OSPF的网络接口类型及拓扑结构
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OSPF五种网络类型解说——————————————————————————————————————————OSPF链路类型有3种:点到点,广播型,NBMA。
在3种链路类型上扩展出5种网络类型:点到点,广播,NBMA,点到多点,虚链路。
其中虚链路较为特殊,不针对具体链路,而NBMA 链路对应NBMA和点到多点两种网络类型。
以上是RFC的定义,在Cisco路由器的实现上,我们应记为3种链路类型扩展出8种网络类型,其中NBMA链路就对应5种,即在RFC的定义基础上又增加了3种类型。
首先分析一下3种链路类型的特点:1. 点到点:一个网络里仅有2个接口,使用HDLC或PPP封装,不需寻址,地址字段固定为FF2. 广播型:广播型多路访问,目前而言指的就是以太网链路,涉及IP 和Mac,用ARP实现二层和三层映射。
3. NBMA:网络中允许存在多台Router,物理上链路共享,通过二层虚链路(VC)建立逻辑上的连接。
NBMA网络不是没有广播的能力,而是广播针对每一条VC发送,这样就使得一台路由器在不是Full-Mesh的NBMA拓扑中,发送的广播或组播分组可能无法到达其他所有路由器。
在点到点链路上运行OSPF没有必要选举DR,因为就是两点一线,简单得很;而在NBMA网络中运行OSPF由于是多路访问,DR可以存在,通过调整成手动发现邻居可以防止过多的Hello 开销。
下面具体分析一下RFC中定义的5种网络类型:1. 点到点串行封装HDLC或PPP,OSPF会自动检测接口类型(发现封装模式为PPP或HDLC,就认为是点到点),OSPF数据包使用224.0.0.5发送,不知道DR是什么东西,就知道对端是谁,OSPF hello间隔为10s,失效为40s。
2. 广播型选举DR/BDR,自动发现邻居。
Hello间隔为10s,失效为40s (这里比较一下,NBMA类型的 Hello和Dead 隔分别为30s 和120s。
ospf:收集链路状态信息完全了解网络拓扑,使用spf算法自主的计算路径。
ospf特性:open 无类手动汇总层次化结构收敛快速触发更新等价负载均衡邻居表(邻接关系数据库):领居建立过程:init state:一方组播hello包two-way state:双方收到hello包形成邻居关系exstart state:交换bdb包选举dr/bdrexchange state:交换bdb包交换lsdb摘要。
loading state:交换lsufull state:完全邻接拓朴表(lsdb,链路状态数据库):同一区域内每个路由器的lsdb一致lsa:包含接口ip前缀、开销、优先级,包含于LSU中,遵循水平分割原则。
lsa序列号:lsa的生存周期为60分钟,30分钟定期刷新,没有被刷新lsa将会在60分钟后被丢弃ospf的五种包:hello、dbd、lsr、lsu、lsackdbd、lsr、lsu需lsack确认路由表区域:CISCO建议每个区域的路由器不应超过50台。
双层结构:中转区域:又称骨干区域或核心区域(area 0),用于流量的中转没有终端用户。
常规区域:连接终端用户用于数据的收发。
常规区域必须与骨干区域直连,常规区域间不能有直连链路。
常规区域包括标准区域、末节区域、绝对末节区域、次末节区域。
区域的设计:凭经验公司:核心层做area 0,汇聚和接入做常规区域整个ospf网络在同一个AS中ospf中的路由器指的是:接口骨干路由器:位于area 0abr:abr连接的区域数不应超过3个,abr也可以是asbrasbr:重分发配置ospf:r1(conftig)# router ospf 1r1(config)# network …………area 0(等同于ip ospf 1 area 0)验证OSPF:sh ip protocolssh ip router ospfsh ip ospf interfacesh ip ospfsh ip ospf neighbor detaildebug ip ospf eventsdebug ip ospf adjospf的网络类型(dead time=4*hello time)点到点(PPP、HDLC串口):直接邻接,hello-time 10s2、广播(LAN):选dr/bdr,hello-time 10sdrother与dr/bdr:邻接;drother之间:领居dr组播224.0.0.5;drother组播224.0.0.6dr的轮选:数值最大接口优先级(默认值1)ip ospf priority ?2、rid:环回地址、物理接口ip地址router-id ip address(次于优先级,ip地址可以为存在或不存在,不能指定其他路由器已有IP)dr稳定性,先到先得clear ip ospf process(清除ospf进程让dr重选;清除ospf进程邻居关系重新形成)3、ospf在nbma网络运行的公有模式:1、nbma:默认模式hello time 30s在hub-spoke拓朴,选dr/bdr,同一子网,中心路由器为dr/bdr边缘路由器(spoke)相互之间要做dlci的映射(dlci复用)中心路由器手动指定领居(如:nei 192.168.1.2 priority 0把spoke优先级设为0)2、p2m:hello time 30s同一子网,不选dr/bdr,多点fr子接口无需修改网络类型,邻接关系可以正常建立,但路由就没法学到,因此建议在多点fr子接口修改网络类型。
OSPF网络类型1.运行OSPF的MA网段有个wait time选邻居.2.OSPF定义了六种网络类型.loopback:p2p:broadcast:NBMA:Point-To-Multipoint:Point-To-Multipoint Non-broadcast:3. loopback类型专属于lookback接口,无论接口的掩码是多少,都以/32主机路由通告. 4. p2p类型具有此特性的接口有serial、ISDN BRI、帧中继的p2p子接口。
支持组播,没有DR。
5. broadcast类型Ethernet.支持组播,有DR.6. NBMA类型帧中继主接口、帧中继多点子接口。
不支持组播,有DR.7.默认接口类型不会是Point-To-Multipoint 和Point-To-MultipointNon-broadcast.8.支持主播就是说可以通过该接口类型主动发送组播报文.9.查看接口网络类型10.修改接口的网络类型11.网络类型中只不能修改为loopback的属性,loopback接口可通过修改自身的网络类型为p2p而实现消除host特性。
serial接口可以通过修改网络类型为bordcost而实现选出DR.12.OSPF指定neighbor,单向指就可以了.可在hub节点上指定neighbor,这样不用通过伪广播即可以建立邻接关系.13.用NBMA建邻居有DR与BDR的概念.14.OSPF发送hello的时间间隔是基于网络类型的(p2p、bordcost---10s/次;NBMA、PTM、NBPTM--30s/次).15. Point-To-Multipoint,支持组播,无DR.自动生成关于直连邻居接口的/32的主机路由.16.p2p与PTM要想建立邻接关系,必须协商好时间间隔.17.自动生成关于直连邻居接口的/32的主机路由为邻居发送的.16. 配置Point-To-Multipoint Non-broadcast接口类型17. Point-To-Multipoint Non-broadcast,不支持组播,无DR.自动生成关于直连邻居接口的/32的主机路由.18.NBMA(Non-broadcast Multipoint Access):非广播多路访问.19.OSPF在帧中继环境的部署方案20.各种网络类型的对比.。
OSPF协议综述开放式最短路径优先协议(OSPF)是基于开放标准的链路状态路由选择协议。
OSPF是内部网关路由协议(IGP)。
IGP用于在单一自治系统内决策路由(自治系统是指执行统一路由决策的一组网络设备的组合)。
外部网关路由协议(EGP)用于在多个自治系统之间执行路由。
OSPF适合于大型网络环境:OSPF是一种链路状态型的路由协议,不会产生环路问题;OSPF将自治系统分割成多个小的区域,OSPF的路由器只在区域内部学习完整的链路状态信息。
Router ID;是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址。
得到ID方法:#首先路由器选取它所有Loopback接口上数值最高的IP地址;#若没配置Loopback接口的IP地址,就在所有物理端口中选取一个数值最高的IP地址作为Router IDOSPF的工作过程:使用OSPF路由协议的路由器需要保存3张表#邻居列表: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(LSBD):列出网路中其他路由器的信息,显示全网拓扑。
#路由器:列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径邻接关系的建立路由器A------------------------------------------------------路由器B#路由器A发送一个Hello报文(字段为空)#B收到Hello报文,为A创建一个邻居数据结构,并将A设置为初始状态。
B发送Hello报文给A#A收到B的报文看到自己的路由器ID时,A为B创建一个邻居数据结构把B设置为ExStart状态,路由器A产生一个空的数据库描述报文。
#B收到A的报文,把A设置为ExStart状态,回应一个数据库描述报文。
#A把B转换为ExChange状态。
A产生数据库描述报文(含LSA报头)#B收到后,把它的邻居状态转换为ExChange状态,发送一个数据库描述报文。
#A收到后,发送一个包含相同序列号的确认报文,双方不停的发,直到最后一个LSA#然后A变为Loading#B收到最后一个数据库描述报文时就把A的状态转换为完全邻接状态(Full)建立邻接关系需要满足的条件#Area-id:属于同网段,同一个区,同一子网。
OSPF协议简介前言OSPF协议是(Open Shortest Path Fist)开放式最短路优先协议的缩写,是用于计算机网络上发现路由,计算路由的一种协议。
OSPF入门童话可以把整个网络(一个自治系统AS)看成一个王国,这个王国可以分成几个区(area),现在我们来看看区域内的某一个人(你所在的机器root)是怎样得到一张世界地图(routing table)的。
首先,你得跟你周围的人(同一网段如129.102)建立基本联系。
你大叫一声“我在这!”(发HELLO报文),于是,周围的人知道你的存在,他们也会大叫,这样你知道周围大概有哪些人,你与他们之间建立了邻居(neighbor)关系,当然,他们之间也有邻居关系。
在你们这一群人中,最有威望(Priority优先级)的人会被推荐为首领(Designated Router)首领与你之间是上下级关系(adjacency邻接),它会与你建立单线联系,而不许你与其它邻居有过多交往,他会说:“那样做的话,街上太挤了”。
你只好通过首领来知道更多的消息了,首先,你们互通消息,他告诉你他知道的所有地图的地名,你也会告诉他你现知道的地名,当然上也许只有你一个点。
(Database Description数据库描述报文)你发现地名表中有你缺少的或比你新的东西,你会问他要一份更详细的资料,他发现你的地名表中有他需要的东西,他也会向你索求新资料。
(Link State Request连接状态请求报文)当然,你们毫不犹豫地将一份详细资料发送给对方。
(Link State Update连接状态升级报文)收到地图后,互相致谢表示收到了。
(Link State Ack连接状态响应报文)现在,你已经尽你所能得到一份地图(Link State DataBase连接状态数据库),你去查找地图把到所有地方的路挑一条最近(shortest path最短路)的,记为一张表格(routing table路由表),当然以后查这份表格就知道到目的地的一条最近的路了。
OSPF网络类型总结ospf网络类型总结在ospf协议中,为了能够适应2层不同的网络环境,定义了5种ospf网络类型。
相同的ospf网络类型将可以影响:①ospf协议的工作行为(ospf报文如何发送---单播/组播,是否需要选举dr/bdr)②ospf协议如何叙述网络拓扑(相连设备的互连USB的ospf网络类型一定必须一致,这样就可以确保两个USB对网络拓扑叙述的一致性)1.第2层封装为hdlc或ppp在该情况下,USB预设的ospf网络类型为point-to-point。
ospf的point-to-point网络类型存有以下特点:①hello报文发送到组播地址224.0.0.5,邻居可以自动发现②不选举dr/bdr③预设hello计时器为10秒、dead计时器为40秒2.第2层PCB为ethernet在该情况下,接口默认的ospf网络类型为broadcast。
ospf的broadcast网络类型有以下特点:①hello报文发送到多播地址224.0.0.5,邻居们可以自动辨认出②议会选举dr/bdr③默认hello计时器为10秒、dead计时器为40秒注:在选举dr过程中,会开启wait计时器(默认wait_time=dead_time,它们同步改动),只要在该计时器时间内启动的路由器则根据{优先级,rid}去议会选举dr。
因此我们通常可以看见路由器间的状态比较长时间(wait计时器的时间)的逗留在2-way状态。
dr/bdr选举原则:①首先根据该USB的ospf优先级(预设为1,值域范围0~255,其中0则表示不参予dr议会选举)router(config-if)#ipospfprioritynumber②若接口优先级一样,则比较路由器的routerid。
rid大的为dr,次之则为bdr。
dr的议会选举不为抢占市场的,当dr故障时,bdr沦为代莱dr。
原因:为了稳定性考量,因为dr可以产生一条特定的lsa(type2lsa);因此如果dr发生改变,则将产生代莱lsa,lsdb变化,引致路由再次排序。
1.OSPF协议简介OSPF(Open Shortest Path First)协议是一种内部网关协议(IGP),用于在大型企业网络或互联网中实现路由选择。
它是一个开放的、链路状态路由协议,旨在优化路由器之间的通信,并根据网络拓扑信息计算最短路径。
OSPF协议具有以下特点:•开放性:OSPF协议是公开的,它的工作原理和规范可以被广泛理解和应用。
这使得不同厂商的路由器可以相互通信和交换路由信息,促进了网络设备的互操作性。
•链路状态路由:OSPF协议通过在网络中广播链路状态更新来确定网络拓扑信息。
每个路由器都维护一个链路状态数据库(LSDB),其中包含有关网络中所有路由器和链路的状态信息。
基于这些信息,OSPF使用Dijkstra 算法计算最短路径,并构建路由表。
•分层和区域化:OSPF协议将网络划分为不同的区域(Area),每个区域内部的路由器使用区域内链路状态数据库进行路由计算,而不需要了解整个网络的拓扑。
这种分层和区域化的设计减少了路由器之间的通信量,提高了网络的可扩展性。
•动态适应性:OSPF协议能够根据网络的变化自动调整路由,以适应链路的故障、拓扑的变化或带宽的变化。
当网络发生改变时,路由器会通过链路状态更新通知其他路由器,并更新各自的链路状态数据库,从而重新计算最短路径。
OSPF协议在大型企业网络和互联网中被广泛应用,特别适用于要求快速收敛、具备高可靠性和可扩展性的网络环境。
它提供了灵活的路由控制和路由优先级设置,使网络管理员能够根据具体需求进行网络设计和优化。
2.OSPF协议的工作原理OSPF(Open Shortest Path First)协议是一种基于链路状态的路由协议,它通过交换链路状态信息来计算最短路径并构建路由表。
以下是OSPF协议的工作原理的概要:1.邻居发现:OSPF协议运行在每个支持OSPF的路由器上。
当路由器启动时,它会发送Hello报文来发现和识别相邻的OSPF路由器。
OSPF协议通过LSA描述网络拓扑开放最短路径优先(Open Shortest Path First,简称OSPF)是一种常用的路由协议,用于在IP网络中进行动态路由选择。
OSPF协议通过链路状态广播(Link State Advertisement,简称LSA)来描述网络拓扑,帮助路由器之间建立并维护路由表。
LSA是OSPF协议中用于描述路由器感知到的网络拓扑的一种数据结构,每个LSA记录了一个路由器对网络邻居和连接的详细信息。
通过传播LSA,路由器可以了解整个网络的拓扑,进而进行路由计算和选择最佳路径。
在OSPF协议中,每个路由器负责在其周围的子网上发送Hello报文,以发现邻居路由器。
当邻居路由器被发现时,它们会通过交换Hello报文确认相互之间的链接。
接下来,邻居路由器交换LSA,共享其了解的网络信息。
每个路由器使用这些接收到的LSA来建立和维护路由表。
LSA可以分为不同类型,每种类型的LSA都描述了不同的网络信息。
其中一些常见类型的LSA包括:1.类型1LSA:也称为路由器LSA,用于描述源路由器及其连接的子网情况。
2.类型2LSA:也称为网络LSA,用于描述与多个路由器相连的多点链路的情况。
3.类型3LSA:也称为网络汇总LSA,用于描述一个AS(自治系统)中的网络路由信息。
4.类型4LSA:也称为AS外部汇总LSA,用于描述其他AS中网络的汇总信息。
5.类型5LSA:也称为外部LSA,用于描述到达其他AS的路由信息。
当路由器收到LSA时,它会检查其LSA数据库中是否已经存在该LSA。
如果数据库中不存在该LSA,路由器会将其存储在数据库中,并通过链路状态数据库同步协议(Link State Database Synchronization Protocol,简称LSDB sync)将其传播给其他邻居路由器。
这样,整个网络中的每个路由器都可以了解到该LSA。
利用收集到的LSA,每个路由器可以计算出到达目的地的最短路径。
OSPFV3⽬录OSPFv3OSPFv3的概念:OSPFv3是基于IPv6的OSPF协议,⼯作在IPv6上,可⽀持多协议,OSPFv3在OSPFv2上做了改进,是⼀个独⽴的路由协议,可以⽀持IPv4和IPv6,OSPFv3与OSPFv2的相同点:⽹络类型和接⼝类型接⼝状态机和邻居状态机LSDBLSA的泛洪机制报⽂SPF算法及SPF计算过程OSPFv3与OSPFv2的不同点:OSPFv3OSPFv2基于链路基于⼦⽹利⽤链路本地地址来维持邻居利⽤本地接⼝地址来维持邻居报⽂中移除了协议地址的字段1. OSPFV3基于链路,⽽OSPFv2基于⽹段,OSPFv3运⾏在IPv6协议上,IPv6是基于链路⽽不是⽹段,既不论接⼝是否配置IPv6地址,也不论路由器间的接⼝地址是否在同⼀⽹段,只要双⽅在同⼀条链路上,都可以建⽴OSPFv3的邻居关系。
2. OSPFv3利⽤链路本地地址来维持邻居。
OSPFv3使⽤链路本地地址来维持邻居,同步LSDB,链路上的报⽂,除Vlink外的所有OSPFv3接⼝都使⽤链路本地地址作为报⽂源地址这样的话,不⽤配置IPv6全局地址,就可以得到OSPFv3拓扑,实现拓扑与地址分离运⾏IPv6的路由器不转发⽬的地址为链路本地地址的IPv6报⽂,此类报⽂置在本地链路有效。
OSPFv3的虚链路,如果是⾮直连的虚链路,那么就不能依赖于链路本地地址了,需要使⽤全球单播地址来建⽴3. OSPFv3协议报⽂上移除了协议地址OSPFv2中的1/2类LSA中含有太多关于ipv4地址的描述,通过观察OSPFv2的1/2类LSA就可以得知当前运⾏的协议为IPv4OSPFv3中由于IPv6协议地址太长,会过多的占⽤报⽂空间,若之后想扩展OSPFv3协议,那么就必须的重新改写了,重新出⼀个OSPFv4,于是OSPFv3移除了对协议地址的依赖性,⽤接⼝ID来取代本地接⼝的IP地址,对端接⼝IP地址,就使⽤链路本地地址这样意味着拓扑与协议地址分离了,建⽴邻居关系的不在依赖于协议地址,并且OSPFv3的1/2类LSA可以为多种协议簇服务,可以同时为IPv4和IPv6创建协议进程,⽬前华为不⽀持,所以在当前的双栈环境下,依旧要创建OSPFv2的进程及OSPFv3的进程4. OSPFv3链路间的泛洪范围OSPFv3添加了链路间的泛洪范围,新的LSA-8类型仅在可以在邻居之间通告,其LSA不会被泛洪到其他链路,LSA-8承载内容仅在直连的邻居中通告,不会被泛洪到其他链路,LSA-8所承载的内容只在直连邻居之间有⽤,⽤于通告该链路上的地址前缀及link-local地址5. OSPFv3⽀持⼀条链路上多个进程(实例复⽤)OSPFv3在OSPF报⽂头中新加了字域:instance id,他是定义在接⼝上的标识OSPF实例的,取值范围为0-255,OSPFv2下,⼀个接⼝只能运⾏⼀个OSPF实例,⽽在OSPFv3中,可以让⼀个接⼝运⾏多个OSPF实例,并且在⼀条链路上,只有OSPF实例号相同才能建⽴OSPF邻居关系,OSPF实例只在本地有效。
华为OSPF总结1 OSPF基本概念1.1 拓扑和路由器类型OSPF整体拓扑●OSPF把自治系统划分成逻辑意义上的一个或多个区域,所有其他区域必须与区域0相连。
路由器类型●区域内路由器(Internal Router):该类设备的所有接口都属于同一个OSPF区域。
●区域边界路由器ABR(Area Border Router):该类路由器可以同时属于两个以上的区域,但其中一个接口必须在骨干区域。
ABR用来连接骨干区域和非骨干区域,它与骨干区域之间既可以是物理连接,也可以是逻辑上的连接。
●骨干路由器(Backbone Router):该类路由器至少有一个接口属于骨干区域。
所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器.●自治系统边界路由器ASBR(AS Boundary Router):与其他AS交换路由信息的路由器称为ASBR。
ASBR并不一定位于AS的边界,它可能是区域内路由器,也可能是ABR。
只要一台OSPF路由器引入了外部路由的信息,它就成为ASBR.拓扑所体现的IS—IS与OSPF不同点●在OSPF中,每个链路只属于一个区域;而在IS-IS中,每个链路可以属于不同的区域;●在IS—IS中,单个区域没有骨干与非骨干区域的概念;而在OSPF中,Area0被定义为骨干区域;●在IS-IS中,Level—1和Level—2级别的路由都采用SPF算法,分别生成最短路径树SPT而在OSPF中,只有在同一个区域内才使用SPF算法,区域之间的路由发布还是距离矢量算法,区域之间的路由需要通过骨干区域来转发。
1。
2 OSPF网络类型,DR,BDR介绍OSPF支持的网络类型●点到点P2P类型:当链路层协议是PPP、HDLC时,缺省情况下,OSPF认为网络类型是P2P。
在该类型的网络中,以组播形式(224。
0。
0.5)发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。
●点到多点P2MP 类型(Point—to-Multipoint):没有一种链路层协议会被缺省的认为是Point—to—Multipoint 类型。
OSPF(Open Shortest Path First)是一个基于链路状态的内部网关协议(IGP),它用于路由IP数据包。
OSPF的主要目标是在自治系统(AS)内部为IP网络提供高效、可扩展和快速收敛的路由。
OSPF是一个动态路由协议,它通过使用Dijkstra算法来计算最短路径树(SPT)以确定最佳路径。
OSPF报文结构分为头部和数据部分。
头部包含了报文的基本信息,而数据部分包含了不同类型的OSPF报文所需的详细信息。
OSPF头部字段:1.版本号(Version):占用一个字节,表示OSPF协议的版本。
目前的标准版本是OSPFv2(IPv4)和OSPFv3(IPv6)。
2.类型(Type):占用一个字节,表示报文类型。
OSPF有5种报文类型,分别是:Hello(1)、Database Description(2)、Link State Request(3)、Link State Update(4)和Link State Acknowledgment(5)。
3.报文长度(Packet Length):占用两个字节,表示整个OSPF报文(包括头部和数据部分)的长度。
4.路由器ID(Router ID):占用四个字节,用于唯一标识一个OSPF路由器。
5.区域ID(Area ID):占用四个字节,表示报文所属的OSPF区域。
6.校验和(Checksum):占用两个字节,用于检查报文在传输过程中是否出现错误。
7.预留字段(AuType and Authentication):在OSPFv2中,AuType字段占用两个字节,表示认证类型;接下来的8个字节为Authentication字段,用于报文认证。
在OSPFv3中,这些字段已被删除,因为它使用IPsec进行认证。
OSPF数据部分的字段因报文类型而异。
例如,在Hello报文中,主要字段包括:1.网络掩码(Network Mask,仅在OSPFv2中存在):占用四个字节,表示连接到OSPF路由器的子网掩码。
OSPF详解这篇⽂章将会让你对OSPF有⼀个⼤概的认识,仅仅是个认识,下⾯进⼊正题。
OSPF它是⼀个链路状态路由协议,运⾏OSPF的路由器它是知道知晓整个⽹络拓扑结构,这就使得它不易发⽣路由环路,它本⾝也⽀持VLSM,路由汇总,它还引⼊了Area(区域)的概念使得OSPF能够⽀持更⼤规模的⽹络。
OSPF它只要分为两个版本⼀个是针对IPV4的OSPFv2,⼀个是针对IPV6的OSPFv3。
OSPF的⼀些重要概念Router-ID:它是⼀个长度为32bit数值,⽤于OSPF域中唯⼀标识⼀台OSPF路由器。
MA(多路访问)⽹络:指在同⼀个共享介质中连接着多个设备的⽹络,任意两台设备之间都可以实现⼆次通信。
DR与BDR:OSPF会在每个MA⽹络中选举⼀个DR(指定路由器)和⼀个BDR(备⽤指定路由器),DR主要是负责监听⽹络拓扑中变更信息并通知给其他路由器,BDR主要监视DR状态并在DR发⽣故障后接替它的⼯作。
邻居表:当⼀个接⼝激活OSPF后,该接⼝将会周期性地发送hello报⽂从⽽发现直连路由上的邻居,当发现邻居后邻居信息(它包括Router-ID,address,DR,BDM,MTU,等)就会写⼊OSPF邻居表。
LSDB(链路状态数据库):运⾏在链路状态协议的路由器在⽹络中泛洪的状态信息即LSA(路由状态通告)路由器将所有收集到的LSA装载到⾃⼰的LSDB,所有你可以把它看做成⼀个集合,⽽他的⼦集就是LSA。
你也可以把它看做⼀个对OSPF⽹络的⼀个完整的认知。
OSPF路由表:它是根据LSDB的数据运⾏SPF算法得到⼀颗以⾃⼰为根,⽆环的最短路径树。
基于这棵树能够到达⽹络的最佳路径,从⽽得到的路由信息就组成了OSPF路由表。
度量值:OSPF使⽤Cost(开销)作为它的度量值。
值越⼩路径越优。
报⽂类型:报⽂类型分为五种主要有hello报⽂,DD报⽂,LSR报⽂,LSU报⽂,LSAck报⽂。
邻居关系:在通过Hello报⽂发现彼此并确定双⽅通讯后,边形成了邻居关系。
OSPF⽹络类型及链路类型1.⽹络类型network-type⽹络类型network-type:指的是OSPF协议在接⼝上针对不同的层数据链路层介质或封装⽽定义的,例如如果接⼝⼆层封装协议是以太,那么OSPF在这个接⼝的⽹络类型为broadcast ,如果接⼝的⼆层封装是HDLC或者PPP ,那么OSPF的⽹络类型是P2P。
OSPF在不同的接⼝⽹络类型下,操作⽅式是不尽相同的。
使⽤show ip ospf interface x可以查看到接C的⽹络类型,如下:OSPF定义了如下⼏种⽹络类型:●点到点P2P●⼴播Broadcast●⾮⼴播Non-Broadcast⾮⼴播⼜包括了5种运⾏模式:●NBMA (RFC)●P2MP (RFC)●P2MP nonbroadcast(CISCO)●Broadcast(CISCO)●P2P(CISCO)⑴点到点类型●如果⼆层的协议为PPP、HDLC 等,则OSPF⽹络类型为P2P●如果帧中继⼦接⼝类型为 P2P的,则OSPF⽹络类型也为P2P●不选举DR、 BDR●使⽤组播地址 224.0.0.5●OSPF 能够根据⼆层封装⾃动检测到P2P⽹络类型⑵⼴播多路访问型●通常出现在以太⽹●选举DR、 BDR●所有路由器均与DR及BDR建⽴邻接关系●使⽤组播地址 224.0.0.5及224.0.0.6⑶⾮⼴播可参考红茶三杯OSPF在NBMA环境下的操作2.链路类型link-type4.2链路类型link-typeOSPF除了定义⽹络类型,还定义了链路类型,注意链路类型与⽹络类型是两个概念,不要混淆。
链路类型主要⽤于描述OSPF路由器的接⼝或邻居。
在1类LSA中,可以看到始发该LSA的路由器所连接的所有链路( Link )链路的类型以及相关的内容。
1类LSA中,⽤于描述Link的LINKID、Link Date的取值根据OSPF link类型不同⽽不同:OSPF链路类型分为以下⼏种:(1) Stub Network Link在⼀个⽹段中只有⼀台OSPF路由器的情况下,该⽹段被OSPF链路类型定义为Stub Network Link ;因为⼀个⽹段中只有⼀台OSPF路由器,所以在这个⽹段就不可能有OSPF邻居,⼀个接⼝被通告进OSPF ,⽆论其⼆层链路是什么介质,只要在该接⼝上没有OSPF邻居,那么就是Stub Network Link ; Loopback接⼝永远被定义为Stub Network Link ,默认使⽤32位掩码表⽰,⽆论将Loopback接⼝改为哪种OSPF⽹络类型( Network Type ),始终改变不了它的OSPF 链路类型( Link Type )属性,但可以改变它在LSA中的掩码长度。
OSPF路由协议单区域概念及配置知识1:OSPF概述开放式最短路径优先协议(Open Shortest Path First,OSPF)是基于开放标准的发链路状态路由选择协议1.OSPF是内部网关路由协议内部网关路由协议(IGP):用于在单一自治系统(Autonomous System-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2.OSPF区域为了适应大型的网络,OSPF在AS内划分多个区域;一定要划分区域0(骨干区域),其他区域必须和区域0相连。
每个OSPF路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息3.链路状态路由协议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OSPF网络内的链路状态信息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”出完整的网络结构知识2:Router IDRouter 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,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Router ID 不具备强占性,Router ID 只要选定就不会改变,即使是物理接口关闭,Router ID 也不会变,除非重启路由器或进程。
知识3:OSPF的工作过程邻居列表•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知识4:OSPF邻接关系邻接关系的建立过程建立邻接关系的条件1、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2、验证(Authentication 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3、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。
OSPF的网络接口类型
如表所示:
【1】loopback 环回接口类型
默认接口:loopback
Hello时间:无hello包
更新方式:无
特性:OSPF自动识别loopback接口为loopback网络类型,不再发送hello报文建立OSPF邻居关系,不能修改其他物理接口为loopback 网络类型,loopback接口metric计算时,不再依赖接口的bandwidth 或者参考带宽进行计算(默认为1,可以直接修改cost值)loopback 网络类型路由传递为32位的主机路由
Eigrp不能自动识别loopback,所以会向环回发送hello
【2】point_to_point:点对点网络类型物理接口:PPP/HDLC/FP-点对点子接口Hello时间:10s
自动建立邻居关系
不选举DR
组播发送:224.0.0.5
特性:无
【3】BMA:广播型多路访问网络类型
物理类型:以太网接口
Hello时间:10s
自动建立邻居关系
选举DR/BDR
使用组播更新:224.0.0.5和224.0.0.6
特性:注意1类LSA变化,生成2类LSA
【4】NBMA:非广播型多路访问网络类型
物理接口:FR物理接口,FR-多点子接口,MGRE
Hello时间:30s
不能自动建立邻居关系(需要手工指定邻居)
选举DR
使用单播更新
特性:注意再hub-spoke网络中应用(所有是spoke之间不能直接通讯)
Hub:中心 spoke:符条
手工指定邻居
选举DR(hub没有BDR)
手工指定VPN专线(S2路由传给hub,hub再传给S1,但S1得到S2的下一跳会是S2)
【5】P-MP 点到多点网络类型
物理地址:无
Hello时间:30s
自动建立邻居关系
不选DR
组播建立邻居关系
特性:产生到达对方的主机路由
【6】P-MP-nonbroadcast (解决NBMA)多个点对点网络类型
物理地址:无
Hello时间:30s
不自动建立邻居(手工指定)
不选DR
单播建立邻居关系
特性:产生到达对方主机的(/32)路由,下一跳hub端(解决再hub-spoke网络中spoke端互指PVC的问题)
【7】不同网络类型邻居关系的建立:
OSPF邻居关系建立与链路双方的网络类型无关,仅仅与双方hello、dead时间以及是否自动建立邻居相关;但是在一方需要选举DR一方不用DR时,即使建立了OSPF邻居,LSDB同步,但双方不能学习对方路由加表.
注:点到点的工作方式,仅允许一个邻居存在;故在NBMA网络中使用点到点将无法建立多个邻居;
NBMA网络不能建立多个邻居的解决方案:
修改OSPF在tunnel口的工作方式;–所有接口上的工作方式均为默认,但都可以修改;
修改为BROADCAST
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network broadcast
若仅修改一端,虽然broadcast 与 POINT_TO_POINT 的hello time 均为10s,可以建立邻居关系;但由于DR/BDR不选均选举,故建邻后无法正常的通讯;所以所有的接口工作方式必须一致;
即便所有接口工作方式均修改为broadcast ,又因为分子站点间无邻居关系,导致所有设备对DR位置认知错误;----只能将DR放置于中心站点来解决
修改所有接口的工作方式为点到多点;
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint
点到多点的OSPF工作方式,必须手工配置;hello time 为30s;自动建邻;不选DR;
可以正常学习到所有的路由,同时学习到每个节点的ip地址;
一、OSPF 路由器类型
1、区域内路由器(Internal Routers):该设备的所有端口都属于同一个ospf区域。
2、区域边界路由器ABR(Area Border Routers):改路由器可以连接两个以上区域,但必须有一个端口连接骨干路由器。
用于连接骨干与非骨干路由器。
3、骨干路由器(Backbone Routers):至少一个接口属于骨干区域,ABR和位于Area0 的路由器都属于骨干路由器。
4、自治系统边界路由器ASBR(AS Boundary Routers)连接不同的AS或其他的IGP协议
1图:OSPF路由器类型
二、OSPF 网络类型
1、点到点 P2P 类型
当链路层协议是PPP、HDLC和LAPB时,OSPF缺省认为网络类型是P2P。
不需要选举DR、BDR,在该类型的网络中,以组播形式(224.0.0.5)发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU 报文、LSAck报文)。
2、点到多点 P2MP类型
没有链路层默认是P2MP类型的,只能强制修改。
常用的是将非全链接的NBMA网络整改为点到多点,以组播形式(224.0.0.5)发送Hello报文,以单播形式发送DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck 报文。
不需要选举DR、BDR。
3、NBMA类型
NBMA(Non-Broadcast Multi-Access)类型选举DR、BDR,链路层协议是帧中继、ATM或X.25时,OSPF缺省认为网络类型是NBMA。
在该类型的网络中,以单播形式发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。
4、广播类型
以组播形式(224.0.0.5:含义是OSPF路由器预留的IP组播地址)发送Hello报文及所有源自DR的报文;以组播形式(224.0.0.6:含义是OSPF DR预留的IP组播地址)发送LSU报文,进而DR将该LSU报文发送到224.0.0.5;以单播形式发送DD报文、LSR报文和所有重传报文;正常情况下,以组播形式(224.0.0.5)发送LSAck报文。
当ME设备收到重复的LSA或达到最大生存时间的LSA被删除时,LSAck以单播形式发送。
需要选举DR、BDR。
三、DR、BDR作用和选举
1、DR、BDR作用
减少邻居关系的数量,从而减少链路状态信息和路由信息的次数。
Dr other只与DR/BDR建立完全邻接关系。
DR与BDR之间建立完全邻接关系。
DR产生网络LSA来描述NBMA网段或者广播网段信息。
2、DR、BDR选举
DR/BDR由OSPF的Hello协议选举,选举是根据端口的路由器优先级(Router Priority)进行的。
如果Router Priority被设置为0,那么该路由器将不允许被选举成DR或者BDR。
Router Priority越大越优先。
如果相同,Router ID大者优先。
如果当前DR故障,当前BDR自动成为新的DR,网络中重新选举BDR;如果当前BDR故障,则DR不变,重新选举BDR。
四、骨干区域作用
划分区域后,区域间通过3类LSA传递路由信息,此时的LSA 不包括链路状态,只是路由信息。
区域间此时采用D-V算法,无法避免环路。
(D-V距离向量算法,是路标但不是地图)因为生成此路由的没有标注生成者信息。
OSPF生成LSA时加入自己的id,但lsa传递超过两个区域时,就无法确定最初生产者信息。
(区域间是路由传递,超过两个区域无法标识此路由最初的生产者)。
所以所有的ABR生成
的LSA都传递到骨干区域,由骨干区域进行调度。
所以一定要存在骨干区域,而且其他区域要和骨干连接。
OSPF根据链路层协议类型将网络分为下列四种类型:
Broadcast:当链路层协议是Ethernet、FDDI时,OSPF缺省认为网络类型是Broadcast。
在该类型的网络中,通常以组播形式(224.0.0.5和224.0.0.6)发送协议报文。
NBMA(Non-Broadcast Multi-Access,非广播多路访问):当链路层
该类型的网络中,以单播形式发送协议报文。
更改的。
常用做法是将NBMA改为点到多点的网络。
在该类型的网络中,以组播形式(224.0.0.5)发送协议报文。
OSPF缺省认为网络类型是P2P。
在该类型的网络中,以组播形式(224.0.0.5)发送协议报文。
NBMA网络是指那些全连通的、非广播、多点可达网络。
而P2MP网络,则并不需要一定是全连通的。
在NBMA网络中需要选举DR与BDR,而在P2MP网络中没有DR与BDR。
NBMA是一种缺省的网络类型,而P2MP网络必须是由其它的网络强制更改的。
最常见的做法是将NBMA网络改为P2MP网络。
NBMA网络采用单播发送报文,需要手工配置邻居。
P2MP网络采用组播方式发送报文。
broadcast与P2MP网络的区别:
broadcast网络需要选举DP和BDR,而在P2MP网络中没有DR与BDR。
broadcast是一种缺省的网络类型,而P2MP网络必须是由其它的网络强制更改的。