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