动态路由协议——OSPF

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动态路由协议

静态路由的缺点在于无法适应网络中的各种变化,每一条路由都是管理员自己手动配置的。

动态路由协议——OSPF

动态路由协议的基本原理不像静态路由那样,它的基本原理就是各个路由器之间通过交互某种报文信息,这种报文中包含了很多自身路由器的信息。这些路由通过报文就可以知道整个网络的情况,当网络中的某些设备发生故障时,这些路由器也会通过这种报文获取得到,从而进行某种算法重新的计算出一个可用的网络。

OSPF——链路状态路由协议

  • ospf(开放式最短路径优先)是一个基于链路状态的内部网关协议。

  • 目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2(RFC2328);针对IPv6协议使用OSPF Version 3(RFC2740)

  • 运行OSPF路由器之间交互的是LS(Link State,链路状态)信息,而不是直接交互路由。LS信息是OSPF能够正常进行拓扑及路由计算的关键信息。

  • OSPF路由器将网络中的LS信息收集起来,存储在LSDB中。路由器都清楚区域内的网络拓扑结构,这有助于路由器计算无环路径。

  • 每台OSPF路由器都采用SPF算法计算达到目的地的最短路径。路由器依据这些路径形成路由加载到路由表中。  

基本术语

区域

OSPF Area用于标识一个OSPF的区域。

区域是从逻辑上将设备划分为不同的组,每个组用区域号(Area ID)来标识。

动态路由协议——OSPF

 

RouteID

Router-ID(Router Identifier,路由器标识符),用于在一个OSPF域中唯一地标识一台路由器。

动态路由协议——OSPF 

度量值

OSPF使用Cost(开销)作为路由的度量值。每一个激活了OSPF的接口都会维护一个接口Cost值。  

动态路由协议——OSPF

 

报文协议

报文 作用
Hello 周期性发送,用来发现和维护OSPF邻居关系。
Datebase Description 描述本地LSDB的摘要信息,用于两台设备进行数据库同步。
LinkState Request 用于向对方请求所需要的LSA。设备只有在OSPF邻居双方成功交换DD报文,后才会向对方发出LSR报文。
Link StateUpdate 用于向对方发送其所需要的LSA。
Link State ACK 用来对收到的LSA进行确认。

 

三大表项

邻居表

  • OSPF在传递链路状态信息之前,需先建立OSPF邻居关系。

  • OSPF的邻居关系通过交互Hello报文建立。

  • OSPF邻居表显示了OSPF路由器之间的邻居状态,使用display osp fpeer查看。

LSDB表

  • LSDB会保存自己产生的及从邻居收到的LSA信息

  • 使用命令行display ospf lsdb查看LSDB表。

  • Type标识LSA的类型,AdvRouter标识发送LSA的路由器。

 OSPF路由表

  • OSPF路由表和路由器路由表是两张不同的表项。

  • OSPF路由表包含Destination、Cost和NextHop等指导转发的信息。

  • 使用命令display ospfrouting查看OSPF路由表。

工作原理

动态路由协议——OSPF

DR和BDR

  • 在MA网络中,如果每台OSPF路由器都与其他的所有路由器建立OSPF邻接关系,便会导致网络中存在过多的OSPF邻接关系,增加设备负担,也增加了网络中泛洪的OSPF报文数量。

  • 当拓扑出现变更,网络中的LSA泛洪可能会造成带宽的浪费和设备资源的损耗。

 

  • 为优化MA网络中OSPF邻接关系,OSPF指定了三种OSPF路由器身份,DR(Designated Router,指定路由器)、BDR(Backup Designated Router,备用指定路由器)和DRother路由器。

  • 只允许DR、BDR与其他OSPF路由器建立邻接关系。DRother之间不会建立全毗邻的OSPF邻接关系,双方停滞在2-way状态。

  • BDR会监控DR的状态,并在当前DR发生故障时接替其角色。

动态路由协议——OSPF 

OSPF单区域和多区域

OSPF路由器在同一个区域(Area)内网络中泛洪LSA。如果OSPF域仅有一个区域,随着网络规模越来越大,OSPF路由器

的数量越来越多,这将导致诸多问题:

  1. LSDB越来越庞大,同时导致OSPF路由表规模增加。路由器资源消耗多,设备性能下降,影响数据转发。

  2. 基于庞大的LSDB进行路由计算变得困难。

  3. 当网络拓扑变更时,LSA全域泛洪和全网SPF重计算带来巨大负担。

  • OSPF引入区域(Area)的概念,将一个OSPF域划分成多个区域,可以使OSPF支撑更大规模组网。

  • OSPF多区域的设计减小了LSA泛洪的范围,有效的把拓扑变化的影响控制在区域内,达到网络优化的目的。

动态路由协议——OSPF 

 

OSPF路由器根据其位置或功能不同,有这样几种类型:

▫ 区域内路由器(Internal Router)

▫ 区域边界路由器ABR(Area Border Router)

▫ 骨干路由器(Backbone Router)

▫ 自治系统边界路由器ASBR(AS Boundary Router)

单区域的OSPF配置实验

动态路由协议——OSPF

实验目的

1、配置OSPF协议,使得主机之间能够相互通信

2、查看路由器的邻居信息、LSDB、OSPF路由表

3、关闭R1和R3之间的链路,观察是否能通信

查看邻居表

动态路由协议——OSPFR1邻居表,和R2与R3建立了邻居关系  

 查看LSDB

动态路由协议——OSPF

R1路由器均收到来自R2和R3的LS信息

查看OSPF路由表

动态路由协议——OSPF 

当关闭了R1和R3之间的链路,R1和R3之间的邻居也就断开了。此时主机仍然可以通信。再次开启的又会再次建立连接,再次进行SPF的计算。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-462284.html

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