华为OSPF协议原理培训胶片

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1、单击此处编辑母版标题样式,,HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.,,Page,*,单击此处编辑母版文本样式,,单击此处编辑母版文本样式,,单击此处编辑母版文本样式,,单击此处编辑母版文本样式,,,HUAWEI Confidential,谢谢,,OSPF协议原理,,ISSUE 1.0,,,前 言,本课程由浅入深的讲解OSPF协议基本概念，OSPF路由计算过程，各种类型的LSA，以及如何合理规划设计OSPF网络。学完本课程，无论您是新手，还是资深专家，都能从中获益匪浅。,,,学习指南,,本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书，合理

2、有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。,,参考资料,,VRP 3.30 《操作手册》、《命令手册》,,RFC1583, RFC1587, RFC2178, RFC2328, RFC2370,,TCP/IP协议卷,,学习完此课程，您将会：,,掌握OSPF协议的基本概念,,掌握OSPF协议的基本原理,,设计规划OSPF网络,目 标,,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,,第2章 OSPF网络类型,,第3章 OSPF路由计算过程,,第4章 LSA链路状态通告,,第5章 设计规划OSPF网络,,OSPF协议概述,,OSPF（Open Shortest Path First),,属于I

3、GP（内部网关协议）,,基于链路状态算法的路由协议,,由IETF开发,,目前为版本2,,相关协议：RFC1583, RFC2178, RFC2328,,OSPF协议基本特征,,无路由自环,,可适应大规模网络,,路由变化收敛速度快,,支持区域划分,,支持等值路由,,支持验证,,支持路由分级管理,,支持以组播地址发送协议报文,,OSPF协议相关术语,,Router ID OSPF域中路由器的唯一标识,,Area 区域,,Cost 花费值,,ABR、ASBR 区域边界路由器、自治系统边界路由器,,LSA

4、 链路状态通告,,Link Type 链路类型，包括广播，非广播，点到点，点到多点,,DR和BDR 指定路由器和非指定路由器,,区域类型 骨干区域，STUB区域，TRANSIT区域,,Virtual-Link 虚连接,,OSPF Router ID,,Router ID,,一个32-bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一,,Router ID,,OSPF 是基于IP的，其协议号是89,OSPF Header,,Protocol #89,OSPF Packet,,OSPF协议区域,,OSPF使用Area实现了分层----两层模

5、式,,区域号是一个32bit的整数,,定义为IP address格式,,也可以用一个十进制整数表示,,(ie. Area 0.0.0.0, or Area 0),,区域保留为骨干区,,非骨干区一定要连接到骨干区,,OSPF协议Cost值,,Cost应用于每一个启动了OSPF的链路,,16-bit正数，范围[1—65,535],,Cost值越小链路越优,,该值表示的是出接口Cost值,,路由选取是依靠整个链路Cost值的总和,,OSPF协议Cost值(续),,计算方法,,108 /bandwidth,,56-kbps serial link = 1785,,Ethernet = 10,,64-k

6、bps serial link = 1562,,T1 (1.544-Mbps serial link) = 64,,用户调节链路Cost的方法：,,ospf cost value,,ABR & ASBR,,Internal,Internal,Internal,Area 10,Area 11,Area 12,RIP/RIPV2 World,ABR,ABR,ABR,ABR,ASBR,Area 0,Backbone,LAN,LAN,Ping向外部路由的报文轨迹,外部路由信息传播轨迹,,问题,,什么是Router ID ？有什么作用？修改Router ID之后是否会立即生效?,,为什么要划分区域

7、？怎样合理划分区域？为什么其他区域必须和骨干区域相连?,,Cost值有什么作用？,,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,,第2章 OSPF网络类型,,第3章 OSPF路由计算过程,,第4章 LSA链路状态通告,,第5章 设计规划OSPF网络,,OSPF协议支持的网络类型,,链路类型：广播，非广播，点到点，点到多点,PTP,BROADCAST,NBMA,FR/X.25,HUB,PTMP,FR/X.25,,OSPF邻居关系太多,,对于多点接入网络，即NBMA和broadcast，如果网络内有上百台路由器，那将形成多少邻接关系：两两互相形成，即100*（100-1），这些邻接关系要定期

8、的交换LSDB,这样耗费的系统资源更是不计其数。,BROADCAST,NBMA,HUB,FR/X.25,,DR和BDR,,M= n(n-1)/2,,= 28,M= (n-2)×2+1,,= 13,DR,BDR,,问题,,LSA描述的网络类型主要有哪些？,,为什么要选举DR和BDR？它们有什么作用？,,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,,第2章 OSPF网络类型,,第3章 OSPF路由计算过程,,第4章 LSA链路状态通告,,第5章 设计规划OSPF网络,,OSPF报文头,,OSPF报文头格式：,,Version #,Type,,Packet length,Router ID

9、,,,,Area ID,,,,Checksum,,AuType,,Authentication,,,,Authentication,,,,,OSPF的五种协议报文,,Hello报文,,发现及维持邻居关系，选举DR，BDR,,DD报文,,本地LSDB的摘要,,LSR报文,,向对端请求本端没有或对端的更新的LSA,,LSU报文,,向对方发送其需要的LSA,,LSAck报文,,收到LSU之后，进行确认,,邻接关系的形成与维持,,通过HELLO报文形成邻接关系,,邻居建立后，还需要通过HELLO报文进行邻居关系的维持，有两个定时器来进行这项工作：,,HELLO TIME：缺省为10秒（对于NBMA网

10、络为30秒）,,DEAD TIME：缺省为4倍的HELLO TIME,,OSPF的邻居状态机,,Down,Attempt,Init,2-way,ExStart,Exchange,Loading,Full,,邻接关系形成后开始相互交流,,数据库交换过程,,主从协商,,DD交换,,LSA请求,,LSA传播,,LSA应答,,OSPF协议数据库交换过程,,RT1,RT2,Down,Down,Hello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0),Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1),DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS

11、= 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),LS Request,LS Update,LS Ack,ExStart,ExStart,Init,Exchange,Exchange,Loading,Full,Ful

12、l,,OSPF协议路由计算过程,,LSDB,LSA of RTA,LSA of RTB,LSA of RTC,LSA of RTD,(2)每台路由器的LSDB,(3)由链路状态数据库生成,,带权有向图,C,A,B,D,1,2,3,5,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,(1)网络的拓扑结构,(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树,RTA,RTB,RTC,RTD,3,2,1,5,,问题,,OSPF协议报文有哪些？,,OSPF协议路由计算的过程是怎样的？,,OSPF域中有两个相同的ID，会造成什么问题?,,OSP

13、F查找路由表的顺序是怎样的?,,OSPF中有哪些表?生成这些表的顺序是怎样的?,,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,,第2章 OSPF网络类型,,第3章 OSPF路由计算过程,,第4章 LSA链路状态通告,,第5章 设计规划OSPF网络,,LSA头部,,所有LSA头部都有20个字节，它包含了足够的信息来唯一标识一条LSA,,LS age,Options,,LS Type,Link State ID,,,,Advertising Router,,,,LS sequence number,,,,LS checksum,,length,,,LSA分类,,Type,LS

14、A,1,Router-LSAs,2,Network-LSAs,3,Summary-LSAs,4,ASBR-summary-LSA,5,AS-external-LSAs,6,Multicast OSPF LSA,7,Not-So-Stubby area(NSSA),8,External-attributes-LSA,9-11,Opaque LSA,,LSA进一步阐述,,以下图为例，介绍各种LSA,Area 0,Area 2,Area 3,Area 4,AS100,AS200,ASBR,RT2,RT3,RT4,RT5,RT6,RT8,RT9,OSPF,RIPv2,10.1.1.0/24,20.1.

15、1.0/24,30.1.1.0/24,40.1.1.0/24,50.1.1.0/24,60.1.1.0/24,70.1.1.0/24,80.1.1.0/24,BGP,ASBR,NSSA,,Router LSA (Type 1),,Router LSA 报文格式：,V | E | B,,,# links,Link ID,,,,Link Data,,,,Type,# TOS,Metirc,,…,,,,TOS,0,TOS Metric,,Link ID,,,,Link Data,,,,Router LSA,（不包括,LSA,头部）,,Router LSA of RT4,,[RT4]dis

16、p ospf lsdb,,,Link State Database,,,Type : Router Type 1 LSA,,Ls id : 4.4.4.4 OSPF的Router ID,,Adv rtr : 4.4.4.4 LSA的始发者,,Ls age : 1195,,Len : 36,,Seq# : 80000008,,Chksum : 0x5d57,,Options : (DC) ABR,,Link count : 1,,,Link ID :

17、 3.3.3.3 连接对象,,Data : 40.1.1.1 取决于链路类型,,Type : Virtual 连接类型,,Metric : 1562,,Network LSA (Type 2),,生成且只在Broadcast 和 NBMA 网络中生成,,包含所有连接到该网络上的Router,,只有DR（designated router）生成Network LSA,,和Router LSA一样，只在区域内传播，不再向外传播,Network Mask,Attached Router,Network LSA,（不包

18、括,LSA,头部）,Network LSA,报文格式：,,,,disp ospf lsdb network,,,Link State Database,,,Type : Net LSA类型,,Ls id : 60.1.1.2 DR在该网段的接口地址,,Adv rtr : 6.6.6.6 LSA的始发者,,Ls age : 166,,Len : 32,,Seq#

19、 : 80000003,,Chksum : 0xfbc5,,Options : (DC),,,,Attached Router 6.6.6.6 连接到该网络的路由器,,,,Summary LSA (Type 3,4),,,Network Mask,,0,Metric,TOS,TOS metric,Summary LSA,（不包括LSA头部）,Summary LSA,报文格式：,,Type 3 Details,,display ospf lsdb summary,,,Link State Database,,,Type : SumNet

20、 LSA类型,,Ls id : 40.1.1.0 被通告的网络地址,,,Adv rtr : 4.4.4.4 始发此LSA的Router,,Ls age : 1382,,Len : 28,,Seq# : 80000004,,Chksum : 0x439e,,Options : (DC) (Non DN),,Net mask : 255.255.255.0 网络掩码,,Tos 0 metric: 1562 花费,,Type 4 Details,,disp o

21、spf lsdb asbr,,,Link State Database,,,Type : SumASB LSA,类型,,Ls id : 1.1.1.1 ASBR Router ID,,Adv rtr : 4.4.4.4,通告路由器,,Ls age : 1498,,Len : 28,,Seq# : 80000002,,Chksum : 0x7176,,Options

22、 : (DC),,Tos 0 metric: 3125,,External LSA (Type 5),,AS-external-LSAs 报文格式：,,External LSA,（不包括,LSA,头部）,Network Mask,,,E,0,Metric,Forwarding address,,,External Route Tag,,,E,TOS,TOS metric,Forwarding address,,,External Route Tag,,,,External Type 1,,R3,R1,R2,Cost =10,Cost =8,To N1,External

23、Cost = 1,External Cost = 2,To N1,,Network Metric Next Hop,N1 11 R1,N1 10 R2,Selected Route,,External Type 2,,R3,R1,R2,Cost =10,Cost =8,To N1,External Cost = 1,External Cost = 2,To N1,,Network Metric Next Hop,,N1

24、 1 R1,N1 2 R2,Selected Route,,Type 5 Details,,disp ospf lsdb ase,,,,Link State Database,,,Type : ASE LSA,类型,,Ls id : 80.0.0.0 Link State ID,,Adv rtr : 1.1.1.1,通告路由器,,Ls age

25、 : 789,,Len : 36,,Seq# : 80000002,,Chksum : 0x756,,Options : (DC),,Net mask : 255.0.0.0,掩码,,,Tos,0 metric: 1,,E type : 2,,,Forwarding Address :0.0.0.0,转发地址,,Tag: 1,,NSSA External LSA (Type 7),,NSSA区域可以有选择的引入外部路由,,NSSA中的引入操作产生Type 7 LSA

26、,,Type 7 LSA是由NSSA ASBR产生的,,Type 7 LSA只存在于NSSA 区域,,Type 7 LSA在传出NSSA区后，被转换成TYPE 5 LSA，这是由NSSA ABR完成的,,NSSA ABR会告诉OSPF域：我是一个ASBR,,Type 7 Details,,,disp ospf lsdb nssa,,,Link State Database,,,Type : NSSA LSA类型,,,Adv rtr,,Ls age : 1330,,Len : 36,,Se

27、q# : 80000004,,Chksum : 0xdcc8,,Options : (DC),,,Tos 0,metric: 1,,E type : 2,,,,Tag: 1,,初始状态的LSA,,当一个路由器的接口上启动了OSPF，那么就会生成一个且只生成一个LSA----Router LSA,,,随着邻居关系向邻接关系的过渡,这些ROUTER LSA会根据从对方学到的LSA信息，发生一些变化，比如生成NETWORK LSA或其他类型的 LSA.,,LSA交换之后接下来是？,,广播和NBMA网络中，DR产生NETWORK

28、LSA，同时ROUTER LSA也发生了一些变化,,PTP和PTMP网络中产生了POINT-TO-POINT类型的ROUTER LSA,,这些变化稳定之后,邻接关系形成,,邻接关系形成之后,开始进行路由计算,具体的计算过程参见我们将要介绍的第四部分,,问题,,LSA主要包括哪些类型？,,Network-LSA 、Net-Summary-LSA、Asbr-Summary-LSA和AS-External-LSA主要区别是什么？,,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,,第2章 OSPF网络类型,,第3章 OSPF路由计算过程,,第4章 LSA链路状态通告,,第5章 设计规划OSPF网络

29、,,OSPF区域,,OSPF的分层工具,,一个区域生成一棵最小生成树，相关信息只在这个区域内传播。,,不同类型的区域其路由信息的传播方式不一样,,Backbone 骨干区域,,Transit 区域,,Stub 区域,,完全Stub区域,,NSSA区域,,Transit 区域,,接收如下类型的LSA：,,Summary LSA,,External LSA,,Transit 区域,,Backbone Area 0,Area Border Router,Area 51,An Area Forwards the Following,,Summary LSAs,,Default External 0.0

30、.0.0,,External LSAs,ABRs forward all LSAs from backbone,,Stub 区域,,允许学习Summary LSAs,,拒绝type 5 LSA,,Default LSA作为summary LSA注入到该区域，用以弥补学不到type 5 LSA的信息,,需要在该区域的每一个路由器上都配置stub属性,,外部路由的振荡不会波及stub区,,Stub 区域,,Backbone Area 0,Area Border Router,Area 51,A Stub Area Forwards,,Summary LSAs,,Specific LSAs,,De

31、fault External 0.0.0.0,Consolidates specific external links—default 0.0.0.0,,完全Stubby区域,,拒绝具体的summary LSA,,拒绝所有的external LSA,,Default LSA注入到本区域，用来代表他所拒绝的路由信息,,LSDB更小，路由信息更稳定，路由数量更少,,完全Stubby区域,,Backbone Area 0,Area Border Router,Area 51,A Totally Stubby,,Area Forwards,,Default Link 0.0.0.0,Use this

32、for stable—scalable internetworks,,NSSA区域,,有stub区的优点，但是允许路由引入,,引入了新的LSA类型：external LSA (type 7),,Type 7 LSAs 泛洪到NSSA的整个区域,,该区域没有 Type 5 LSA,,Type 7 LSAs 被转换成 Type 5 LSAs之后泛洪到骨干区域,,可以在ABR处进行路由过滤或者聚合,,NSSA区域,,Backbone Area 0,ABR—Type 7 --> Type 5,Area 51,An Area Forwards,,the Following,,Summary LSAs,,

33、Specific LSAs,,Default External 0.0.0.0,ASBR Injects LSA Type 7,RIP,,虚链接 Virtual Link,,首先：不推荐使用！即使用，一般也只用在冗余备份的情况下。,,但是可以说说他是做什么用的,,为ABR通向骨干区建立的一个隧道,,变相的允许非骨干区不用物理连接到骨干区,,当然她还有另外一个重要的用途：修复不连续的骨干区,,具体的看后面的例子... ...,,需要在每一个ABR的区域视图下进行如下配置：,,vlink-peer router-id,,虚链接举例,,Area 0,Area 1,Area 2,Area 3,物理链路

34、失效,虚链接,RT1,RT2,RT3,RT4,RT5,RT6,RT7,RT8,RT9,RT10,RT11,,没有聚合的情况,,所有的LSA都传播出去了,,区域内链路状态的变化同时引发其他区域路由信息的变化,Area 2,10.1.1.010.1.2.010.1.3.0,20.1.1.020.1.2.020.1.3.0,30.1.1.030.1.2.030.1.3.0,10.1.1.0,10.1.2.0,10.1.3.0,20.1.1.0,20.1.2.0,20.1.3.0,30.1.1.0,30.1.2.0,30.1.3.0,BackboneArea 0,Area 1,Area 3,ABR,A

35、BR,ABR,ABR,ABR,ABR,,聚合后的情况,,只有聚合后的LSA传播出去了,,链路状态的变化不会影响到区域外的路由信息,10.0.0.0,30.0.0.0,10.1.1.0,10.1.2.0,10.1.3.0,20.1.1.0,20.1.2.0,20.1.3.0,30.1.1.0,30.1.2.0,30.1.3.0,BackboneArea 0,Area 1,Area 2,Area 3,ABR,ABR,ABR,ABR,ABR,ABR,20.0.0.0,,网内流量部署,,建立流量分担组,,等值负载分担,Area 0,……,RTA,RTB,RC-1,RC-2,RD-1,,外部路由引入,,

36、OSPF,OSPF-ASE,Static、Direct……,,Network,Import-route,,OSPF验证功能,,很多人都忽略了这一点:Use authentication!,,使用验证功能的时候,建议使用MD5验证,方法如下:,,authentication-mode [ simple | md5 ],,ospf authentication-mode md5 key_id key,,问题,,如何合理规划OSPF区域？,,路由聚合有什么好处？是在哪些设备上部署？,,在OSPF网络中，如何规划网络流量？,,路由引入时，哪些是需要注意的？,,小结,,OSPF协议常见术语,,LSA类型,,OSPF网络类型,,OSPF路由计算过程,,设计OSPF网络,小结,,