开放式最短路径优先协议.ppt
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1、第五章 开放式最短路径优先协议(OSPF),RCCP_T005,本章内容,OSPF工作原理 OSPF的报文类型 OSPF的邻居状态与数据库同步 OSPF的区域概念 OSPF网络类型 OSPF基本配置 OSPF路由器类型 LSA类型 OSPF路由汇总与配置,OSPF特殊区域类型 OSPF虚链路与配置,课程议题,链路状态路由协议的特点,链路状态路由协议特征,对网络发生的变化能够快速响应。 当网络发生变化的时候发送触发式更新(triggered update)。 发送周期性更新(链路状态刷新),间隔时间为30分钟。,链路状态数据结构,邻居表(neighbor table): 也叫adjacency
2、database。存储了邻居路由器的信息,如果一个OSPF路由器和它的邻居路由器失去联系,在几秒中的时间内,它会标记所有到达那条路由均为无效并且重新计算到达目标网络的路径。 拓扑表(topology table): 一般叫做LSDB,OSPF路由器通过LSA学习到其他的路由器和网络状况,LSA存储在LSDB中。 路由表(routing table): 也就是我们所说的路由表了,也叫forwarding database,包含了到达目标网络的最佳路径的信息。,课程议题,OSPF的工作机制概述,OSPF与RIP,OSPF不再采用跳数的概念,而是根据接口的吞吐率、拥塞状况、往返时间、可靠性等实际链路
3、的负载能力定出路由的代价,同时选择最短、最优路由并允许保持到达同一目标地址的多条路由,从而平衡网络负荷; OSPF支持不同服务类型的不同代价,从而实现不同QoS的路由服务; OSPF路由器不再交换路由表,而是同步各路由器对网络状态的认识,,OSPF邻居关系,路由器和别的路由器交换hello包,目标地址采用多播地址 hello包交换完毕,邻接关系形成。 接下来通过交换LSA和对接收方的确认进行同步LSDB。对于OSPF路由器而言,进入完全邻接状态。 如果需要的话,路由器转发新的LSA给其他的邻居,来保证整个区域内LSDB的完全同步。,OSPF泛洪机制,OSPF路由器类型,内部路由器 区域边界路由
4、器 骨干路由器 自治系统边界路由器,LSDB,LSA:描述本地路由器或网络的数据单元,对路由器来说,它描述了路由器的接口状态和邻接状态。,SPF算法,SPF算法是OSPF路由协议的基础。SPF算法有时也被称为Dijkstra算法,这是因为最短路径优先算法SPF是Dijkstra发明的。,课程议题,OSPF报文类型,OSPF报文,OSPF报文是由多重封装构成的,封装在IP头部内的是5种OSPF报文类型中的一种,每一种报文类型都是由一个OSPF报文头部开始,这个OSPF报文头部对于所有的报文类型都是相同的。,OSPF报文(续),OSPF有5种分组类型 Hello 数据库描述(DBD) 链路状态请求
5、(LSR) LSU LSAck,Hello报文,Hello协议用来建立和保持OSPF邻居关系,采用多播地址224.0.0.5。,Hello报文(续),Hello/Dead intervals:Hello间隔和失效间隔,定义了发送hello包频率(默认在一个多路访问网络中间隔为10秒);dead间隔是4倍于hello包间隔。邻居路由器之间的这些计时器必须设置成一样,否则将不会建立邻接关系。,数据库描述报文,此报文类型用于描述,而非实际地传送链路状态数据库内容。 DBD交换过程按询问/应答方式进行。,链路状态请求报文,报文用于请求相邻路由器链路-状态数据库中的一部分数据。,链路状态更新报文,链路状
6、态更新报文用于把LSA发送给它的相邻节点。这些更新报文是用于对LSA请求的应答。有5种不同的LSA报文类型。这些报文类型用从1到5的类型号标识。,LSA报头格式,LSA使用一个通用的头格式。 头20字节长并附加于标准的24字节OSPF头后面。 LSA头惟一地标识了每种LSA,链路状态确认报文,OSPF的特点是可靠地分布LSA报文,可靠性意味着通告的接收方必须应答。,课程议题,OSPF的邻居状态与数据库同步,建立双向通讯,发现网络路由和添加链路条目,完全邻接状态,OSPF状态,维护路由选择信息,OSPF链路状态序列号,LSDB中的每个LSA记录都有个序列号,序列号是32位长,以0x8000000
7、1开头,0x7FFFFFFF结尾。OSPF路由器默认每30分钟洪泛一次LSA来保证LSDB的同步,每洪泛1次,序列号就加1。,课程议题,OSPF区域概念,OSPF区域,太过频繁的SPF计算,造成路由器CPU负载过重。 路由表过大。 LSDB过大。,解决方案,将网络划分成多个OSPF区域,这种能力称为分层区域路由选择。 SPF的计算频率更低 路由选择表更小 降低了链路状态更新(LSU)的开销,区域概念,OSPF的网络设计要求是双层层次化(2-layer hierarchy),包括如下2层: 中转区域 常规区域,区域标识,区域ID可以表示成一个十进制的数字,也可以表示成一个点分十进制的数字。,OS
8、PF区域特征,减少了路由选择表条目。 将区域内拓扑变化的影响限制在本地。 将LSA扩散限制在区域内。 要求采取层次网络设计。,课程议题,OSPF网络类型,OSPF的网络类型,OSPF有4种网络类型 广播式 非广播式 点到点 点到多点,广播式网络,多路访问(Multiaccess)广播型网络中(比如以太网和Token Ring),需要进行DR/BDR的选举,所有的非DR/BDR(即DROTHER)路由器和DR/BDR形成完全邻接关系,即DROTHER通过DR/BDR交换信息,DR和BDR的选举,优势: 减少路由更新数据流 管理链路状态同步,DR和BD的选举(续),当选举DR/BDR的时候要比较H
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