OSPF

2024-01-13 01:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

OSPF 原创

shuiyong1989 2013-02-21 14:10:38 博主文章分类：路由 ©著作权

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＜OSPF（Open Shortest Path First）＞

·OSPF属于IGP，是Link-State协议，基于IP Pro 89。 ·采用SPF算法（Dijkstra算法）计算最佳路径。 ·快速响应网络变化。 ·网络变化是触发更新。 ·以较低频率（每隔30分钟）发送定期更新，被称为链路状态刷新。 OSPF维护的3张表： 1）Neighbor Table：　确保直接邻居之间能够双向通信。 2）Topology Table：　LSDB(Link-State DataBase），同一区域的所有路由器LSDB相同。 3）Routing Table：　对LSDB应用SPF算法，选择到达目标地址的最佳路由放入路由表。 OSPF的区域划分： ·OSPF采用层次设计，用Area来分隔路由器。　区域中的路由器保存该区域中所有链路和路由器的详细信息，　但只保存其他区域路由器和链路的摘要信息。 ·Transit area (backbone or area 0) 　主要功能：为快速、高效地传输数据包。通常不接用户。 ·Regular areas (nonbackbone areas) 　主要是连接用户。而且所有数据都必须经过area 0中转。　包括：Stub / Totally Stubby / NSSA 采用层次设计的好处： 1、减少了路由表的条目 2、LSA的flood在网络边界停止，加速会聚 3、缩小网络的不稳定性，一个区域的问题不会影响其它区域。路由器的分类： OSPF的邻居与邻接关系： ·OSPF路由器与它直连的邻居建立邻居关系。 ·OSPF路由器只会与建立了邻接关系的路由器互传LSA。 ·路由器只和建立了邻接关系的邻居才可以到达FULL状态。 ·路由更新只在形成FULL状态的路由器间传递。 ·P2P链路可以到达FULL状态。 ·MA网络，所有路由器只和DR/BDR(Backup Designated Router)到达FULL状态。邻居及邻接的区别. 邻居---必须有直连的链路邻接--- 1. 必须是邻居, 2. 链路两边同一区域的数据库必须同步(状态为:FULL). Route-ID：　为唯一标识OSPF域中路由器。　设置Route-ID的优先顺序：　1）手工指定Route-ID x.x.x.x（可任意，但不能重复）　2）最大的Loopback IP 　3）最大的接口IP（保证接口是激活状态）higher active physical interface ip 推荐使用环回口和手工指定的router-id，因为它们的稳定性更高。 DR/BDR的选举：　1）比较优先级，越大越优（默认为1,如设为0表示不参与选举）　2）比较Route-ID，越大越优。 ·DRother发送LSA给DR/BDR用224.0.0.6 ·DR发送LSA给DRother用224.0.0.5 ·非MA网络（没有DR/BDR），路由器都用224.0.0.5 ＜DR/BDR＞特点　1）不抢占,DR正常时，即使有新的Pri比DR高的路由器也不能抢占成为DR。　2）DR正常时，BDR只接收所有信息，但转发LSA和同步LSDB的任务由DR完成，当DR故障时，BDR自动成为DR，完成原DR的工作，并选举新的BDR。　3）DR是个接口概念。每个网段都会选举DR。 4) 不同网段分别选DR/BDR SPF算法： 1、在一个区域内的所有路由器有同样的LSDB 2、每一个路由器在计算时都将自已做为树根 3、具有去往目标的最低cost值的路由是最好的路径 4、最好的路由被放入转发表计时器： ·Hello Intervals：10S/30S ·Dead Interval：4＊Hello ＝40S 不同于其它协议的三倍于Hello时间 hello包发向224.0.0.5 下面这三种网络类型的hello时间是30S NON_BROADCAST POINT_TO_MULTIPOINT POINT_TO_MULTIPOINT　NON_BROADCAST OSPF开销值计算： ·OSPF Cost = 108/BW (bps) 环回口的COST值是1,serial口的COST值是64，以太口是10 -------------------------------------------------------------------------------- ·OSPF的5种报文：　1）Hello：发现并建立邻接关系。　2）DBD：包含路由的摘要信息。 DBD包中有一个三位的标志字段（主从关系控制标志）：I、M、master/slaver I（是否第一个包） M(是否还有后续包) M/S 1 1 1 0 1 0 0 1 1 分别是0x7,0x2,0x3 具有最高接口地址的路由器为主，建邻居时第一个DBD是空的。　3）LSR：向另一台路由器请求特定路由的完整信息。　4）LSU：回应LSR该条路由的完整信息。在OSPF中，只有LSU需要显示确认　5）LSAck：对LSU做确认。 OSPF建邻居的必要条件：　1）Hello/Dead Intervals 　2）Area ID 　3）Authentication Password 　4）Stub Area Flag 5）MTU 6)subnet mask(必须是同一个网段) OSPF状态机： 1、down state 2、init state 3、two-way state 4、exstart state 5、exchange state 6、loading state 7、full state LSA序列号： 1、LSDB中每一个LSA都有一个序列号 2、序列号范围从0x80000001-0x7FFFFFFF 3、OSPF每30分钟flood一次LSA来维持LSDB同步 4、当一个路由器遇到同一个LSA的两个实例时，它必须能够确定哪一个是最近的LSA。（根据序列号来识别） LSA条目的老化时间默认是一小时（0-3600S）当一条LSA的序列号到达最大序列号时，始发路由器会发送一个生存时间为最大值的LSA，让其它的路由器从LSDB中清除这条LSA，当其它路由器确认后，再发送一个初始序列号的LSA。注意：只有始发路由器才可以提前使这条LSA老化 --------------------------------------------------------------------------------------- ＜OSPF＞ R1(config)#router ospf 110 注意：进程号是cisco的私有技术,十进制或点分十进制表示都可 R1(config-router)#network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0(正/反掩码皆可） R1(config-router)#network 12.1.1.0 255.255.255.0 area 0 R1#show ip protocols R1#show ip ospf 可查看router-id,进程号,域的数量 R1#show ip ospf interface R1#show ip ospf interface brief R1#show ip ospf neighbor 查看邻居信息　　查看Router-id 　　network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0.0.0.0 　　不同进程号　　不同Area 　　Hello/Dead Intervals 　　 R4(config-if)#ip ospf hello-interval 9 (dead自动*4） R4(config-if)#ip os dead-interval 80 R1#show ip os database -------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------- 假如在一个大型网络中，OSPF如果没有分层，会有以下的问题产生： 1、每一个路由器会接收到太多的LSA 2、会经常进行路由的计算 3、路由表太大，而路由器的内存是有限的。 OSPF路由器的类型： 1、内部路由器--在一个普通区域内的路由器 2、核心路由器--在area 0区域内的路由器 3、ABR区域边界路由器--连接两个不同区域的路由器 4、ASBR自治系统边界路由器--连接OSPF域到另一个自治系统的路由器＜LSA（Link-State Advertisement）＞学习时的注意点： 1、传播范围 2、由谁产生 3、包含内容 ·类型指明是哪种类型的LSA ·Link-ID 每一条LSA都有一个Link-ID，区分不同路由器发出的LSA ·ADV Router 指Router-id 1 2　　　 3　　　　4　　　 5　　　　7 Link ID RID DR IP　Route　ASBR RID　Route　　Route LSA1（Router Link States） R1#show ip ospf database router 查看LSDB中的1类LSA的详细信息　　1、域内路由，仅在本区域传递,不会穿越ABR。 2、每台路由器都会产生。 3、包含本路由器的直连的邻居，以及直连网络的信息 Link ID: router ID ADV router: router ID 三种信息：Another neighbor stub network transit network(Ma网络的一些信息) LSA2（Net Link States） R1#show ip ospf database network 1、仅在本区域传递 2、只有MA网络才会产生LSA2，由DR发出。 3、标识出本MA网中有哪些路由器以及本网的掩码信息。 Link ID: DR的接口IP ADV router: DR的router ID LSA3（Summary Net Link States） R1#show ip ospf database summary 　　1、域间路由，能泛洪到整个AS。 2、由ABR发出，穿越一个ABR，其ADV Router就会变成此ABR的Router-id. 3、包含本区域中的所有路由信息，包括网络号和掩码。 Link ID: 路由route（网络号） ADV router: ABR的router ID（经过一个ABR，就会改为这个ABR的router ID） LSA4（Summary ASB Link States） R1#show ip os database asbr-summary 　　1、把ASBR的Router-id传播到其他区域，让其他区域的路由器得知ASBR的位置。 2、由ABR产生并发出，穿越一个ABR，其ADV Router就会变成此ABR的Router-id. Link ID: ASBR的RID ADV router: ABR的router ID（经过一个ABR，就会改为这个ABR的router ID）在ASBR直连的区域内，不会产生4类的LSA，因为ASBR会发出一类的LSA，其中会指明自已是ASBR LSA5（Type-5 AS External Link States） R1#show ip os database external 　　1、域外路由，不属于某个区域。 2、ASBR产生，泛洪到整个AS。不会改变ADV Router。 3、包含域外的路由 Link ID: 路由（网络号） ADV router: ASBR的router ID （unchange） LSA7（Type-7 AS External Link States） R2#show ip os database nssa-external 　特殊的域外路由，只存在于NSSA区域中。 Link ID: 路由（网络号） ADV router: ASBR的router ID （只在NSSA区域中） R2(config-if)#bandwidth 5000 R2(config-if)#ip ospf cost 30 ·重分布进OSPF的路由默认为E2，Cost=20,且传递过程中不改变COST。 ·如果改为E1类型，则在传输过程中会累加每个入接口的cost值 R4(config-router)#redistribute rip subnets metric 8 新命令： Router(config-router)#max-lsa maximum-number [threshold-percentage] [warning-only] [ignore-time] [ignore-count] [reset-time] 定义一个百分比值，当收到LSA的条数超过我指定的值，进行相应的操作,用于限定路由器所能收到的LSA条数 maximum-number 所允许收到LSA的最大条数 [threshold-percentage] 所允许收到LSA的百分比，maximum-number的百分比，默认75% [warning-only] 只发送警告，不做其它动作，默认是关闭的 [ignore-time] 超过最大值后进入ignore状态的时间，默认5分钟,5分钟后恢复 [ignore-count] 超过多少次后，一直进入ignore状态 [reset-time] 一直进入ignore状态后多长时间重置所有邻居＜修改Cost参考值＞ ·OSPF Cost = 108/BW (bps) 环回口的COST值是1,serial口的COST值是64，以太口是10 R1(config)#router os 110 R1(config-if)#ip ospf cost 10 直接修改COST值1-65535 //推荐方法 R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 1000　（Mbps10的六次方）在COST公式中修改分子，本例修改分子为10的九次方 ------------------------------------------------------------------------------------------- 汇总的好处： 1、减少路由条目数 2、使拓扑变化的影响局限在一个小范围内 3、减少了LSA3和LSA5的flood ＜域间汇总＞ R2(config)#router os 110 R2(config-router)#area 0 range 172.16.32.0 255.255.224.0 　　　　　　　　　（汇总哪个区域的路由）本地产生　O 172.16.32.0/19 is a summary, 00:00:06, Null0 建议在本区域的所有ABR上做。域间汇总只对本区域内的LSA1、LSA2类起作用。＜域×××总＞ R4(config)#router os 110 R4(config-router)#summary-address 44.0.0.0 255.0.0.0 （在ASBR上做）本地产生　O 175.5.64.0/22 is a summary, 00:00:04, Null0 //?作用＜向OSPF域注入默认路由＞第一种做法： R4(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial 0 R4(config-router)#default-information originate O*E2 0.0.0.0/0 [110/1] 以外部路由的形式下发第二种做法： R4(config-router)#default-information originate always R4(config-router)#default-information originate always metric-type 1 metr 3 ---------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------- OSPF特殊区域＜Stub＞ ·将某区域设为Stub可缩小区域的LSDB，降低内存消耗。阻止LSA4/5进入Stub区域。 R2(config-router)#area 2 stub ·由ABR发出一条LSA3默认路由给Stub的其他路由器。　默认的Seed Cost＝1 R2(config-router)#area 2 default-cost 6　（在ABR上做，改Seed Cost=6）在同时有两个ABR的情况下，通过修改这个COST值来实现选路 ·必须将Stub区域的所有路由器都配成Stub。　Stub区域不能用作虚链路的中转区域。　Stub中不能出现ASBR。　Area 0不能配成Stub。＜Totally Stubby ＞ Cisco 私有 ·更加缩小区域的LSDB，在Stub基础上，阻止LSA3。（阻止LSA3/4/5 ） ·也会由ABR发出一条LSA3默认路由给Stub的其他路由器。 R2(config-router)#area 2 stub no-summary （只需在ABR上做）＜NSSA（Not-So-Stubby Areas）＞ ·只有NSSA区域中才会现LSA7，可以存在ASBR。　阻止LSA4/5。　ABR将LSA7转成LSA5，传播到其他区域。这时，ABR也成为了ASBR，因为它也引入了LSA5。其它路由器看到LSA5的通告路由器是ABR。　 R2(config-router)#area 2 nssa　（NSSA区域不会自动产生默认路由，要手动下发一条） R2(config-router)#area 2 nssa default-information-originate 　（在ABR上做，由ABR产生一条LSA7默认路由传播到NSSA其他路由器，默认Seed Cost=1，并且不会发生变化） R2(config-router)#area 2 default-cost 6　（在ABR上做，改Seed Cost=6） R2(config-router)#area 2 nssa default-information-originate metric 6 metric-type 1 Metric-type 1的作用是将N2类型的路由改为N1类型的路由 R2(config-router)#area 2 nssa no-redistribution 在ABR上做　（对ABR上有外部路由进入NSSA区域时，将其阻止，因为在ABR向nssa区域下发默认路由后，不需要它再将它直连的一些外部区域路由传进NSSA区域）以上两个命令可以打在一起。 totally NSSA area 也是CISCO私有特性-- R2(config-router)#area 2 nssa no-summary 把三类的LSA也干掉，同时也下发一条默认路由，并且这条默认路由会取代default-information-originate所下发的默认路由　（Totally NSSA，阻止LSA3/4/5，由ABR产生LSA3默认路由传播到NSSA其他路由器） R2(config-router)#area 2 nssa no-redistribution default-information-originate no-summary 　（LSDB中会出现LSA3/7默认路由，路由表中只会显示LSA3默认路由） R2(config-router)#area 2 nssa translate type7 supp 这个命令通常用在NSSA区域的边界路由器上，作用是在7类转5类出去的时候，把这个forward address变成0.0.0.0 ----------------------------------------------------------------------------------------- ＜OSPF区域问题＞ 1）在ABR上起不同OSPF进程，进行OSPF之间的重分布。例如：R3的s1口在area 1中，进程号是10，s0口在area 3中，进程号是20 Router ospf 10 router ospf 20 Redistribute ospf 20 subnets redistribute ospf 10 subnets 2)tunnel 只要在区域的两个边界上配置 Int tunnel 1 int tunnel 3 Tunnel source s1 tunnel source s1 Tunnel destination 13.1.1.3 tunnel destination 13.1.1.1 Ip add 111.1.1.1 255.255.255.0 Ip add 111.1.1.3 255.255.255.0 Router ospf 10 router ospf 10 Net 111.1.1.0 0.0.0.255 area 0 net 111.1.1.0 0.0.0.255 area 0 3）虚链路：最简单的方法，只需在区域的两台边界路由器上配就可以了　R3(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 　　　　　　　　　　（中转区域）　　　（对方Router-ID）　　　 ·远离Area0 / 分隔的Area 0　　　　　　　 R2#show ip ospf virtual-links ＜负载均衡＞ ·OSPF只支持等价的负载均衡。（默认为4条） R1#show ip protocols R1(config)#router ospf 110 R1(config-router)#maximum-paths 6（最多6条）＜被动接口＞ R1(config)#router ospf 110 R1(config-router)#passive-interface loopback 0 接口将不收发Hello包，但此接口还是被宣告进OSPF。其他路由器仍可收到这接口的路由。(不收不发）＜认证＞ ·分Link/Area/Virtual-Link　3种认证　每种认证都分为　simple password (plain Text) & MD5 R1#debug ip ospf adj Link：同一链路上的路由器之间，在接口下做　R1(config-router)#int s1 　R1(config-if)#ip ospf authentication-key wolf　（相当于key-string）　（配明文密码）　R1(config-if)#ip ospf authentication 　　　　　　（启动明文认证） R1(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 （key号）md5 （mode）wolf（key string）(配密文密码） R1(config-if)#ip ospf authentication message-digest （启动密文认证）注意：在MD5验证中，两边的KEY号必须一致，哈希时会用到KEY号 Area：接口下配密码，进程下调用　R1(config-router)#int s0 　R2(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 wolf　　　（配密文密码）　R2(config-router)#area 0 authentication Message-digest 　（启动密文认证）　区域内的所有路由器都要认证。 Virtual-Link：　R2(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 message-digest-key 1 md5 wolf　（配密文密码）　R2(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 authentication message-digest　（启动密文认证）　如果Area0启动认证，在Virtual-Link上也要启动相应的认证。 ------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------- 网络的物理连接类型分三种： 1）POINT_TO_POINT：　　　 2）BROADCAST：　　　　　　 3）NON_BROADCAST（NBMA)：＜OSPF Network Type＞ 1）LOOPBACK：　　　　　　Loopback 32位主机路由 2）POINT_TO_POINT：　　　Serial / FR's P2P Subif / BRI（无DR，组播更新） 3）BROADCAST：　　　　　　Ethernet / Token Ring 　　　　（选举DR,通过组播建邻居） 4）NON_BROADCAST（NBMA)： FR's Physical / FR's MP Subif（选举DR，单播更新） 5）POINT_TO_MULTIPOINT：　　　　　　　　　　　　（无DR，组播更新，出现/32主机路由） 6）POINT_TO_MULTIPOINT　NON_BROADCAST：　　　　（无DR，单播，出现/32主机路由） [2/3] Hello：10S　　　　　　　[4/5/6] Hello：30S ·每种接口都被赋予了默认的OSPF Network Type，但可手工对其修改。　将Serial的Network Type改为Boradcast，测试不同网段选举DR。 ·NON_BROADCAST NBMA FR的物理接口和多点子接口默认是NBMA网络类型　R1(config-if)#ip ospf network non-broadcast 　R1(config)#router os 110 　R1(config-router)#neighbor 12.1.1.2　由于是单播更新，必须指定邻居（只需一方设置就OK，一般在Hub指Spoke） ·POINT_TO_MULTIPOINT　（BORADCAST）　R1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint 　O 12.1.1.1/32 [110/64] via 12.1.1.1, 00:01:12, Serial0 （对方直连接口主机路由是32位） ·POINT_TO_MULTIPOINT　NON_BROADCAST 　R2(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast 　R2(config)#router os 110 　R2(config-router)#neighbor 12.1.1.1 用show ip ospf interface serial 0看不到non-broadcast，只能show run 正是因为会出现32位的主机路由，所在在HUB-SPOKE模式中，不用做全互连。只要在SPOKE端写一条指向HUB端的MAP。＜同一网段Hub & Spoke　OSPF＞ ·FR环境：关闭反向ARP，手工映射。　　　　　HUB可访问Spoke，Spoke之间不能互访。 ________________________________________________________________________________________ 应用环境　　　　　　　不支持广播的物理网络　　　　　　　　　支持广播的物理网络　　　　　　　　　　（FR map 不加Broadcast）　　　　　　　（FR map 加Broadcast） ________________________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　　单播　　　　　　　　　　　　　　　　　组播 ________________________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　NON_BROADCAST　　　　　　　　　　　　　　BROADCAST 　　　　　　　　　　　　　手工NEI　　　　　　　　　　　　　　　　自动NEI 　手工映射　　　　　　　　手工MAP　　　　　　　　　　　　　　　　手工MAP 　　　　　　　　　　　　　手工DR　　　　　　　　　　　　　　　　　手工DR ________________________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　 P2MP-NBMA P2MP 　　　　　　　　　　　　　手工NEI　　　　　　　　　　　　　　　　自动NEI 　自动映射　　　　　　　　自动MAP　　　　　　　　　　　　　　　　自动MAP 　　　　　　　　　　　　　无DR　　　　　　　　　　　　　　　　　　无DR ________________________________________________________________________________________ ·NON_BROADCAST 　·3层是NBMA，2层是否让通过广播都无所谓。（FR map后加不加Broadcast皆可）　在HUB端（R1）单播　R1(config)#router os 110 　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.4 　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.5 　确保HUB成为DR，和Spoke交互路由信息。　R1(config)#int s0 　R1(config-if)#ip ospf priority 2 　R4/R5(config-if)#ip ospf priority 0 　R4：　O 5.5.5.0 [110/65] via 145.1.1.5, 00:00:07, Serial 　手工MAP（Spoke 端的互访）　R4(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.5 401 　R5(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.4 501 ·BROADCAST 　·3层是BMA，2层也一定要让广播通过。（FR map后一定要加Broadcsat) 　R1(config-if)#fram ma ip 145.1.1.4 104 broadcast 　R1(config-if)#fram ma ip 145.1.1.5 105 broadcast 　确保HUB成为DR，和Spoke交互路由信息。　R1(config)#int s0 　R1(config-if)#ip ospf priority 2 　R4/R5(config-if)#ip ospf priority 0 　R4：　O 5.5.5.0 [110/65] via 145.1.1.5, 00:00:07, Serial 　手工MAP 　R4(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.5 401 broadcast 　R5(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.4 501 broadcast 　 ·POINT_TO_MULTIPOINT　NON_BROADCAST cisco专有的　·3层是NBMA，2层是否让通过广播都无所谓。（FR map后加不加Broadcast皆可）　在HUB端（R1）单播　R1(config)#router os 110 　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.4 　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.5 　R4：　O 145.1.1.5/32 [110/128] via 145.1.1.1, 00:00:24, Serial1 　产生/32主机路由，且下一跳指向HUB，所以不需手工MAP。这就是32位的好处。 ·POINT_TO_MULTIPOINT 全自动，最好的　·3层是允许广播，2层也一定要让广播通过。（FR map后一定要加Broadcsat) ·R1#show ip os neighbor detail 　DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0 　P2P/P2MP/P2MP NBMA都不需要选举DR/BDR，所以DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0 　 ·POINT_TO_POINT（做不同网段）　HUB端起2个P2P子接口：　interface Serial0 　encapsulation frame-relay 　no frame-relay inverse-arp 　interface Serial0.14 point-to-point 　ip address 14.1.1.1 255.255.255.0 　frame-relay interface-dlci 104 　interface Serial0.15 point-to-point 　ip address 15.1.1.1 255.255.255.0 　frame-relay interface-dlci 105 HUB端点到多点，SPOKE端点到点赞收藏评论分享举报

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