啟動(dòng)OSPF協(xié)議的基本配置配置路由器的RouterID配置鄰居如果某接口所屬的網(wǎng)絡(luò)類型是NBMA，則必須手工配置鄰居。當(dāng)該接口的鏈路層協(xié)議是X.25、FrameRelay、ATM（IPOA）時(shí)，網(wǎng)絡(luò)類型為NBMA。也可通過命令displayospfinterfaceinterface-name來查看。[H3C-ospf-1]displayospfinterfaceatm3/0/1Interface:1.1.1.1(atm3/0/1)Cost:10State:FullType:NBMAPriority:1DoNotAgeLsaAllowedTimers:Hello30,Dead120,Poll120,配置鄰居如果某接口所屬的網(wǎng)絡(luò)類型是NBMA，則必須手工配置鄰引入其他路由協(xié)議的路由引入其他路由協(xié)議的路由[H3C-ospf-1]import-routeprotocol[route-policypolicy-name]protocol指定可引入的源路由協(xié)議，目前可為direct、static、rip、is-is、bgp等。在實(shí)際組網(wǎng)中，通常只會(huì)引入接口的直連路由direct和靜態(tài)路由static。route-policy可用來對(duì)引入的路由進(jìn)行過濾。其他參數(shù)取缺省值即可，沒必要配。引入其他路由協(xié)議的路由引入其他路由協(xié)議的路由改變接口花費(fèi)值改變接口的花費(fèi)值[H3C-interfacename]ospfcostcostOSPF就是通過每段鏈路的COST值累加來判斷路徑優(yōu)劣的。某個(gè)鏈路的出口花費(fèi)值是如下計(jì)算的：缺省花費(fèi)為：100000000（100M）/接口的波特率。但在實(shí)際組網(wǎng)中，由于現(xiàn)在很多接口的鏈路帶寬已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于100M，COST值通常是人為統(tǒng)一規(guī)劃的，此時(shí)需要使用上述命令來人工指定花費(fèi)值。改變接口花費(fèi)值改變接口的花費(fèi)值配置Stub區(qū)域配置Stub區(qū)域[H3C-ospf-1-area-0.0.0.1]

stub[no-summary][H3C-ospf-1-area-0.0.0.1]

default-costcost（此命令可選）注意事項(xiàng)：如果某個(gè)區(qū)域被規(guī)劃成Stub區(qū)域，則所有屬于該區(qū)域的路由器都必須配置命令一。命令二只在該Stub的區(qū)域的ABR上配置。配置no-summary參數(shù)后，則Stub區(qū)域內(nèi)的區(qū)域間路由也被ABR過濾掉，路由會(huì)進(jìn)一步減少，建議配置。該參數(shù)只會(huì)在ABR上生效。S