OSPF路由協(xié)議綜述及其配置74960

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議(link-stateroutingprotocol)的一些特征:

1.對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的變化能夠快速響應(yīng)

2.當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化的時(shí)候發(fā)送觸發(fā)式更新(triggeredupdate)

3.發(fā)送周期性更新(鏈路狀態(tài)刷新),間隔時(shí)間為30分鐘

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議只在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化以后產(chǎn)生路由更新.當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化以后,檢測(cè)到變化的設(shè)備創(chuàng)建LSA(linkstateadvertisement),通過使用組播地址傳送給所有的鄰居設(shè)備,然后每個(gè)設(shè)備拷貝一份LSA,更新它自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(linkstatedatabase,LSDB),接著再轉(zhuǎn)發(fā)LSA給其他的鄰居設(shè)備.這種LSA的洪泛(flooding)保證了所有的路由設(shè)備在更新自己的路由表之前更新它自己的LSDB

LSDB通過使用Dijkstra算法(shortestpathfirst,SPF)來計(jì)算到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑,建立一條SPF樹(tree),然后最佳路徑從SPF樹里選出來,被放進(jìn)路由表里OSPF和IS-IS協(xié)議被歸類到鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中.鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在一個(gè)特定的區(qū)域(area)里從鄰居處收集網(wǎng)絡(luò)信息,一旦路由信息都被收集齊以后,每個(gè)路由器開始通過使用Dijkstra算法(SPF)獨(dú)立計(jì)算到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑

運(yùn)行了鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的路由器跟蹤以下信息:

1.它們各自的鄰居

2.在同一個(gè)區(qū)域中的所有路由器

3.到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑

Link-StateDataStructures

為了能夠做出更好的路由決策,OSPF路由器必須維持的有以下內(nèi)容:

1.neighbortable:也叫adjacencydatabase.存儲(chǔ)了鄰居路由器的信息.如果一個(gè)OSPF路由器和它的鄰居路由器失去聯(lián)系,在幾秒中的時(shí)間內(nèi),它會(huì)標(biāo)記所有到達(dá)那條路由均為無效并且重新計(jì)算到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑

2.topologytable:一般叫做LSDB.OSPF路由器通過LSA學(xué)習(xí)到其他的路由器和網(wǎng)絡(luò)狀況,LSA存儲(chǔ)在LSDB中

3.routingtable:也就是我們所說的路由表了,也叫forwardingdatabase,包含了到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑的信息

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議和距離向量路由協(xié)議的一個(gè)區(qū)別就是:距離向量路由協(xié)議是routingbyrumors,也就是說,距離向量路由協(xié)議依靠鄰居發(fā)給它的信息來做路由決策,而且路由器不需要保持完整的網(wǎng)絡(luò)信息;而運(yùn)行了鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的路由器保持的有完整的網(wǎng)絡(luò)信息的快照,而且每個(gè)路由器自己做出路由決策

DefininganOSPFArea

OSPF的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求是雙層層次化(2-layerhierarchy),包括如下2層:

1.transitarea(backbone或area0)

2.regularareas(nonbackboneareas)

transitarea負(fù)責(zé)的主要功能是IP包快速和有效的傳輸.transitarea互聯(lián)OSPF其他區(qū)域類型.一般的,這個(gè)區(qū)域里不會(huì)出現(xiàn)端用戶(enduser)

regularareas負(fù)責(zé)的主要功能就是連接用戶和資源.這種區(qū)域一般是根據(jù)功能和地理位置來劃分.一般的,一個(gè)regulararea不允許其他區(qū)域的流量通過它到達(dá)另外一個(gè)區(qū)域,必須穿越transitarea比如area0.regularareas還可以有很多子類型,比如stubarea,locallyarea和not-so-stubbyarea

在鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中,所有的路由器都保持的有LSDB,OSPF路由器越多,LSDB就越大.這可能對(duì)了解完整的網(wǎng)絡(luò)信息有幫助,但是隨著網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng),可擴(kuò)展性的問題就會(huì)越來越大.采用的折中方案就是引入?yún)^(qū)域的概念.在某一個(gè)區(qū)域里的路由器只保持的有該區(qū)域中所有路由器或鏈路的詳細(xì)信息和其他區(qū)域的一般信息.當(dāng)某個(gè)路由器或某條鏈路出故障以后,信息只會(huì)在那個(gè)區(qū)域以內(nèi)在鄰居之間傳遞.那個(gè)區(qū)域以外的路由器不會(huì)收到該信息.OSPF要求層次化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),意味著所有的區(qū)域要和area0直接相連.如下圖:

注意area1和area2或3之間的連接是不允許的,它們都必須通過backbonearea0進(jìn)行連接.Cisco建議每個(gè)區(qū)域中路由器的數(shù)量為50到100個(gè)構(gòu)建area0的路由器稱為骨干路由器(backbonerouter,BR),如上圖,A和B就是BR;區(qū)域邊界路由器(areaborderrouter,ABR)連接area0和nonbackboneareas.如圖,C,D和E就是ABR.ABR通常具有以下特征:

1.分隔LSA洪泛的區(qū)域

2.是區(qū)域地址匯總的主要因素

3.一般做為默認(rèn)路由的源頭

4.為每個(gè)區(qū)域保持LSDB

理想的設(shè)計(jì)是使每個(gè)ABR只連接2個(gè)區(qū)域,backbone和其他區(qū)域,3個(gè)區(qū)域?yàn)樯舷?/p>

DefiningOSPFAdjacencies

運(yùn)行OSPF的路由器通過交換hello包和別的路由器建立鄰接(adjacency)關(guān)系,過程如下:

1.路由器和別的路由器交換hello包,目標(biāo)地址采用多播地址

2.hello包交換完畢,鄰接關(guān)系形成

3.接下來通過交換LSA和對(duì)接收方的確認(rèn)進(jìn)行同步LSDB.對(duì)于OSPF路由器而言,進(jìn)入完全鄰接狀態(tài)

4.如果需要的話,路由器轉(zhuǎn)發(fā)新的LSA給其他的鄰居,來保證整個(gè)區(qū)域內(nèi)LSDB的完全同步

對(duì)于點(diǎn)到點(diǎn)的WAN串行連接,兩個(gè)OSPF路由器通常使用HDLC或PPP來形成完全鄰接狀態(tài)

對(duì)于LAN連接,選舉一個(gè)路由器做為designatedrouter(DR)再選舉一個(gè)做為backupdesignatedrouter(BDR),所有其他的和DR以及BDR相連的路由器形成完全鄰接狀態(tài)而且只傳輸LSA給DR和BDR.DR從鄰居處轉(zhuǎn)發(fā)更新到另外一個(gè)鄰居那里.DR的主要功能就是在一個(gè)LAN內(nèi)的所有路由器擁有相同的數(shù)據(jù)庫,而且把完整的數(shù)據(jù)庫信息發(fā)送給新加入的路由器.路由器之間還會(huì)和LAN內(nèi)的其他路由器(非DR/BDR,即DROTHERs)維持一種部分鄰居關(guān)系(two-wayadjacency)

OSPF的鄰接一旦形成以后,會(huì)交換LSA來同步LSDB,LSA將進(jìn)行可靠的洪泛

OSPFCalculation

鏈路狀態(tài)陸游協(xié)議使用Dijkstra算法來查找到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的最佳路徑.所有的路由器擁有相同的LSDB后,把自己放進(jìn)SPFtree中的root里,然后根據(jù)每條鏈路的耗費(fèi)(cost),選出耗費(fèi)最低的做為最佳路徑,最后把最佳路徑放進(jìn)forwardingdatabase(路由表)里

下圖就是一個(gè)SPF計(jì)算的例子:

1.LSA遵循splithorizon原則,H對(duì)E宣告它的存在,E把H的宣告和它自己的宣告再傳給C和G;C和G再和之前類似,繼續(xù)傳播開來……

2.X有4個(gè)鄰居:A,B,C和D,假設(shè)這里都是以太網(wǎng),每條網(wǎng)鏈路的耗費(fèi)為10,經(jīng)過計(jì)算,路由器可以算出最佳路徑.上圖的右半部分實(shí)線所標(biāo)即為最佳路徑

LSDataStructures:LSAOptions

關(guān)于LSA的操作流程圖如下:

如圖可以看出當(dāng)路由器收到一個(gè)LSA以后,先會(huì)查看它自己的LSDB看有沒有相應(yīng)的條目,如果沒有就加進(jìn)自己的LSDB中去,并反饋LSA確認(rèn)包(LSAck),接著再繼續(xù)洪泛LSA,最后運(yùn)行SPF算法算出新的路由表

如果當(dāng)它收到LSA的時(shí)候,自己的LSDB有該條目而且版本號(hào)一樣,就忽略這個(gè)LSA;如果有相應(yīng)條目,但是收到的LSA的版本號(hào)更新,就加進(jìn)自己的LSDB中,發(fā)回LSAck,洪泛LSA,最后用SPF計(jì)算最佳路徑;如果版本號(hào)沒有自己LSDB中那條新,就反饋LSU信息給發(fā)送源

TypesofOSPFPackets

OSPF包的5種類型如下:

1.hello:用來建立鄰居關(guān)系的包

2.databasedescription(DBD):用來檢驗(yàn)路由器之間數(shù)據(jù)庫的同步

3.linkstaterequest(LSR):鏈路狀態(tài)請(qǐng)求包

4.linkstateupdate(LSU):特定鏈路之間的請(qǐng)求記錄

5.linkstateacknowledgement(LSAck):確認(rèn)包

OSPFPacketHeaderFormat

5種OSPF包都是直接被封裝在IP包里的而不使用TCP或UDP.由于沒有使用可靠的TCP協(xié)議,但是OSPF包又要求可靠的傳輸,所以就有了LSAck包.如下圖所示就是OSPF包在IP包里的形式:

協(xié)議號(hào)為89(EIGRP協(xié)議號(hào)為8,一些字段如下:

1.VersionNumber:當(dāng)前為OSPF版本2

2.Type:定義OSPF包的類型

3.PacketLength:包的長(zhǎng)度,單位字節(jié)

4.RouterID(RID):產(chǎn)生OSPF包的源路由器

5.AreaID:定義OSPF包是從哪個(gè)area產(chǎn)生出來的

6.Checksum(校驗(yàn)和):錯(cuò)誤校驗(yàn)

7.AuthenticationType:驗(yàn)證方法,可以是明文(cleartext)密碼或者是MessageDigest5(MD5)加密格式

8.Data:對(duì)于hello包來說,該字段是已知鄰居的列表;對(duì)于DBD包來說,該字段包含的是LSDB的匯總信息,包括RID等等;對(duì)于LSR包來說,該字段包含的是需要的LSU類型和需要的LSU類型的RID;對(duì)于LSU包來說,包含的是完全的LSA條目,多個(gè)LSA條目可以裝在一個(gè)包里;對(duì)于LSAck來說,字段為空

OSPFNeighborAdjacencyEstablishment

Hello協(xié)議用來建立和保持OSPF鄰居關(guān)系,采用多播地址,hello包包含的信息如下:

1.RouterID(RID):路由器的32位長(zhǎng)的一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符,選舉規(guī)則是,如果loopback接口不存在的話,就選物理接口中IP地址等級(jí)最高的那個(gè);否則就選取loopback接口

2.hello/deadintervals:定義了發(fā)送hello包頻率(默認(rèn)在一個(gè)多路訪問網(wǎng)絡(luò)中間隔為10秒);dead間隔是4倍于hello包間隔.鄰居路由器之間的這些計(jì)時(shí)器必須設(shè)置成一樣

3.neighbors:鄰居列表

4.areaID:為了能夠通信,OSPF路由器的接口必須屬于同一網(wǎng)段中的同一區(qū)域(area),即共享子網(wǎng)以及子網(wǎng)掩碼信息

5.routerpriority:優(yōu)先級(jí),選舉DR和BDR的時(shí)候使用.8位長(zhǎng)的一串?dāng)?shù)字

6.DR/BDRIPaddress:DR/BDR的IP地址信息

7.authenticationpassword:如果啟用了驗(yàn)證,鄰居路由器之間必須交換相同的密碼信息.此項(xiàng)可選

8.stubareaflag:stubarea是通過使用默認(rèn)路由代替路由更新的一種技術(shù)(有點(diǎn)像EIGRP中的stub功能)

EstablishingBidirectionalCommunication1.星型(star/hub-and-spoke):最常見的幀中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?代價(jià)最小

2.全互連(full-mesh):冗余,但是代價(jià)大,在這樣的環(huán)境中計(jì)算VC的數(shù)量,使用n(n-1)/2的公式,n為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)

3.部分互連(partial-mesh):前兩種的折中方案

OSPF運(yùn)行的兩種RFC中定義的模式如下:

1.NBMA:一般和部分互連的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用,需要選舉DR/BDR和人工指定鄰居.優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)point-to-multipoint模式它的負(fù)載較低

2.point-to-multipoint:把非廣播的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作點(diǎn)到點(diǎn)連接的集合,自動(dòng)發(fā)現(xiàn)鄰居,不指定DR/BDR,一般和部分互連的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用.優(yōu)點(diǎn)是配置較為簡(jiǎn)便

一些其他的可運(yùn)行模式如下:

1.point-to-multipointnonbroadcast

2.broadcast

3.point-to-point

定義OSPF網(wǎng)絡(luò)類型的命令如下:

Router(config-if)#ipospfnetwork[{broadcastnonbroadcastpoint-to-multipointpoint-to-multipointnonbroadcast}]

幾種選項(xiàng)的含義如下:

1.broadcast:使得WAN接口看上去像LAN接口;一個(gè)IP子網(wǎng);多播hello包自動(dòng)發(fā)現(xiàn)鄰居;選舉DR/BDR;要求網(wǎng)絡(luò)全互連

2.nonbroadcast(NBMA):一個(gè)IP子網(wǎng);鄰居手工指定;選舉DR/BDR;DR/BDR要求和DROTHER完全互連;一般用在部分互連的網(wǎng)絡(luò)中

3.point-to-multipoint:一個(gè)IP子網(wǎng);多播hello包自動(dòng)發(fā)現(xiàn)鄰居;不要求DR/BDR的選舉;一般用在部分互連的網(wǎng)絡(luò)中

4.point-to-multipointnonbroadcast:假如VC中多播和廣播能力沒有啟用的話就不能使用point-to-multipoint模式,也路由器沒辦法多播hello包;鄰居必須人工指定;不需選舉DR/BDR

5.point-to-point:一個(gè)子網(wǎng);不選舉DR/BDR;當(dāng)只有2個(gè)路由器的接口要形成鄰接關(guān)系的時(shí)候才使用;接口可以為L(zhǎng)AN或WAN接口

CommonOSPFConfigurationforFrameRelay

先看看NBMA模式,如下圖:

1.OSPF會(huì)把NBMA當(dāng)作broadcast網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理(比如LAN)

2.如圖,所有的serial口處于同一子網(wǎng)

3.ATM,X.25和幀中繼默認(rèn)為NBMA操作

4.鄰居手動(dòng)指定

5.洪泛LSU的時(shí)候,要對(duì)每條PVC進(jìn)行洪泛

6.RFC2328兼容

對(duì)NBMA類型人工指定鄰居使用如下命令:

Router(config-router)#neighbor[x.x.x.x]priority[number]poll-interval[number]

x.x.x.x為鄰居的IP地址

priority[number]為優(yōu)先級(jí),假如設(shè)置為0的話將不能成為DR/BDR

poll-interval[number]是輪詢的間隔時(shí)間,單位為秒.NBMA接口發(fā)送hello包給鄰居之前等待的時(shí)間

下圖是一個(gè)配置實(shí)例:

RouterA(config)#routerospf100

RouterA(config-router)#network55area0

RouterA(config-router)#neighborpriority0

RouterA(config-router)#neighborpriority0

如上,把鄰居的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0,保證A為DR.在部分互連的NBMA網(wǎng)絡(luò)中,只需在DR/BDR上使用neighbor命令;假如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星形的話,neighbor命令應(yīng)該使用在中心路由器上;在全互連的NBMA網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)該在所有的路由器上使用neighbor命令,除非是人工指定DR/BDR

查看OSPF鄰居信息:showipospfneighbor[typenumber][neighbor-id][detail]

typenumber:接口類型和接口號(hào),可選

neighbor-id:鄰居路由器ID,可選

再看看point-to-multipoint模式,如下圖:

1.適用于部分互連或星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)里

2.不需DR,只使用單獨(dú)的一個(gè)子網(wǎng)

3.自動(dòng)發(fā)現(xiàn)鄰居

4.LSU包被發(fā)送到每個(gè)鄰居路由器的接口

如下圖,point-to-multipoint的配置如下:

路由器A:

RouterA(config)#interfaceserial0

RouterA(config-if)#encapsulationhdlc

RouterA(config-if)#ipaddress

RouterA(config)#interfaceserial1

RouterA(config-if)#encapsulationframe-relay

RouterA(config-if)#ipaddress

RouterA(config-if)#ipospfnetworkpoint-to-multipoint

路由器B:

RouterB(config)#interfaceserial0

RouterB(config-if)#ipaddress

RouterB(config-if)#encapsulationframe-relay

RouterB(config-if)#ipospfnetworkpoint-to-multipoint

驗(yàn)證如下:

RouterA#showipospfinterfaces1

Serial1isup,lineprotocolisup

InternetAddress/24,Area1

ProcessID100,RouterID,NetworkTypePoint-To-Multipoint,Cost:64

TransmitDelayis1sec,State:Point_To_Multipoint

Timerintervalsconfigured,Hello30,Dead120,Wait120,Retransmit5

Helloduein00:00:11

Neighborcountis2,Adjacentneighborcountis2

Adjacentwithneighbor

Adjacentwithneighbor

(略)

接下來再看看point-to-multipointnonbroadcast模式,這個(gè)模式是RFC兼容的point-to-multipoint的擴(kuò)展;鄰居必須人工指定;不選舉DR/BDR;使用在某些鄰居不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的場(chǎng)合下

然后是broadcast模式,要選舉DR/BDR

最后是point-to-point模式,使用在當(dāng)NBMA網(wǎng)絡(luò)中只存在2個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候;不選舉DR/BDR;每條點(diǎn)到點(diǎn)的連接處在同一個(gè)子網(wǎng)中;一般只和point-to-pointsubinterface結(jié)合使用

定義subinterface的命令如下:

Router(config)#interfaceserial[number.subinterface-number]{point-to-pointmultipoint}

默認(rèn)在point-to-point的幀中繼subinterface的OSPF模式是point-to-point模式;在multipoint的幀中繼subinterface的OSPF模式是NBMA(nonbroadcast)模式;在幀中繼物理接口的OSPF模式也是NBMA模式

下圖就是一個(gè)point-to-pointsubinterface的例子:

如圖每條VC要求一個(gè)單獨(dú)的子網(wǎng)

下圖是一個(gè)multipointsubinterface的例子:

如圖,第一個(gè)subinterfaceS1.1為point-to-point模式;OSPF把第二個(gè)multipointsubinterfaceS1.2當(dāng)作NBMA模式

下圖是幾種模式的一個(gè)比較:

debugipospfadj:用來跟蹤OSPF鄰居信息

TypesofOSPFRouters

當(dāng)OSPFarea過大的話,帶來的負(fù)面影響有:

1.太過頻繁的SPF計(jì)算,造成路由器CPU負(fù)載過重

2.路由表過大

3.LSDB過大

解決方案是劃分層次化的area路由(hierarchicalarearouting),減少了SPF運(yùn)算的頻率,減小了路由表的體積,減少了LSU的負(fù)載

OSPF路由器的類型如下圖:

internalrouters:所有的接口在一個(gè)area里,擁有相同的LSDB

backbonerouter:至少一個(gè)有接口連接到area0里,和internalrouters保持相同的OSPF進(jìn)程和算法

ABR:接口連接了多個(gè)area,每個(gè)接口保持它所連的area的單獨(dú)的LSDB

ASBR:至少有一個(gè)接口連接到外部網(wǎng)絡(luò)比如其他的AS,非OSPF網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)然,一個(gè)路由器同時(shí)可以扮演上述多個(gè)角色

OSPFLSATypes

一些LSA的類型如下:

類型1:routerLSA

類型2:networkLSA

類型3/4:summaryLSA

類型5:ASexternalLSA

類型6:multicastOSPFLSA,使用在OSPF多播應(yīng)用程序里

類型7:使用在Not-So-Stubbyarea(NSSA)里

類型8:非凡的LSA用來連接OSPF和BGP

類型9/10/11:opaqueLSA,用于今后OSPF的升級(jí)等

LSA類型1(routerLSA),如下圖:

類型1的LSA只在一個(gè)area里傳播,不會(huì)穿越ABR.描述了和路由器直接相連的鏈路集體狀態(tài)信息.RID鑒別類型1的LSA,LSA描述了鏈路的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和掩碼(即linkID).另外類型1的LSA還描述了路由器是否是ABR或ASBR

類型1的LSA不同的鏈路類型的linkID如下:

1.point-to-point的linkID是鄰居的RID

2.transitnetwork的linkID是DR的接口地址

3.stubnetwork的linkID是IP網(wǎng)絡(luò)號(hào)

4.virtuallink的linkID是鄰居的RID

LSA類型2(networkLSA),如下圖:

類型2的LSA只在一個(gè)區(qū)域里傳播,不會(huì)穿越ABR.描述了組成transitnetwork的直連的路由器.transitnetwork直連至少2臺(tái)OSPF路由器.DR負(fù)責(zé)宣告類型2的LSA,然后在transitnetwork的一個(gè)area里進(jìn)行洪泛.類型2的LSAID是DR進(jìn)行宣告的那個(gè)接口的IP地址

LSA類型3(summaryLSA),如下圖:

類型3的LSA由ABR發(fā)出.默認(rèn)OSPF不會(huì)對(duì)連續(xù)子網(wǎng)進(jìn)行匯總.可在ABR上進(jìn)行人工設(shè)定啟用匯總.類型3的LSA可以在整個(gè)AS內(nèi)進(jìn)行洪泛

LSA類型4(summaryLSA),如下圖:

類型4的LSA只使用在area里存在ASBR的時(shí)候,類型4的LSA鑒別ASBR和提供到達(dá)ASBR的路由.類型4的LSA只包含了ASBR的RID信息.類型4的LSA由ABR生成,并在整個(gè)AS里進(jìn)行洪泛

LSA類型5(externalLSA),如下圖:

類型5的LSA描述了到達(dá)外部AS的路由,由ASBR生成并在整個(gè)AS內(nèi)洪泛

InterpretingtheOSPFLSDBandRoutingTable

使用showipospfdatabase來查看OSPF的LSDB信息

一些routedesignator如下:

1.O:代表OSPFarea內(nèi)(intra-area)路由,為routerLSA

2.OIA:在一個(gè)AS里的area之間(inter-area)的路由,為summaryLSA

3.OE1/OE2:AS外路由,為externalLSA

SPF算法根據(jù)LSDB運(yùn)算出SPF樹來決定最佳路徑,步驟如下:

1.所有在各自的area里的路由器計(jì)算出最佳路徑并放進(jìn)路由表里,為L(zhǎng)SA類型1和類型2.用O來標(biāo)記

2.area之間的路由器計(jì)算出最佳路徑,這些最佳路徑是area間路由條目,或LSA類型3和LSA類型4.用OIA來標(biāo)記

3.所有的除了stubarea的路由器計(jì)算出到達(dá)外部AS的最佳路徑(LSA類型5),標(biāo)記為OE1或OE2

OE1和OE2的區(qū)別為是到達(dá)外部網(wǎng)絡(luò),前者要加內(nèi)部cost,后者不加,如下圖:

一般只有一個(gè)ASBR宣告到達(dá)外部AS的外部路由的時(shí)候,就使用OE2(OE2為默認(rèn)類型);假如有多個(gè)ASBR宣告一條到達(dá)同一個(gè)外部AS的外部路由的時(shí)候,就應(yīng)該使用OE2

ChangingtheCostMetric

默認(rèn)情況下,Cisco根據(jù)100Mbps/bandwidth來計(jì)算metric,比如64Kbps鏈路的metric約為1562,T1的為64,100Mbps的鏈路為1.當(dāng)鏈路速率大于100Mbps的時(shí)候,應(yīng)該在OSPF進(jìn)程下使用如下命令:

RouterA(config-router)#auto-costreference-bandwidth

在接口自定義cost的命令如下:

RouterA(config-if)#ipospfcost[value]

這條命令將使得超越默認(rèn)的cost計(jì)算,具有更高的優(yōu)先權(quán).value范圍為1到65535.值越低,就越優(yōu)先采用該接口

OSPFRouteSummarizationConcepts

OSPF路由匯總可以減少路由表?xiàng)l目,減少類型3和類型5的LSA的洪泛,節(jié)約帶寬資源和減輕路由器CPU負(fù)載,還能夠?qū)ν負(fù)涞淖兓镜鼗?/p>

OSPF路由匯總的兩種類型如下:

1.inter-area(IA)routesummarization:發(fā)生在ABR上

2.externalroutesummarization:發(fā)生在ASBR上

ConfiguringRouteSummarization

因?yàn)镺SPF是基于無類的路由協(xié)議,它不會(huì)進(jìn)行自動(dòng)匯總.手動(dòng)在ABR上做IAroutesummarization的命令如下:

Router(config-router)#area[area-id]range[address][mask]

在ASBR上做externalroutesummarization的命令如下:

Router(config-router)#summary-address[address][mask][not-advertise][tagtag]

如下圖就是一個(gè)ASBR上的externalroutesummarization的例子:

R1(config-router)#networkarea1

R1(config-router)#summary-address

DefaultRoutesinOSPF

OSPF路由器默認(rèn)不會(huì)產(chǎn)生默認(rèn)路由到一般性的area里,但是可以通過相關(guān)命令啟用默認(rèn)路由.默認(rèn)路由作為L(zhǎng)SA類型5出現(xiàn)在LSDB中

創(chuàng)建OSPF默認(rèn)路由的命令如下:

Router(config-router)#default-informationoriginate[always][metricvalue][metric-typetype-value][route-mapmap-name]

參數(shù)always是不管路由表里是否存在默認(rèn)路由,都會(huì)宣告一條默認(rèn)路由

metricvalue是指定默認(rèn)路由的metric,默認(rèn)為10

type-value可以為1或者2.1為OE1,2為OE2,默認(rèn)是2

route-mapmap-name是假如滿足routemap的話就產(chǎn)生默認(rèn)路由

實(shí)例如下圖:

R1(config)#routerospf100

R1(config-router)#netwarea0

R1(config-router)#default-informationoriginatemetric10

R2(config)#routerospf100

R2(config-router)#netwarea0

R2(config-router)#default-informationoriginatemetric100

TypesofOSPFAreas

一些OSPFarea的類型如下:

1.standardarea:接收鏈路更新,路由匯總和外部路由

2.backbonearea(transitarea):標(biāo)記為area0,擁有standardarea的一切屬性

3.stubarea:不可以包含ASBR.不接收外部路由信息(LSA類型5),假如要到達(dá)外部AS的話就使用標(biāo)記為的默認(rèn)路由.好處是可以減少路由表的條目.stubarea沒有虛鏈路(virtuallink)穿越它們

4.totallystubbyarea:Cisco私有,不接收外部路由信息和路由匯總信息(LSA類型3,4和5).不可以包含ASBR.假如要到達(dá)外部AS的話就使用標(biāo)記為的默認(rèn)路由.好處是最小化路由表?xiàng)l目

5.not-so-stubbyarea(NSSA):NSSA是OSPFRFC的補(bǔ)遺.定義了非凡的LSA類型7.提供類似stubarea和totallystubbyarea的優(yōu)點(diǎn),可以包含的有ASBR

StubAreaConfiguration

stubarea的配置命令如下:

RouterA(config-router)#area[area-id]stub

所有在stubarea里的路由器必須都使用stub命令,例子如下圖:

R3(config)#routerospf100

R3(config-router)#netw55area0

R3(config-router)#netw55area2

R3(config-router)#area2stub

R4(config)#routerospf10

R4(config-router)#netw55area2

R4(config-router)#area2stub

如上是把a(bǔ)rea2配置為stubarea,R3做為ABR自動(dòng)向area2(stubarea)宣告一條metric為1的默認(rèn)路由

TotallyStubbyAreaConfiguration

totallystubbyarea的配置命令如下:

RouterA(config-router)#area[area-id]stubno-summary

ABR默認(rèn)宣告一條metric為1的默認(rèn)路由到totallystubbyarea,修改這個(gè)metric的命令如下:

RouterA(config-router)#area[area-id]default-cost[cost]

配置實(shí)例如下圖:

R3(config)#routerospf100

R3(config-router)#netw55area1

R3(config-router)#area1stub

R4(config)#routerospf50

R4(config-router)#netw55area1

R4(config-router)#netw55area0

R4(config-router)#area1stubno-summary

R4(config-router)#area1default-cost10

R4(config)#routerospf50

R2(config-router)#netw55area1

R2(config-router)#netw55area0

R2(config-router)#area1stubno-summary

R2(config-router)#area1default-cost5

如上,默認(rèn)路由將選用R2上的,因?yàn)镽2的metric更低

Not-So-StubbyAreas

之前說過stubarea和totallystubarea不可以包含的有ASBR,但是假如你想使用ASBR,又想使其具有stubarea和totallystubarea的優(yōu)點(diǎn)(減少路由表?xiàng)l目)的話,就可以采用NSSA,如下圖:

RIP經(jīng)過再發(fā)布(redistribution)到NSSA以后,NSSA的ASBR將產(chǎn)生只存在于NSSA中的LSA類型7,然后ABR將LSA類型7轉(zhuǎn)換成LSA類型5

NSSA的配置命令為在OSPF進(jìn)程下使用area[area-id]nssa,所有位于NSSA里的路由器都要使用這條命令.如下圖是配置實(shí)例:

R2(config)#routerospf100

R2(config-router)#summary-address

R2(config-router)#netw55area1

R2(config-router)#netw55area0

R2(config-router)#area1nssadefault-information-originate

使用default-information-originate參數(shù)創(chuàng)建一條area0到NSSA的默認(rèn)路由.并且類型5的LSA將不會(huì)進(jìn)入NSSA(類似stubarea)

R1(config)#routerospf100

R1(config-router)#redistributeripsubnets

R1(config-router)#defaultmetric150

R1(config-router)#netw55area1

R1(config-router)#area1nssa

還可以將NSSA配置成具有totally-stub的特性,如下:

R1(config)#routerospf100

R1(config-router)#redistributeripsubnets

R1(config-router)#defaultmetric150

R1(config-router)#netw55area1

R1(config-router)#area1nssa

R2(config)#routerospf100

R2(config-router)#summary-address

R2(config-router)#netw55area1

R2(config-router)#netw55area0

R2(config-router)#area1nssano-summary

這樣類型3,4和5的LSA將不會(huì)進(jìn)入NSSA,no-summary參數(shù)只應(yīng)用在ABR上就可以了,NSSA里的其他路由器只需使用area1nssa

TheshowCommandsforStubandNSSA

一些驗(yàn)證性命令如下:

showipospf:顯示area類型

showipospfdatabase:顯示LSA類型7

showipospfdatabasenssa-external:顯示LSDB中每條類型7的LSA的信息

showiproute:顯示標(biāo)記為ON1/N2的NSSA路由條目(默認(rèn)為ON2)

DefininganOSPFVirtualLink

在OSPF里所有的area都要和area0相連,但是假如某個(gè)區(qū)域沒有和area0相連的話,就可以采用虛鏈路來連接它們,如下圖:

虛鏈路一般是做為備份連接或者是臨時(shí)連接

虛鏈路的配置命令如下:

Router(config-router)#area[area-id]virtual-link[RID]

一些其他可選參數(shù)如下:

authentication[message-digestnull]:指定驗(yàn)證方式為MD5加密還是明文口令

hello-intervals[second]:定義hello包發(fā)送時(shí)間間隔,默認(rèn)為10秒

配置實(shí)例如下圖:

R2(config)#routerospf100

R2(config-router)#netw55area1

R2(config-router)#netw55area3

R2(config-router)#area1virtual-link

注重上面的RID,是指定虛鏈路中對(duì)方的RID,R1的配置如下:

R1(config)#routerospf200

R1(config-router)#netw55area0

R1(config-router)#netw55area1

R1(config-router)#area1virtual-link23

注重area-id都為area1,因?yàn)閍rea1做為虛鏈路的transitarea

使用showipospfvirtual-links命令驗(yàn)證虛鏈路的配置OSPF路由協(xié)議綜述及其配置(4)

當(dāng)OSPFarea過大的話,帶來的負(fù)面影響有:

1.太過頻繁的SPF計(jì)算,造成路由器CPU負(fù)載過重

2.路由表過大

3.LSDB過大

解決方案是劃分層次化的area路由(hierarchicalarearouting),減少了SPF運(yùn)算的頻率,減小了路由表的體積,減少了LSU的負(fù)載

OSPF路由器的類型如下圖:

internalrouters:所有的接口在一個(gè)area里,擁有相同的LSDB

backbonerouter:至少一個(gè)有接口連接到area0里,和internalrouters保持相同的OSPF進(jìn)程和算法

ABR:接口連接了多個(gè)area,每個(gè)接口保持它所連的area的單獨(dú)的LSDB

ASBR:至少有一個(gè)接口連接到外部網(wǎng)絡(luò)比如其他的AS,非OSPF網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)然,一個(gè)路由器同時(shí)可以扮演上述多個(gè)角色

OSPFLSATypes

一些LSA的類型如下:

類型1:routerLSA

類型2:networkLSA

類型3/4:summaryLSA

類型5:ASexternalLSA

類型6:multicastOSPFLSA,使用在OSPF多播應(yīng)用程序里

類型7:使用在Not-So-Stubbyarea(NSSA)里

類型8:非凡的LSA用來連接OSPF和BGP

類型9/10/11:opaqueLSA,用于今后OSPF的升級(jí)等

LSA類型1(routerLSA),如下圖:

類型1的LSA只在一個(gè)area里傳播,不會(huì)穿越ABR.描述了和路由器直接相連的鏈路集體狀態(tài)信息.RID鑒別類型1的LSA,LSA描述了鏈路的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和掩碼(即linkID).另外類型1的LSA還描述了路由器是否是ABR或ASBR

類型1的LSA不同的鏈路類型的linkID如下:

1.point-to-point的linkID是鄰居的RID

2.transitnetwork的linkID是DR的接口地址

3.stubnetwork的linkID是IP網(wǎng)絡(luò)號(hào)

4.virtuallink的linkID是鄰居的RID

LSA類型2(networkLSA),如下圖:

類型2的LSA只在一個(gè)區(qū)域里傳播,不會(huì)穿越ABR.描述了組成transitnetwork的直連的路由器.transitnetwork直連至少2臺(tái)OSPF路由器.DR負(fù)責(zé)宣告類型2的LSA,然后在transitnetwork的一個(gè)area里進(jìn)行洪泛.類型2的LSAID是DR進(jìn)行宣告的那個(gè)接口的IP地址

LSA類型3(summaryLSA),如下圖:

類型3的LSA由ABR發(fā)出.默認(rèn)OSPF不會(huì)對(duì)連續(xù)子網(wǎng)進(jìn)行匯總.可在ABR上進(jìn)行人工設(shè)定啟用匯總.類型3的LSA可以在整個(gè)AS內(nèi)進(jìn)行洪泛

LSA類型4(summaryLSA),如下圖:

類型4的LSA只使用在area里存在ASBR的時(shí)候,類型4的LSA鑒別ASBR和提供到達(dá)ASBR的路由.類型4的LSA只包含了ASBR的RID信息.類型4的LSA由ABR生成,并在整個(gè)AS里進(jìn)行洪泛

LSA類型5(externalLSA),如下圖:

類型5的LSA描述了到達(dá)外部AS的路由,由ASBR生成并在整個(gè)AS內(nèi)洪泛

InterpretingtheOSPFLSDBandRoutingTable

使用showipospfdatabase來查看OSPF的LSDB信息

一些routedesignator如下:

1.O:代表OSPFarea內(nèi)(intra-area)路由,為routerLSA

2.OIA:在一個(gè)AS里的area之間(inter-area)的路由,為summaryLSA

3.OE1/OE2:AS外路由,為externalLSA

SPF算法根據(jù)LSDB運(yùn)算出SPF樹來決定最佳路徑,步驟如下:

1.所有在各自的area里的路由器計(jì)算出最佳路徑并放進(jìn)路由表里,為L(zhǎng)SA類型1和類型2.用O來標(biāo)記

2.area之間的路由器計(jì)算出最佳路徑,這些最佳路徑是area間路由條目,或LSA類型3和LSA類型4.用OIA來標(biāo)記

3.所有的除了stubarea的路由器計(jì)算出到達(dá)外部AS的最佳路徑(LSA類型5),標(biāo)記為OE1或OE2

OE1和OE2的區(qū)別為是到達(dá)外部網(wǎng)絡(luò),前者要加內(nèi)部cost,后者不加,如下圖:

一般只有一個(gè)ASBR宣告到達(dá)外部AS的外部路由的時(shí)候,就使用OE2(OE2為默認(rèn)類型);假如有多個(gè)ASBR宣告一條到達(dá)同一個(gè)外部AS的外部路由的時(shí)候,就應(yīng)該使用OE2OSPF路由協(xié)議綜述及其配置(5)

ChangingtheCostMetric

默認(rèn)情況下,Cisco根據(jù)100Mbps/bandwidth來計(jì)算metric,比如64Kbps鏈路的metric約為1562,T1的為64,100Mbps的鏈路為1.當(dāng)鏈路速率大于100Mbps的時(shí)候,應(yīng)該在OSPF進(jìn)程下使用如下命令:

RouterA(config-router)#auto-costreference-bandwidth

在接口自定義cost的命令如下:

RouterA(config-if)#ipospfcost[value]

這條命令將使得超越默認(rèn)的cost計(jì)算,具有更高的優(yōu)先權(quán).value范圍為1到65535.值越低,就越優(yōu)先采用該接口

OSPFRouteSummarizationConcepts

OSPF路由匯總可以減少路由表?xiàng)l目,減少類型3和類型5的LSA的洪泛,節(jié)約帶寬資源和減輕路由器CPU負(fù)載,還能夠?qū)ν負(fù)涞淖兓镜鼗?/p>

OSPF路由匯總的兩種類型如下:

1.inter-area(IA)routesummarization:發(fā)生在ABR上

2.externalroutesummarization:發(fā)生在ASBR上

ConfiguringRouteSummarization

因?yàn)镺SPF是基于無類的路由協(xié)議,它不會(huì)進(jìn)行自動(dòng)匯總.手動(dòng)在ABR上做IAroutesummarization的命令如下:

Router(config-router)#area[area-id]range[address][mask]

在ASBR上做externalroutesummarization的命令如下:

Router(config-router)#summary-address[address][mask][not-advertise][tagtag]

如下圖就是一個(gè)ASBR上的externalroutesummarization的例子:

R1(config-router)#networkarea1

R1(config-router)#summary-address

DefaultRoutesinOSPF

OSPF路由器默認(rèn)不會(huì)產(chǎn)生默認(rèn)路由到一般性的area里,但是可以通過相關(guān)命令啟用默認(rèn)路由.默認(rèn)路由作為L(zhǎng)SA類型5出現(xiàn)在LSDB中

創(chuàng)建OSPF默認(rèn)路由的命令如下:

Router(config-router)#default-informationoriginate[always][metricvalue][metric-typetype-value][route-mapmap-name]

參數(shù)always是不管路由表里是否存在默認(rèn)路由,都會(huì)宣告一條默認(rèn)路由

metricvalue是指定默認(rèn)路由的metric,默認(rèn)為10

type-value可以為1或者2.1為OE1,2為OE2,默認(rèn)是2

route-mapmap-name是假如滿足routemap的話就產(chǎn)生默認(rèn)路由

實(shí)例如下圖:

R1(config)#routerospf100

R1(config-router)#netwarea0

R1(config-router)#default-informationoriginatemetric10

R2(config)#routerospf100

R2(config-router)#netwarea0

R2(config-router)#default-informationoriginatemetric100

TypesofOSPFAreas

一些OSPFarea的類型如下:

1.standardarea:接收鏈路更新,路由匯總和外部路由

2.backbonearea(transitarea):標(biāo)記為area0,擁有standardarea的一切屬性

3.stubarea:不可以包含ASBR.不接收外部路由信息(LSA類型5),假如要到達(dá)外部AS的話就使用標(biāo)記為的默認(rèn)路由.好處是可以減少路由表的條目.stubarea沒有虛鏈路(virtuallink)穿越它們

4.totallystubbyarea:Cisco私有,不接收外部路由信息和路由匯總信息(LSA類型3,4和5).不可以包含ASBR.假如要到達(dá)外部AS的話就使用標(biāo)記為的默認(rèn)路由.好處是最小化路由表?xiàng)l目

5.not-so-stubbyarea(NSSA):NSSA是OSPFRFC的補(bǔ)遺.定義了非凡的LSA類型7.提供類似stubarea和totallystubbyarea的優(yōu)點(diǎn),可以包含的有ASBR

StubAreaConfiguration

stubarea的配置命令如下:

RouterA(config-router)#area[area-id]stub

所有在stubarea里的路由器必須都使用stub命令,例子如下圖:

R3(config)#routerospf100

R3(config-router)#netw55area0

R3(config-router)#netw55area2

R3(config-router)#area2stub

R4(config)#routerospf10

R4(config-router)#netw55area2

R4(config-router)#area2stub

如上是把a(bǔ)rea2配置為stubarea,R3做為ABR自動(dòng)向area2(stubarea)宣告一條metric為1的默認(rèn)路由

TotallyStubbyAreaConfiguration

totallystubbyarea的配置命令如下:

RouterA(config-router)#area[area-id]stubno-summary

ABR默認(rèn)宣告一條metric為1的默認(rèn)路由到totallystubbyarea,修改這個(gè)metric的命令如下:

RouterA(config-router)#area[area-id]default-cost[cost]

配置實(shí)例如下圖:

R3(config)#routerospf100

R3(config-router)#netw55area1

R3(config-router)#area1stub

R4(config)#routerospf50

R4(config-router)#netw55area1

R4(config-router)#netw55area0

R4(config-router)#area1stubno-summary

R4(config-router)#area1default-cost10

R4(config)#routerospf50

R2(config-router)#netw55area1

R2(config-router)#n