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HCIP——OSPF协议基础

July 29, 2020 • HCIP

RIP的问题(Routing Information Protocol)

RIP的问题优化解决方法
收敛慢,故障恢复时间长收到更新→计算路由→发送更新 改为 收到更新→发送更新→计算路由
缺少对全局网络拓扑的了解路由器基于拓扑信息,独立计算路由
最多有效跳数为15不限定跳数
存在选择次优路径的风险(仅根据路由跳数)将链路带宽作为选路参考值

OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)

  • 工作过程
    邻居建立→同步链路数据库状态(LSDB)→计算最优路由
  • 邻居建立过程
  1. OSPF采用组播的形式发送Hello报文(目的地址224.0.0.5)
  2. 不支持组播的可手动配置
  • 链路状态信息
    包括:链路的类型,接口IP地址及掩码,链路上所连接的邻居路由器,链路的带宽(开销)
  • 网络类型
  1. P2P网络:仅由两台路由互连(支持广播、组播)
  2. 广播型网络:两台或两台以上的路由器通过共享介质互连。是OSPF最常见的网络类型(支持广播、组播)
  3. NBMA网络:两台或两台以上的路由器通过VC(虚电路)互连(不支持广播、组播)
    NBMA:Non-Broadcast Multiple Access 非广播-多路访问网络典型例子:全互连的帧中继链路相连的路由器网络
  4. P2MP网络:多个点到点网络的集合(支持广播、组播),可看作多个P2P的集合。
    没有一种链路层协议默认属于P2MP,必须由其他网络类型强制更改为P2MP
  • OSPF的度量方式
  1. 某接口cost = 参考带宽/实际带宽
  2. 更改cost的两种方式:直接在接口下配置;修改参考带宽
  3. 默认参考带宽为100M,计算结果有小数时,取整数位;结果小于1,取1
  4. 一条路径的累计cost值 = 从源到目的所有路由器出接口的cost总和
  • OSPF协议报文头部
    使用IP承载其报文,协议号89
Version(2) Type(报文类型) Packet Length (整个报文的长度,单位字节)
Router ID (生成此报文的路由器的ID)
Area ID (此报文需要到达的区域)
Checksum (校验字段) Auth Type (为0表示不认证;1表示简单的明文密码认证;2加密认证(MD5))
Authentication(认证所需信息,随Auth Type 变化)
Authentication
  • OSPF报文类型
Type报文名称报文功能说明
1Hello发现和维护邻居关系-
2Database Description交互链路状态数据库摘要包含LSA的头部信息
3Link State Request请求特定的链路状态信息包含LS Type、LS ID、Advertising Router
4Link State Update发送详细的链路状态信息包含完整的LSA
5Link State Ack发送确认报文包含LSA的头部信息
  • OSPF邻居状态机

  • LSA头部(Link State Advertisement链路状态信息的载体,是LSDB的最小组成单位)
LS age:LSA已生存事件,单位s Options LS type
Link State ID
Advertising Router:产生该LSA的路由器ID
LS sequence number:用于检测重复的和旧的LSA
LS checksum Length

LS type 、Link State ID和Advertising Router共同标识一条LSA

  • MA网络中的问题
  1. n*(n-1)/2个邻接关系,管理复杂
  2. 重复的LSA泛洪,造成资源浪费

  • DR与BDR的作用
  1. DR:Designated Router指定路由器,负责在MA网络中建立和维护邻接关系并负责LSA的同步
  2. BDR:备份指定路由器,在DR失效时快速接管DR的工作
  3. 作用:减少邻接关系,降低OSPF流量
  • DR和BDR选举
    选举规则:基于接口
  1. 接口的DR优先级越大越优先
  2. 接口的DR优先级相等时,Router ID越大越优先

  • 邻居和邻接关系
    OSPF路由器之间建立邻居关系之后进行LSDB同步,最终形成邻接关系
网络类型是否和邻居建立邻接关系
P2P
BroadcastDR与BDR、DRother(非DR)建立邻接关系,DRother是建立邻居关系
NBMADR与BDR、DRother(非DR)建立邻接关系,DRother是建立邻居关系
P2MP