动态路由协议深度解析:OSPF实战指南

发布于:2025-06-25 ⋅ 阅读:(14) ⋅ 点赞:(0)

一、动态路由的背景

        (1)背景:手动配置路由容易出错,并且工作量大,灵活性差。

        (2)优点:动态路由能够自动发现和生成路由,并在拓扑结构变化时及时更新路由,可以适应大型网络。

        (3)应用场景:

                        网络中的路由器在10台以上

                        性能低的路由器不建议使用OSPF协议

                        园区模型的汇聚层和核心层使用

二、动态路由的分类

动态路由根据工作区域和工作机制和算法分为两大类

        (1)工作区域

                        内部网关协议:OSPF,RIP,IS-IS

                        外部网关协议:BGP

        (2)工作机制和算法

                        距离矢量路由协议:RIP

                        链路状态路由协议:OSPF,IS-IS

        (3)距离矢量和链路状态路由协议的区别

                距离矢量协议:周期性的泛洪自己的路由表,每个路由器只知道到达目标地址的下一跳路由器和距离大小,不了解全网拓扑结构。

                链路状态协议:路由器之间建立邻居关系,交互LSDB,使每个路由器都了解全网拓扑情况,可以根据COST值来计算目的网段到路由器的总开销,以此来计算最优路由,记录到路由表中。

三、链路状态路由协议(OSPF)

工作过程:

        ①路由器之间先建立邻居关系

        ②路由将自身产生的和接收到的LSA放到自己的LSDB中

        ③路由器基于LSDB,用SPF进行计算,选出最优路径

        ④将计算出的最优路径写入自己的路由表中

OSPF是基于IP协议,OSPF的协议号是89

四、OSPF路由器之间的关系

        邻居关系:通过Hello报文建立邻居关系

        邻接关系:路由器之间同步完LSDB后,开始独立计算路由时,路由器之间就是邻接关系

五、OSPF基础术语

【1】区域

                Area,Area ID用于标识不同的区域

                OSPF会在一个区域内泛洪LSA,规模大,OSPF路由器数量变多,LSDB越来越大,OSPF路由表规模也变大,路由器资源消耗增加,设备性能下降,影响数据转发

                OSPF多区域减少了LSA泛洪的范围,在区域边界做路由汇总,减小路由规模,多区域提高了网络扩展性,有利于建立大规模网络

【2】Router-ID

                路由器标识符,唯一的标识一台路由器,可以手工配置,也能系统自动配置

                生成方式:

                        (1)手动配置,在OSPF进程中创建router-id

                        (2)系统自动生成,如果没配置Router-id,那么在路由器配置的第一个IP地址就作为Router-id

【3】度量值

                OSPF使用Cost(开销)作为度量值,Cost值=100Mbit/s÷接口带宽

                默认接口的Cost值为1

                一条OSPF路由的Cost值为从目的网段到本路由器沿途所有入接口的累加值

六、OSPF协议报文类型

        Hello:用于建立OSPF的邻居关系

        DD:Database Description,描述本地LSDB的信息,用于路由器之间数据库同步

        LSR:链路状态请求,向对方请求所需要的LSA,交换DD报文后发送LSR报文

        LSU:向对方发送其所需要的LSA

        LS ACK:对收到的LSA进行确认

七、OSPF的三大表项

【1】OSPF邻居表

                通过Hello报文建立邻居关系

                display  ospf  peer:查看路由器之间的邻居状态

【2】LSDB表

                用于保存自己产生的和接收到的LSA信息

                display  ospf  lsdb:查看LSDB表

【3】OSPF路由表        

                包括目的网段,下一跳,开销值等

                display  ospf  routing:查看ospf路由表

八、OSPF路由协议的7个状态机

        DOWN:DOWN状态,没有启用OSPF

        Init:收到对端发来的Hello报文,知道对方Router-ID,但对方不知道自己的Router-ID

        2—WAY:邻居状态,两方都知道对方的Router-ID

        Ex-Start:发送带有空的LSBD的DD报文,确定主从关系

        Exchange:交换信息状态,同步数据库LSDB中的LSA摘要信息

        Loading:信息加载状态,进行LSR,LSU,LS ACK同步LSDB

        Full:邻接关系,运行SPF算法计算最优路由,放入路由表中

九、OSPF四种网络类型

        BMA:广播式多路访问,接口使用以太网封装

        NBMA:非广播式多路访问,允许多个设备接入,但不允许广播,帧中继网络

        P2P:点对点

        P2MP:点到多点

十、DR和BDR

        作用:减少邻接关系的数量;减少链路状态信息的交换次数;减少带宽的浪费和设备资源的浪费

        DR,BDR,DRother路由器:

                只允许DR和BDR和其他的OSPF建立邻接关系

                DRother之间不会建立邻接关系,双方停滞在2—WAY状态        

                BDR监控DR的状态,在DR故障时接替它

        如何选举DR和BDR:

                ①根据优先级选举,优先级大的为DR,第二大的为BDR,默认所有接口默认优先级为1

                ②优先级都相同的情况下,根据路由器的Router-id进行选举,Router-id最大的为DR

十一、OSPF路由器角色

        区域内路由器IR:负责路由器之间建立邻居关系并交互路由信息

        区域边界路由器ABR:连接不同区域的路由器,负责在两区域之间传递信息

        骨干路由器BR:连接多个区域

        自治系统边界路由器ASBR:负责将外部路由信息引入OSPF

十二、OSPF配置命令

        (系统试图)创建OSPF:OSPF  router-id  [router-id]

        (OSPF视图)创建进入OSPF区域:area  [area-id]

        (OSPF区域视图)指定运行的接口:network  [network-address  反掩码]

        (接口视图)配置OSPF接口开销:ospf  cost  [cost]

        (接口视图)设置接口在选举DR时的优先级:ospf  dr-priority  priority                 priority越大,优先级越高

        (OSFP视图)Silent-Interface G0/0/1:不会接收和发送OSPF报文,但直连路由可以发送出去,一般配置在该接口未连接任何路由器

        OSPF报文认证:区域认证和接口认证:

                【1】接口认证:在接口视图下,ospf  authentication-mode  md5 [0,1,2.....] cipher  Huawei

                【2】区域认证:(OSPF区域视图)authentication-mode  simple  cipher  Huawei


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