第八章 OSPF基本概念及单区域配置

1、page 1/43第第7章章 内容回顾内容回顾v 什么是什么是adslv adsl的特点的特点v adsl的工作原理的工作原理 网络基本结构网络基本结构 物理层频分复用物理层频分复用 数据链路层封装协议数据链路层封装协议v adsl的接入方式的接入方式v adsl的发展的发展vadsl modem的配置的配置version 2.0ospfospfospf基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置基本概念及单区域配置第第8章章page 3/43本章目标本章目标v掌握掌握ospf单区域的配置单区域的配置 理解理解ospf的工作原理的工作原理

2、v掌握掌握ospf单区域的故障排除单区域的故障排除 理解理解ospf的邻接关系建立的过程的邻接关系建立的过程 理解理解ospf接口的类型与接口的类型与dr/bdr的选举的选举 理解理解ospf保存的保存的3张表的内容张表的内容page 4/43本章结构本章结构ospfospf保存的保存的3张表张表ospf协议概述协议概述ospf协议的应用环境协议的应用环境邻接关系建立的过程邻接关系建立的过程ospf的的cost值值ospf单域的配置单域的配置路由表路由表状态状态接口类型接口类型邻居列表邻居列表链路状态数据库链路状态数据库报文类型报文类型page 5/43ospf协议概述内部网关路由协议协议概述

3、内部网关路由协议as 1 as 2 v ospf内部网关路由协议内部网关路由协议 用于在单一自治系统用于在单一自治系统(autonomous system-as)内决策路由内决策路由v 自制系统（自制系统（as） 执行统一路由策略的一组网络设备的组合执行统一路由策略的一组网络设备的组合例如：例如：rip ospf等等例如：例如：bgp外部网关路由协议（外部网关路由协议（egp）用来连接不同的用来连接不同的as内部网关路由协议（内部网关路由协议（igp）page 6/43v 为了适应大型的网络，为了适应大型的网络，ospf在在as内划分多个区域内划分多个区域v 每个每个ospf路由器只维护所在区

4、域的完整的链路状态信息路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息ospf协议概述区域协议概述区域asarea 0area 1area 2骨干区域骨干区域边界路由器了解边界路由器了解area 0和和area 2的的链路信息链路信息page 7/43ospf协议概述链路状态路由协议协议概述链路状态路由协议2-1ra103020v ospf是链路状态路由协议，链路状态路由协议中的路由是链路状态路由协议，链路状态路由协议中的路由器了解器了解ospf网络内的链路状态信息网络内的链路状态信息最初，最初，ra只知道直连的只知道直连的3个网段个网段10、20、30， rb、rc、rd也一样也一样rarbrcrd

5、1050302060804070page 8/43v 链路状态路由协议中，直连的路由器之间建立邻接关系，链路状态路由协议中，直连的路由器之间建立邻接关系，互相互相“交流交流”链路信息，来链路信息，来“画画”出完整的网络结构出完整的网络结构ospf协议概述链路状态路由协议协议概述链路状态路由协议2-2ra10302050rb40rd8070rc60为了标识链路信息是由为了标识链路信息是由谁发出的，用谁发出的，用router id标识路由器标识路由器路由器学习到的链路路由器学习到的链路信息，保存在信息，保存在链路状链路状态数据库态数据库中中相邻路由器之间建立相邻路由器之间建立邻接关系邻接关系，保存

6、在，保存在邻邻居列表居列表中中page 9/43router idvrouter id 是在是在ospf区域内唯一标识一台路由器的区域内唯一标识一台路由器的ip地址地址vrouter id选取规则选取规则 首先，路由器选取它所有首先，路由器选取它所有loopback接口上数值最高的接口上数值最高的ip地址地址 如果没有如果没有loopback接口，就在所有物理端口中选取一接口，就在所有物理端口中选取一个数值最高的个数值最高的ip地址地址page 10/43链路状态路由协议中的数据库类型链路状态路由协议中的数据库类型v 邻居列表邻居列表列出每台路由器全部已经建立邻列出每台路由器全部已经建立邻接关

7、系的邻居路由器接关系的邻居路由器v 链路状态数据库（链路状态数据库（lsdb） 列出网络中其他路由器的信息，列出网络中其他路由器的信息，由此显示了全网的网络拓扑由此显示了全网的网络拓扑v 路由表路由表 列出通过列出通过spf算法计算出的到达算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径每个相连网络的最佳路径abcdef以以a为例，为例，a的的链路链路状态数据库状态数据库中保存中保存着着ospf网络的所网络的所有链路信息有链路信息a以自己为中心，以自己为中心，计算到达每个路由计算到达每个路由器最近的链路器最近的链路1111111.51.5生成一个最短路径生成一个最短路径树树根据最短路径树，根据最短路径树

8、，生成生成路由表路由表链路状态数据库链路状态数据库最短路径树最短路径树djkstra算法算法建立邻接关系建立邻接关系路由表路由表学习链路状态学习链路状态信息信息page 11/43建立邻接关系的过程建立邻接关系的过程rarbhello(neighbor=“ ”)hello(neighbor=“ra”)hello(neighbor=“rb”)hello(neighbor=“ ”)dbd（seq）接收到对方的接收到对方的hello报文，转报文，转换为初始状态换为初始状态在对方发来的在对方发来的hello报文中看到报文中看到自己的自己的router id，转换为双向状态转换为双向状态确定数据库描述报

9、确定数据库描述报文的序列号，转换文的序列号，转换为信息交换初始状为信息交换初始状态态dbd（seq）dbddbd发送数据库描述报发送数据库描述报文，转换为信息交文，转换为信息交换状态换状态lsrlsulsrlsu发送链路状态信息请求发送链路状态信息请求报文，获取未知的链路报文，获取未知的链路状态信息状态信息发送链路状态信息更新发送链路状态信息更新报文，同步链路状态数报文，同步链路状态数据库据库直到两台路由器的链直到两台路由器的链路状态数据库完全一路状态数据库完全一致，形成邻接关系致，形成邻接关系发送发送hello消息消息就像双方互相就像双方互相打个招呼打个招呼dbd类似于类似于一个目录一个目录

10、互相发送对互相发送对方未知的链方未知的链路信息路信息page 12/43ospf的邻接关系需满足的条件的邻接关系需满足的条件v邻居邻居 两个路由器之间如果不满足下列条件，则他们就不能两个路由器之间如果不满足下列条件，则他们就不能成为邻居：成为邻居： area-id：两个路由器必须在共同的网段上，它们的端口必须：两个路由器必须在共同的网段上，它们的端口必须属于该网段上的同一个区，且属于同一个子网属于该网段上的同一个区，且属于同一个子网 验证（验证（authentication ospf）：同一区域路由器必须交换相）：同一区域路由器必须交换相同的验证密码，才能成为邻居同的验证密码，才能成为邻居 h

11、ello interval和和dead interval： ospf协议需要两个邻居路由协议需要两个邻居路由器的这些时间间隔相同，否则就不能成为邻居路由器。器的这些时间间隔相同，否则就不能成为邻居路由器。 stub区域标记：两个路由器可以在区域标记：两个路由器可以在hello报文中通过协商报文中通过协商stub区域的标记来成为邻居区域的标记来成为邻居page 13/43ospf的网络类型的网络类型网络类型网络类型举例举例广播广播以太网以太网非广播多路访问非广播多路访问nbma帧中继、帧中继、x.25点到点点到点ppp，hdlc点到多点点到多点多个点到点链路的集合多个点到点链路的集合v路由器接口

12、类型不同，在建立邻接关系的时候，路由器接口类型不同，在建立邻接关系的时候，ospf路由器执行的操作也略有不同路由器执行的操作也略有不同page 14/43ospf的的dr与与bdr 4-1 acbdeabced广播网络中广播网络中 建立邻接关系建立邻接关系 构成构成n(n一一1)2个个 邻接关系邻接关系 如果直连的路由如果直连的路由器互相都建立邻器互相都建立邻接关系接关系这种方法非常烦这种方法非常烦琐！不可取！琐！不可取！page 15/43ospf的的dr与与bdr 4-2acbdeabcedv 指定路由器指定路由器（dr） 一个网段上一个网段上的其他路由的其他路由器都和指定器都和指定路由器

13、路由器（dr）构构成邻接关系，成邻接关系，而不是它们而不是它们互相之间构互相之间构成邻接关系成邻接关系page 16/43ospf的的dr与与bdr 4-3drbdrv 通过通过hello报文选择报文选择dr和和bdr来代表来代表ospf网段网段v 其他的路由器其他的路由器(drothers)只和只和dr及及bdr路由器之间形成路由器之间形成邻接关系邻接关系page 17/43ospf的的dr与与bdr 4-4p=1p=0p=1p=3p=2hellodrbdrv 通过组播发送通过组播发送hello报文报文v 具有最高具有最高ospf优先级的路由器会被选为优先级的路由器会被选为drv 如果如果o

14、spf优先级相同，则具有最高优先级相同，则具有最高router id的路由器的路由器会被选为会被选为drpage 18/43建立邻接关系过程总结建立邻接关系过程总结发送发送hello消息消息接口类型为点到点接口类型为点到点接口类型为点到多点接口类型为点到多点接口类型为广播接口类型为广播接口类型为接口类型为nbma选择选择dr和和bdr发送发送dbd请求请求/发送发送lsu生成完整的生成完整的lsdb形成邻接关系形成邻接关系page 19/43ospf的包类型总结的包类型总结包类型包类型描述描述hello用于邻居路由器之间建立和维护邻接关系用于邻居路由器之间建立和维护邻接关系数据库描述包数据库描

15、述包dbd描述每台描述每台ospf路由器的链路状态数据库的内容路由器的链路状态数据库的内容链路状态请求包链路状态请求包lsr请求链路状态数据库的部分内容请求链路状态数据库的部分内容链路状态更新包链路状态更新包lsu传送链路状态数据通告传送链路状态数据通告lsa给邻居路由器给邻居路由器链路状态确认包链路状态确认包lsack确认邻居发过来的确认邻居发过来的lsa已经收到已经收到page 20/43ospf的的hello协议协议v 当路由器上启动当路由器上启动ospf进程时，每台路由器都会间隔一定进程时，每台路由器都会间隔一定的时间发送的时间发送hello包包v hello包通过组播地址包通过组播地

16、址224.0.0.5发送发送v ospf路由器使用路由器使用hello包发起建立邻接关系并监视这种关包发起建立邻接关系并监视这种关系的存在和消失系的存在和消失v 在广播网或者点对点网上，在广播网或者点对点网上，hello的发送间隔是的发送间隔是10秒；在秒；在nbma网络上，网络上，hello的发送间隔是的发送间隔是30秒秒page 21/43ospf的度量方法的度量方法v cost= 108/bwv ospf协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的代价（代价（cost）来的）来的v 一条路由的代价：是指沿着到达目的网络的路由路径上一条路由的代价

17、：是指沿着到达目的网络的路由路径上所所有出站接口的代价之和有出站接口的代价之和!100m128kabcc学习到的学习到的10网段的网段的cost是多少？是多少？108/100m1108/128k781cost值为值为1178178310100mpage 22/43何时需要何时需要ospf路由协议路由协议v 网络的规模网络的规模 网络中的路由器在网络中的路由器在10台以上；中等或大规模的网络台以上；中等或大规模的网络v 网络的拓扑结构网络的拓扑结构 网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都有互通的需网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都有互通的需求求 v 其它特殊的需求其它特殊的需

18、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量降低 v 对路由器自身的要求对路由器自身的要求 运行运行ospf协议时，对路由器的协议时，对路由器的cpu的处理能力及内存的大小都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有一定的要求，性能很低的路由器不推荐使用ospf协议协议 page 23/43ospf路由协议的特点路由协议的特点v可适应大规模网络可适应大规模网络 v路由变化收敛速度快路由变化收敛速度快 v无路由环无路由环v支持变长子网掩码支持变长子网掩码vlsm v支持区域划分支持区域划分 v

19、支持以组播地址发送协议报支持以组播地址发送协议报 page 24/43ospf与与rip的比较的比较ospfrip v1rip v2链路状态路由协议链路状态路由协议距离矢量路由协议距离矢量路由协议没有跳数的限制没有跳数的限制rip的的15跳限制，超过跳限制，超过15跳的路由被认为不可达跳的路由被认为不可达支持可变长子网掩码支持可变长子网掩码(vlsm)不支持可变长子网掩码不支持可变长子网掩码(vlsm)支持可变长子网掩码支持可变长子网掩码(vlsm)(vlsm)收敛速度快收敛速度快收敛速度慢收敛速度慢使用组播发送链路状态更使用组播发送链路状态更新，在链路状态变化时使新，在链路状态变化时使用触发

20、更新，提高了带宽用触发更新，提高了带宽的利用率的利用率周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网中应用周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网中应用将产生很大问题将产生很大问题page 25/43阶段总结阶段总结ospf建立邻接关系建立邻接关系包类型包类型状态转换状态转换接口类型接口类型ospf路由协议的路由协议的cost值值ospf的应用环境与特点的应用环境与特点page 26/43ospf单区域的配置命令单区域的配置命令4-1v配置配置loopback接口地址接口地址router(config)# interface loopback 0router(config-if)# ip addre

21、ss ip地址地址 掩码掩码v启动启动ospf路由进程路由进程router(config)# router ospf 进程号进程号 v指定指定ospf协议运行的接口和所在的区域协议运行的接口和所在的区域router(config-router)# network 网络号网络号 反向掩码反向掩码 area 区域号区域号本路由器的进程号，本路由器的进程号，用于标识同一路由器用于标识同一路由器上的多个上的多个ospf进程进程可以是网络地址、子可以是网络地址、子网地址、接口地址网地址、接口地址指明网络所属区域，指明网络所属区域，此处是此处是0-骨干区域骨干区域用于产生路由器的用于产生路由器的route

22、r id192.168.1.0/24 子网掩码：子网掩码：255.255.255.0 反向掩码：反向掩码：0.0.0.255子网掩码为子网掩码为1的位，在反向掩码中为的位，在反向掩码中为0；子网掩码为子网掩码为0的位，在反向掩码中为的位，在反向掩码中为1。例如：例如：192.168.2.0/28的反向掩码应该是多的反向掩码应该是多少？少？反向掩码：反向掩码：0.0.0.15page 27/43ospf单区域的配置命令单区域的配置命令4-2v修改接口的修改接口的cost值值 router(config-if)#ip ospf cost number 例如：例如： router(config)#i

23、nterface s0 router(config-if)#ip ospf cost 1000 取值范围取值范围165535ospf路由器在接口上使用路由器在接口上使用cost值来决定最佳路径值来决定最佳路径page 28/43ospf单区域的配置命令单区域的配置命令4-3v配置配置ospf计时器计时器 router(config-if)#ip ospf hello-interval 时间时间(s) router(config-if)#ip ospf dead-interval 时间时间(s)例如：例如： router(config)#interface e0 router(config-if

24、)#ip ospf hello-interval 5 router(config-if)#ip ospf dead-interval 20 为了交换信息，相邻由器为了交换信息，相邻由器必须有相同的必须有相同的hello和和dead间隔，通常间隔，通常dead时间是时间是hello时间的时间的4倍倍page 29/43ospf单区域的配置命令单区域的配置命令4-4v查看邻居列表查看邻居列表router#show ip ospf neighborv查看链路状态数据库查看链路状态数据库router#show ip ospf databasev查看路由表查看路由表router#show ip rout

25、ev 查看查看ospf的配置的配置router#show ip ospfv查看查看ospf接口数据结构接口数据结构router#show ip ospf interface 接口接口 page 30/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-1s0/1s0/1abc192.168.10.1/24192.168.10.2/24192.168.20.1/24192.168.20.2/24f0/0f0/0loopback 0：10.1.1.1loopback 0：20.1.1.1loopback 0：30.1.1.1page 31/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-2ra#confi

26、g terminalra(config)#interface loopback 0ra(config-if)#ip address 20.1.1.1 255.0.0.0ra(config-if)#exitra(config)#interface f0/0ra(config-if)#ip address 192.168.20.1 255.255.255.0ra(config-if)#no shutra(config)#interface s0/1ra(config-if)#clock rate 128000ra(config-if)#bandwidth 128ra(config-if)#ip a

27、ddress 192.168.10.1 255.255.255.0ra(config-if)#no shut带宽值用于计算带宽值用于计算ospf的的costpage 32/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-3ra(config)#router ospf 20ra(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0ra(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0page 33/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-4s0/1s0/1abc192.168.10.1

28、/24192.168.10.2/24192.168.20.1/24192.168.20.2/24f0/0f0/0loopback 0：10.1.1.1loopback 0：20.1.1.1loopback 0：30.1.1.1page 34/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-5rb(config)#interface loopback 0rb(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.0.0.0rb(config-if)#exitrb(config)#interface s0/1rb(config-if)#ip address 192.168.20.1

29、255.255.255.0rb(config-if)#no shutrb(config)#router ospf 10rb(config-router)#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0rb(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0page 35/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-6s0/1s0/1abc192.168.10.1/24192.168.10.2/24192.168.20.1/24192.168.20.2/24f0/0f0/0loopback 0：10.1.1.1l

30、oopback 0：20.1.1.1loopback 0：30.1.1.1由学员完成由学员完成page 36/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-7vrouter(config-router)#router-id 3.3.3.3vrouter#clear ip ospf processv 查看邻居列表查看邻居列表ra#show ip ospf neighbor neighbor id pri state dead time address interface30.1.1.1 1 full/bdr 00:00:37 192.168.20.2 fastethernet0/010.1.1.

31、1 1 full/ - 00:00:35 192.168.10.2 serial0/1page 37/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-8v 查看路由表查看路由表ra#show ip routecodes: c - connected, s - static, i - igrp, r - rip, m - mobile, b - bgp d - eigrp, ex - eigrp external, o - ospf, ia - ospf inter area n1 - ospf nssa external type 1, n2 - ospf nssa external type

32、2 e1 - ospf external type 1, e2 - ospf external type 2, e - egp i - is-is, l1 - is-is level-1, l2 - is-is level-2, ia - is-is inter area * - candidate default, u - per-user static route, o - odr p - periodic downloaded static routegateway of last resort is not setc 20.0.0.0/8 is directly connected,

33、loopback0c 192.168.10.0/24 is directly connected, serial0/1c 192.168.20.0/24 is directly connected, fastethernet0/0 10.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetso 10.1.1.1 110/782 via 192.168.10.2, 00:45:55, serial0/1 30.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetso 30.1.1.1 110/2 via 192.168.20.2, 00:45:55, fastethernet

34、0/0通过通过ospf学习到学习到的路由的路由ospf的管理距离的管理距离是是110128k的链路的链路cost值为值为781page 38/43ospf单区域配置实例单区域配置实例10-9v 查看接口数据结构查看接口数据结构ra#show ip ospf inter f0/0fastethernet0/0 is up, line protocol is up internet address 192.168.20.1/24, area 0 process id 20, router id 20.1.1.1, network type broadcast, cost: 1 transmit d

35、elay is 1 sec, state dr, priority 1 designated router (id) 20.1.1.1, interface address 192.168.20.1 backup designated router (id) 30.1.1.1, interface address 192.168.20.2 timer intervals configured, hello 10, dead 40, wait 40, retransmit 5 hello due in 00:00:05 index 2/2, flood queue length 0 next 0

36、 x0(0)/0 x0(0) last flood scan length is 2, maximum is 2 last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec neighbor count is 1, adjacent neighbor count is 1 adjacent with neighbor 30.1.1.1 (backup designated router) suppress hello for 0 neighbor(s)广播型网络广播型网络dr的的idbdr的的id接口所属区域接口所属区域page 39/43ra#show ip ospf interface s0/1serial0/1 is up, line protocol is up internet address 192.168.10.1/24, area 0 process id 20, router id 20.1.1.1, network type point_to_point, cost: 781 transmit delay is 1 sec, state point_to_point, timer intervals configured, he