在华为路由器上配置动态路由OSPF协议

第 六 章 在 华 为 路 由 器 上 配 置 动 态 路 由OS PF 协 议 在 华 为 路 由 器 上 配 置 动 态 路 由OSPF 协 议 主 讲: 王 毅 2 OSPF包类型 OSPF网络分类 在华为路由 器上配置动 态路由 OSPF 协议 本 课 目 录 OSPF协议概述 OSPF配置 3 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 OSPF是 Open Shortest Path First（开放最短 路由优先协议）的缩写。它是 IETF组织开发的 一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。 目前普遍使用的是版本 2。 OSPF利用链路状态算法来计算到所有已知目的 的最短路径。链路状态指的是一个路由器的接 口状态和路由器与它邻居间的联系，这链路状 态通告被扩散到每个路由器并用来建立一个拓 扑数据库，这数据库是靠收到区域内所有路由 器发来的 LSA（链路状态通告）而产生的，这算 法被放置到处于树根处的路由器上，它根据到 达这个网络的费用计算到达目的的最短路径。 4 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 何时需要运行 OSPF协议： 网络的规模 网络中的路由器在 10台以上；中等或大规模的网络 1. 网络的拓扑结构 网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都互 通的需求 1. 其它特殊的需求 要求路由变化时能够快速收敛，要求路由协议自身的网 络开销尽量降低 1. 对路由器自身的要求 运行 OSPF协议时对路由器的 CPU的处理能力及内存的大 小都有一定的要求，性能很低的路由器不推荐使用 5 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 OSPF的主要特性如下： 适应范围 支持各种规模的网络，最多可支 持几千台路由器。 快速收敛 在网络的拓扑结构发生变化后立 即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同 步。 无自环 OSPF根据收集到的链路状态用最短 路径树算法计算路由，从算法上本身保证了不 会生成自环路由。 区域划分 允许自治系统的网络被划分成区 域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽 象，从而减少了占用的网络带宽。 6 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 OSPF的主要特性如下： 等值路由 支持到同一目的地址的多条等值 路由。 路由分级 使用四类不同等级的路由，按优 先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、 第一类外部路由、第二类外部路由。 支持验证 支持基于接口的报文验证以保证 路由计算的安全性。 组播发送 在有组播发送能力的链路层上以 组播地址收发报文，既达到了广播的作用，又 最大程度地减少了对其它网络设备的干扰。 7 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 OSPF能对网络的变化作出快速地响应，它 是在网络变化时以触发的方式进行更新的， 但 OSPF也定期（ 30分钟）更新整个链路状 态。 OSPF检测到网络发生变化时，产生链 路状态通告 LSA， LSA用组播的方式扩散到 所有的近邻路由器，邻近路由器收到 LSA 后，用它来更新自己的链路状态数据库， 同时来把 LSA扩散到别的路由器。这样 LSA 被所有路由器接受，并且用来更新链路状 态数据库。 8 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 OSPF中有三个表：近邻表、拓扑结构表、 路由表。 近邻表也叫近邻数据库，用来存放近邻的 信息，近邻是指在同一条链路上共享路由 信息的路由器，近邻要属于相同的物理网 段， OSPF通过发送和接收一种简单的 Hello协议包发现近邻，并不是所有在同 一物理网络上的路由器就是近邻。 9 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 拓扑结构表也就是链路状态数据库，它存放 整个网络的路由器的信息以及它们是如何连 接到网络上的，链路状态数据库是路由器通 过收集 LSA建立起来的。 路由表是路由器最终用来转发数据包的表， 是 OSPF算法运算得出的。 由于要维护这几个表， OSPF需要较多的内存， 同时 OSPF算法复杂，会占用较多的 CPU资源。 但是 OSPF中的每个路由器有整个网络的拓扑 结构，并且独立运行 OSPF算法，路由的选择 较为高效并且是无环路的。 10 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 整个网络可看成由多个自治系统 AS （ Autonomous System）组成，通过收集和 传递自治系统链路状态来动态地发现并传播 路由达到自治系统的信息同步。每个自治系 统又可划分为不同的区域（ Area）。如果一 个路由器端口被分配到多个区域内中，这个 路由器就被称为区域边界路由器 ABR（ Area Border Router），它是指那些处在区域边 缘的连接多个区域的路由器。通过 ABR可学 习到其它区域的路由信息。 11 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 所有区域边界路由器和位于它们之间的路由 器构成骨干区域（ Backbone Area），该区 域以 0.0.0.0 标识。由于所有区域都必须在 逻辑上与骨干区域保持连接，特别引入了虚 连接的概念，使那些物理上分割的区域仍可 保持逻辑上的连通性。连接自治系统的路由 器称为自治系统边界路由器 ASBR （ Autonomous System Broder Router）， 通过 ASBR学习该 OSPF自治系统之外的路由信 息（如静态路由、 RIP路由、 BGP路由等）。 12 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 为使处于广播网和 NBMA（非广播型多路访问） 网的每台路由器能将本地路由信息（如可用 接口信息、可达邻居信息等）广播到整个自 治系统中，需要建立多个邻接关系。那么会 导致每台路由器的路由变化都会多次传递， 这是没有必要的，且浪费了带宽资源。为解 决这一问题， OSPF定义了“指定路由器 DR” （ Designated Router），所有路由器都只将 路由信息发送给 DR，由 DR将该网络的链路状 态广播出去，这样就可大大减少多址访问网 络上各路由器之间邻居关系的数量。 13 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 A r e a 0 A r e a 1 A r e a 3 14 错误的区域划分 OSPF 协 议 概 述 RTA RTB RTC RTD Area0 Area1 Area2 RTA RTB RTC RTD Area0 Area1 Area0 15 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 划分区域的基本原则 按照自然的地区或者行政单位划分 按照网络中的高端路由器来划分 按照 IP地址的规律 一些制约条件 区域的规模 与骨干区域连通 ABR的处理能力 16 6.1.1 OSPF协议概述 OSPF 协 议 概 述 OSPF路由器的运行分为以下 5个步骤： 1. 建立路由器邻接关系。 2. 选举一个 DR和 BDR。 3. 发现路由。 4. 选择适当的路由。 5. 维护路由选择信息。 17 6.1.2 5种类型的 OSPF数据包 1 Hello数据包 Hello数据包是编号为 1的 OSPF数据包。 运行 OSPF协议的路由器每隔一定的时间发 送一次 Hello数据包，用以发现、保持邻居 （ Neighbors）关系并可以选举 DR/BDR。 OSPF 包 类 型 18 2链路状态数据库描述数据包 链路状态数据库描述数据包（ DataBase Description， DBD）是编号为 2的 OSPF数据包。 该数据包在链路状态数据库交换期间产生。它的主 要作用有三个： 选举交换链路状态数据库过程中的主 /从关系。 确定交换链路状态数据库过程中的初始序列号。 交换所有的 LSA数据包头部。 OSPF 包 类 型 19 3链路状态请求数据包 链路状态请求数据包（ LSA-REQ）是编号为 3 的 OSPF数据包。 该数据包用于请求在 DBD交换过程发现的本路 由器中没有的或已过时的 LSA包细节。 OSPF 包 类 型 20 4链路状态更新数据包 链路状态更新数据包（ LSA-Update）是编号 为 4的 OSPF数据包。 该数据包用于将多个 LSA泛洪，也用于对接收 到的链路状态更新进行应答。如果一个泛洪 LSA没有被确认，它将每隔一段时间（缺省是 5秒）重传一次。 OSPF 包 类 型 21 5链路状态确认数据包 链路状态确认数据包（ LSA-Acknowledgement） 是编号为 5的 OSPF数据包。 该数据包用于对接收到的 LSA进行确认。该数 据包会以组播的形式发送。如果发送确认的 路由器的状态是 DR或者 BDR，确认数据包将被 发送到 OSPF路由器组播地址： 224.0.0.5。如 果发送确认的路由器的状态不是 DR或者 BDR， 确认将被发送到 OSPF路由器组播地址： 224.0.0.6。 OSPF 包 类 型 22 6.3 OSPF网络介质分类 RFC将网络介质类型分为： NBMA和点到多点类 型。 Cisco额外定义了三种网络介质：点到点、广 播和点到多点非广播。 OSP F 网 络 分 类 23 6.3.1 点到点（ Point to Point， PTP） 在点到点类型的介质中， OSPF数据包以多播 地址发送 不选举 DR、 BDR OSPF路由器之间的 hello数据包每 10秒钟发送 一次，邻居的死亡间隔时间为 40秒 点到点链路 R o u t e r BR o u t e r A S 0 / 0 : 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1 / 2 4 R I D : 2 0 . 0 . 0 . 1 S 0 / 0 : 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 2 / 2 4 R I D : 1 0 . 0 . 0 . 1 OSP F 网 络 分 类 24 6.3.2 广播网络（ Broadcast） 需要选举 DR/BDR。 OSPF路由器之间的 hello数据包每 10秒钟发送 一次，邻居的死亡间隔时间为 40秒。 广播网络 R o u t e r CR o u t e r B R o u t e r A F 0 / 1 : 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 2 / 2 4 L o 0 : 2 0 . 0 . 0 . 1 / 3 2 以 太 网 F 0 / 1 : 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 3 / 2 4 F 0 / 1 : 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1 / 2 4 L o 0 : 3 0 . 0 . 0 . 1 / 3 2 L o 0 : 1 0 . 0 . 0 . 1 / 3 2 D RB D R D R O t h e r OSP F 网 络 分 类 25 6.3.3 非广播多路访问（ NBMA） 非广播多路访问（ Non-Broadcast Multi- Access， NBMA）类型的介质包括运行帧中继、 X.25、 ATM等协议的网络。 对于 NBMA网络，需要手工指定 DR/BDR。之后， 其运行模式将同广播网络一样。 OSPF路由器之间的 hello数据包每 30秒钟发送 一次，邻居的死亡间隔时间为 120秒。 OSP F 网 络 分 类 26 非广播多路访问（ NBMA） OSP F 网 络 分 类 27 6.3.4 点到多点（ PTMP） 点到多点（ Point to Multi-Point， PTMP） 类型的介质包括运行帧中继、 X.25、 ATM等协 议的网络。 在点到多点介质中，不选举 DR/BDR。 OSPF路由器之间的 hello数据包每 30秒钟发送 一次，邻居的死亡间隔时间为 120秒。 OSP F 网 络 分 类 28 点到多点 OSP F 网 络 分 类 29 6.3.5 点到多点 非广播 （ P2MP-NonBroadcast） 不选举 DR/BDR。 需要使用命令 neighbor手工指定近邻。 OSPF路由器之间的 hello数据包每 30秒钟发送 一次，邻居的死亡间隔时间为 120秒。 OSP F 网 络 分 类 30 OSPF区域 多区域 OSPF 区 域 0 自 治 系 统 区 域 1 区 域 2 R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C R o u t e r D R o u t e r F R o u t e r X R o u t e r E OSP F 网 络 分 类 31 多区域 OSPF中路由器的名称及用途 区域内路由器（ Inter Area Router ， IAR）： 该路由器负责维护本区域内部路由器之间的链 路状态数据库。 骨干（主干）路由器：可以是区域内路由器， 也可以是区域边界路由器。 区域边界路由器（ Area Border Router， ABR） ： 该路由器拥有所连接的区域的所有链路状态数 据库并负责在区域之间发送 LSA更新消息。 自治系统边界路由器（ Autonomous System Border Router， ASBR）。该路由器处于自治系 统边界，负责和自治系统外部交换路由信息。 OSP F 网 络 分 类 32 启动 OSPF协议的基本配置 配置路由器的 Router ID Quidway router id A.B.C.D 启动 OSPF协议 Quidway ospf enable 配置 OSPF区域 Quidway-Serial0 ospf enable area area_id OSPF 配 置 33 显示 OSPF的运行状态 显示 OSPF主要信息 ： display ospf 显示 OSPF错误信息 ： display ospf error 显示 OSPF接口信息 display ospf interface 显示 OSPF路由表信息： display ospf routing OSPF 配 置 34 OSPF 配 置 实 例 OSPF配置实例 35 路由器 A基础配置 System Interface eth0 Ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 Undo shutdown Quit Interface s0 Ip address 20.1.1.2 255.255.255.0 Clock rate 64000 Undo shutdown Quit OSPF 配 置 实 例 36 路由器 B基础配置 System Interface eth0 Ip address 30.1.1.1 255.255.255.0 Undo shutdown Quit Interface s0 Ip address 20.1.1.1 255.255.255.0 Clock DTE Undo shutdown Quit OSPF 配 置 实 例 37 路由器 A的路由配置 Routerrouter id 10.1.1.1（配置 router id） Routerinterface Ethernet0（进入以太 0口） Router-Ethernet0ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 （配置内网 IP地址） Router-Ethernet0 ospf enable area 0.0.0.0 （接口加载 ospf协议，属于 0区域 ） Routerinterface Serial0（进入串口 0口） Router-Serial0link-protocol ppp（封装 ppp协议） Router-Serial0ip address 20.1.1.2 255.255.255.252 （配置串口 IP地址） Router-Serial0 ospf enable area 0.0.0.0 （接口加载 ospf协议，属于 0区域） Router-Serial0quit Router ospf enable（启动 ospf路由协议） OSPF 配 置 实 例 38 路由器 B的路由配置 Routerrouter id 30.1.1.1（配置 router id） ! Routerinterface Ethernet0（进入以太 0口） Router-Ethernet0ip address 30.1.1.1 255.255.255.0 （配置内网 IP地址） Router-Ethernet0 ospf enable area 0.0.0.0 （接口使能 osp接口加载 ospf协议 f，属于 0域） Routerinterface Serial0（进入串口 0口） Router-Serial0link-protocol （ ppp封装 ppp协议） Router-Serial0ip address 20.1.1.1 255.255.255.252 （配置串口 IP地址） Router-Serial0 ospf enable area 0.0.0.0 （接口加载 ospf协议，属于 0域） Router-Serial0quit Router ospf enable（启动 ospf路由协议） OSPF 配 置 实 例 39 本 课 总 结 OSPF包类型 OSPF网络分类 在华为路由 器上配置动 态路由 OSPF 协议 OSPF协议概述 OSPF配置 谢 谢 大 家 ！ 在 华 为 路 由 器 上 配 置 动 态 路 由OSPF 协 议