华为OSPF协议原理培训胶片

单击此处编辑母版标题样式,HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.,Page,*,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,HUAWEI Confidential,谢谢,OSPF协议原理,ISSUE 1.0,前 言,本课程由浅入深的讲解OSPF协议基本概念，OSPF路由计算过程，各种类型的LSA，以及如何合理规划设计OSPF网络。学完本课程，无论您是新手，还是资深专家，都能从中获益匪浅。,学习指南,本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书，合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。,参考资料,VRP 3.30 操作手册、命令手册,RFC1583, RFC1587, RFC2178, RFC2328, RFC2370,TCP/IP协议卷,学习完此课程，您将会：,掌握OSPF协议的基本概念,掌握OSPF协议的基本原理,设计规划OSPF网络,目 标,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,第2章 OSPF网络类型,第3章 OSPF路由计算过程,第4章 LSA链路状态通告,第5章 设计规划OSPF网络,OSPF协议概述,OSPF（Open Shortest Path First),属于IGP（内部网关协议）,基于链路状态算法的路由协议,由IETF开发,目前为版本2,相关协议：RFC1583, RFC2178, RFC2328,OSPF协议基本特征,无路由自环,可适应大规模网络,路由变化收敛速度快,支持区域划分,支持等值路由,支持验证,支持路由分级管理,支持以组播地址发送协议报文,OSPF协议相关术语,Router ID OSPF域中路由器的唯一标识,Area 区域,Cost 花费值,ABR、ASBR 区域边界路由器、自治系统边界路由器,LSA 链路状态通告,Link Type 链路类型，包括广播，非广播，点到点，点到多点,DR和BDR 指定路由器和非指定路由器,区域类型 骨干区域，STUB区域，TRANSIT区域,Virtual-Link 虚连接,OSPF Router ID,Router ID,一个32-bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一,Router ID,OSPF 是基于IP的，其协议号是89,OSPF Header,Protocol #89,OSPF Packet,OSPF协议区域,OSPF使用Area实现了分层-两层模式,区域号是一个32bit的整数,定义为IP address格式,也可以用一个十进制整数表示,(ie. Area 0.0.0.0, or Area 0),区域保留为骨干区,非骨干区一定要连接到骨干区,OSPF协议Cost值,Cost应用于每一个启动了OSPF的链路,16-bit正数，范围165,535,Cost值越小链路越优,该值表示的是出接口Cost值,路由选取是依靠整个链路Cost值的总和,OSPF协议Cost值(续),计算方法,108 /bandwidth,56-kbps serial link = 1785,Ethernet = 10,64-kbps serial link = 1562,T1 (1.544-Mbps serial link) = 64,用户调节链路Cost的方法：,ospf cost value,ABR & ASBR,Internal,Internal,Internal,Area 10,Area 11,Area 12,RIP/RIPV2 World,ABR,ABR,ABR,ABR,ASBR,Area 0,Backbone,LAN,LAN,Ping向外部路由的报文轨迹,外部路由信息传播轨迹,问题,什么是Router ID ？有什么作用？修改Router ID之后是否会立即生效?,为什么要划分区域？怎样合理划分区域？为什么其他区域必须和骨干区域相连?,Cost值有什么作用？,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,第2章 OSPF网络类型,第3章 OSPF路由计算过程,第4章 LSA链路状态通告,第5章 设计规划OSPF网络,OSPF协议支持的网络类型,链路类型：广播，非广播，点到点，点到多点,PTP,BROADCAST,NBMA,FR/X.25,HUB,PTMP,FR/X.25,OSPF邻居关系太多,对于多点接入网络，即NBMA和broadcast，如果网络内有上百台路由器，那将形成多少邻接关系：两两互相形成，即100*（100-1），这些邻接关系要定期的交换LSDB,这样耗费的系统资源更是不计其数。,BROADCAST,NBMA,HUB,FR/X.25,DR和BDR,M= n(n-1)/2,= 28,M= (n-2)2+1,= 13,DR,BDR,问题,LSA描述的网络类型主要有哪些？,为什么要选举DR和BDR？它们有什么作用？,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,第2章 OSPF网络类型,第3章 OSPF路由计算过程,第4章 LSA链路状态通告,第5章 设计规划OSPF网络,OSPF报文头,OSPF报文头格式：,Version #,Type,Packet length,Router ID,Area ID,Checksum,AuType,Authentication,Authentication,OSPF的五种协议报文,Hello报文,发现及维持邻居关系，选举DR，BDR,DD报文,本地LSDB的摘要,LSR报文,向对端请求本端没有或对端的更新的LSA,LSU报文,向对方发送其需要的LSA,LSAck报文,收到LSU之后，进行确认,邻接关系的形成与维持,通过HELLO报文形成邻接关系,邻居建立后，还需要通过HELLO报文进行邻居关系的维持，有两个定时器来进行这项工作：,HELLO TIME：缺省为10秒（对于NBMA网络为30秒）,DEAD TIME：缺省为4倍的HELLO TIME,OSPF的邻居状态机,Down,Attempt,Init,2-way,ExStart,Exchange,Loading,Full,邻接关系形成后开始相互交流,数据库交换过程,主从协商,DD交换,LSA请求,LSA传播,LSA应答,OSPF协议数据库交换过程,RT1,RT2,Down,Down,Hello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0),Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1),DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1),DD (Seq = y,I = 1, M = 1, MS = 1),DD (Seq = y,I = 0, M = 1, MS = 0),DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 1),DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 0),DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 1),DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 0),LS Request,LS Update,LS Ack,ExStart,ExStart,Init,Exchange,Exchange,Loading,Full,Full,OSPF协议路由计算过程,LSDB,LSA of RTA,LSA of RTB,LSA of RTC,LSA of RTD,(2)每台路由器的LSDB,(3)由链路状态数据库生成,带权有向图,C,A,B,D,1,2,3,5,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,C,A,B,D,1,2,3,(1)网络的拓扑结构,(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树,RTA,RTB,RTC,RTD,3,2,1,5,问题,OSPF协议报文有哪些？,OSPF协议路由计算的过程是怎样的？,OSPF域中有两个相同的ID，会造成什么问题?,OSPF查找路由表的顺序是怎样的?,OSPF中有哪些表?生成这些表的顺序是怎样的?,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,第2章 OSPF网络类型,第3章 OSPF路由计算过程,第4章 LSA链路状态通告,第5章 设计规划OSPF网络,LSA头部,所有LSA头部都有20个字节，它包含了足够的信息来唯一标识一条LSA,LS age,Options,LS Type,Link State ID,Advertising Router,LS sequence number,LS checksum,length,LSA分类,Type,LSA,1,Router-LSAs,2,Network-LSAs,3,Summary-LSAs,4,ASBR-summary-LSA,5,AS-external-LSAs,6,Multicast OSPF LSA,7,Not-So-Stubby area(NSSA),8,External-attributes-LSA,9-11,Opaque LSA,LSA进一步阐述,以下图为例，介绍各种LSA,Area 0,Area 2,Area 3,Area 4,AS100,AS200,ASBR,RT2,RT3,RT4,RT5,RT6,RT8,RT9,OSPF,RIPv2,10.1.1.0/24,20.1.1.0/24,30.1.1.0/24,40.1.1.0/24,50.1.1.0/24,60.1.1.0/24,70.1.1.0/24,80.1.1.0/24,BGP,ASBR,NSSA,Router LSA (Type 1),Router LSA 报文格式：,V | E | B,# links,Link ID,Link Data,Type,# TOS,Metirc,TOS,0,TOS Metric,Link ID,Link Data,Router LSA,（不包括,LSA,头部）,Router LSA of RT4,RT4disp ospf lsdb,Link State Database,Type : Router Type 1 LSA,Ls id : 4.4.4.4 OSPF的Router ID,Adv rtr : 4.4.4.4 LSA的始发者,Ls age : 1195,Len : 36,Seq# : 80000008,Chksum : 0x5d57,Options : (DC) ABR,Link count : 1,Link ID : 3.3.3.3 连接对象,Data : 40.1.1.1 取决于链路类型,Type : Virtual 连接类型,Metric : 1562,Network LSA (Type 2),生成且只在Broadcast 和 NBMA 网络中生成,包含所有连接到该网络上的Router,只有DR（designated router）生成Network LSA,和Router LSA一样，只在区域内传播，不再向外传播,Network Mask,Attached Router,Network LSA,（不包括,LSA,头部）,Network LSA,报文格式：,disp ospf lsdb network,Link State Database,Type : Net LSA类型,Ls id : 60.1.1.2 DR在该网段的接口地址,Adv rtr : 6.6.6.6 LSA的始发者,Ls age : 166,Len : 32,Seq# : 80000003,Chksum : 0xfbc5,Options : (DC),Attached Router 6.6.6.6 连接到该网络的路由器,Summary LSA (Type 3,4),Network Mask,0,Metric,TOS,TOS metric,Summary LSA,（不包括LSA头部）,Summary LSA,报文格式：,Type 3 Details,display ospf lsdb summary,Link State Database,Type : SumNet LSA类型,Ls id : 40.1.1.0 被通告的网络地址,Adv rtr : 4.4.4.4 始发此LSA的Router,Ls age : 1382,Len : 28,Seq# : 80000004,Chksum : 0x439e,Options : (DC) (Non DN),Net mask : 255.255.255.0 网络掩码,Tos 0 metric: 1562 花费,Type 4 Details,disp ospf lsdb asbr,Link State Database,Type : SumASB LSA,类型,Ls id : 1.1.1.1 ASBR Router ID,Adv rtr : 4.4.4.4,通告路由器,Ls age : 1498,Len : 28,Seq# : 80000002,Chksum : 0x7176,Options : (DC),Tos 0 metric: 3125,External LSA (Type 5),AS-external-LSAs 报文格式：,External LSA,（不包括,LSA,头部）,Network Mask,E,0,Metric,Forwarding address,External Route Tag,E,TOS,TOS metric,Forwarding address,External Route Tag,External Type 1,R3,R1,R2,Cost =10,Cost =8,To N1,External Cost = 1,External Cost = 2,To N1,Network Metric Next Hop,N1 11 R1,N1 10 R2,Selected Route,External Type 2,R3,R1,R2,Cost =10,Cost =8,To N1,External Cost = 1,External Cost = 2,To N1,Network Metric Next Hop,N1 1 R1,N1 2 R2,Selected Route,Type 5 Details,disp ospf lsdb ase,Link State Database,Type : ASE LSA,类型,Ls id : 80.0.0.0 Link State ID,Adv rtr : 1.1.1.1,通告路由器,Ls age : 789,Len : 36,Seq# : 80000002,Chksum : 0x756,Options : (DC),Net mask : 255.0.0.0,掩码,Tos,0 metric: 1,E type : 2,Forwarding Address :0.0.0.0,转发地址,Tag: 1,NSSA External LSA (Type 7),NSSA区域可以有选择的引入外部路由,NSSA中的引入操作产生Type 7 LSA,Type 7 LSA是由NSSA ASBR产生的,Type 7 LSA只存在于NSSA 区域,Type 7 LSA在传出NSSA区后，被转换成TYPE 5 LSA，这是由NSSA ABR完成的,NSSA ABR会告诉OSPF域：我是一个ASBR,Type 7 Details,disp ospf lsdb nssa,Link State Database,Type : NSSA LSA类型,Adv rtr,Ls age : 1330,Len : 36,Seq# : 80000004,Chksum : 0xdcc8,Options : (DC),Tos 0,metric: 1,E type : 2,Tag: 1,初始状态的LSA,当一个路由器的接口上启动了OSPF，那么就会生成一个且只生成一个LSA-Router LSA,随着邻居关系向邻接关系的过渡,这些ROUTER LSA会根据从对方学到的LSA信息，发生一些变化，比如生成NETWORK LSA或其他类型的 LSA.,LSA交换之后接下来是？,广播和NBMA网络中，DR产生NETWORK LSA，同时ROUTER LSA也发生了一些变化,PTP和PTMP网络中产生了POINT-TO-POINT类型的ROUTER LSA,这些变化稳定之后,邻接关系形成,邻接关系形成之后,开始进行路由计算,具体的计算过程参见我们将要介绍的第四部分,问题,LSA主要包括哪些类型？,Network-LSA 、Net-Summary-LSA、Asbr-Summary-LSA和AS-External-LSA主要区别是什么？,内容介绍,第1章 OSPF协议基本概念,第2章 OSPF网络类型,第3章 OSPF路由计算过程,第4章 LSA链路状态通告,第5章 设计规划OSPF网络,OSPF区域,OSPF的分层工具,一个区域生成一棵最小生成树，相关信息只在这个区域内传播。,不同类型的区域其路由信息的传播方式不一样,Backbone 骨干区域,Transit 区域,Stub 区域,完全Stub区域,NSSA区域,Transit 区域,接收如下类型的LSA：,Summary LSA,External LSA,Transit 区域,Backbone Area 0,Area Border Router,Area 51,An Area Forwards the Following,Summary LSAs,Default External 0.0.0.0,External LSAs,ABRs forward all LSAs from backbone,Stub 区域,允许学习Summary LSAs,拒绝type 5 LSA,Default LSA作为summary LSA注入到该区域，用以弥补学不到type 5 LSA的信息,需要在该区域的每一个路由器上都配置stub属性,外部路由的振荡不会波及stub区,Stub 区域,Backbone Area 0,Area Border Router,Area 51,A Stub Area Forwards,Summary LSAs,Specific LSAs,Default External 0.0.0.0,Consolidates specific external linksdefault 0.0.0.0,完全Stubby区域,拒绝具体的summary LSA,拒绝所有的external LSA,Default LSA注入到本区域，用来代表他所拒绝的路由信息,LSDB更小，路由信息更稳定，路由数量更少,完全Stubby区域,Backbone Area 0,Area Border Router,Area 51,A Totally Stubby,Area Forwards,Default Link 0.0.0.0,Use this for stablescalable internetworks,NSSA区域,有stub区的优点，但是允许路由引入,引入了新的LSA类型：external LSA (type 7),Type 7 LSAs 泛洪到NSSA的整个区域,该区域没有 Type 5 LSA,Type 7 LSAs 被转换成 Type 5 LSAs之后泛洪到骨干区域,可以在ABR处进行路由过滤或者聚合,NSSA区域,Backbone Area 0,ABRType 7 - Type 5,Area 51,An Area Forwards,the Following,Summary LSAs,Specific LSAs,Default External 0.0.0.0,ASBR Injects LSA Type 7,RIP,虚链接 Virtual Link,首先：不推荐使用！即使用，一般也只用在冗余备份的情况下。,但是可以说说他是做什么用的,为ABR通向骨干区建立的一个隧道,变相的允许非骨干区不用物理连接到骨干区,当然她还有另外一个重要的用途：修复不连续的骨干区,具体的看后面的例子. .,需要在每一个ABR的区域视图下进行如下配置：,vlink-peer router-id,虚链接举例,Area 0,Area 1,Area 2,Area 3,物理链路失效,虚链接,RT1,RT2,RT3,RT4,RT5,RT6,RT7,RT8,RT9,RT10,RT11,没有聚合的情况,所有的LSA都传播出去了,区域内链路状态的变化同时引发其他区域路由信息的变化,Area 2,10.1.1.010.1.2.010.1.3.0,20.1.1.020.1.2.020.1.3.0,30.1.1.030.1.2.030.1.3.0,10.1.1.0,10.1.2.0,10.1.3.0,20.1.1.0,20.1.2.0,20.1.3.0,30.1.1.0,30.1.2.0,30.1.3.0,BackboneArea 0,Area 1,Area 3,ABR,ABR,ABR,ABR,ABR,ABR,聚合后的情况,只有聚合后的LSA传播出去了,链路状态的变化不会影响到区域外的路由信息,10.0.0.0,30.0.0.0,10.1.1.0,10.1.2.0,10.1.3.0,20.1.1.0,20.1.2.0,20.1.3.0,30.1.1.0,30.1.2.0,30.1.3.0,BackboneArea 0,Area 1,Area 2,Area 3,ABR,ABR,ABR,ABR,ABR,ABR,20.0.0.0,网内流量部署,建立流量分担组,等值负载分担,Area 0,RTA,RTB,RC-1,RC-2,RD-1,外部路由引入,OSPF,OSPF-ASE,Static、Direct,Network,Import-route,OSPF验证功能,很多人都忽略了这一点:Use authentication!,使用验证功能的时候,建议使用MD5验证,方法如下:,authentication-mode simple | md5 ,ospf authentication-mode md5 key_id key,问题,如何合理规划OSPF区域？,路由聚合有什么好处？是在哪些设备上部署？,在OSPF网络中，如何规划网络流量？,路由引入时，哪些是需要注意的？,小结,OSPF协议常见术语,LSA类型,OSPF网络类型,OSPF路由计算过程,设计OSPF网络,小结,