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1、第 六 章 在 華 為 路 由 器 上 配 置 動 態(tài) 路 由OS PF 協(xié) 議 在 華 為 路 由 器 上 配 置 動 態(tài) 路 由OSPF 協(xié) 議 主 講: 王 毅 2 OSPF包類型 OSPF網(wǎng)絡分類 在華為路由 器上配置動 態(tài)路由 OSPF 協(xié)議 本 課 目 錄 OSPF協(xié)議概述 OSPF配置 3 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 OSPF是 Open Shortest Path First（開放最短 路由優(yōu)先協(xié)議）的縮寫。它是 IETF組織開發(fā)的 一個基于鏈路狀態(tài)的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議。 目前普遍使用的是版本 2。 OSPF利用鏈路狀態(tài)算法來計算到所有已知目的 的

2、最短路徑。鏈路狀態(tài)指的是一個路由器的接 口狀態(tài)和路由器與它鄰居間的聯(lián)系，這鏈路狀 態(tài)通告被擴散到每個路由器并用來建立一個拓 撲數(shù)據(jù)庫，這數(shù)據(jù)庫是靠收到區(qū)域內(nèi)所有路由 器發(fā)來的 LSA（鏈路狀態(tài)通告）而產(chǎn)生的，這算 法被放置到處于樹根處的路由器上，它根據(jù)到 達這個網(wǎng)絡的費用計算到達目的的最短路徑。 4 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 何時需要運行 OSPF協(xié)議： 網(wǎng)絡的規(guī)模 網(wǎng)絡中的路由器在 10臺以上；中等或大規(guī)模的網(wǎng)絡 1. 網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀，并且任意兩臺路由器之間都互 通的需求 1. 其它特殊的需求 要求路由變化時能夠快速收斂，要求路由協(xié)議自身的

3、網(wǎng) 絡開銷盡量降低 1. 對路由器自身的要求 運行 OSPF協(xié)議時對路由器的 CPU的處理能力及內(nèi)存的大 小都有一定的要求，性能很低的路由器不推薦使用 5 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 OSPF的主要特性如下： 適應范圍 支持各種規(guī)模的網(wǎng)絡，最多可支 持幾千臺路由器。 快速收斂 在網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后立 即發(fā)送更新報文，使這一變化在自治系統(tǒng)中同 步。 無自環(huán) OSPF根據(jù)收集到的鏈路狀態(tài)用最短 路徑樹算法計算路由，從算法上本身保證了不 會生成自環(huán)路由。 區(qū)域劃分 允許自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡被劃分成區(qū) 域來管理，區(qū)域間傳送的路由信息被進一步抽 象，從而減少了占用的網(wǎng)絡帶寬。

4、 6 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 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條等值 路由。 路由分級 使用四類不同等級的路由，按優(yōu) 先順序來說分別是：區(qū)域內(nèi)路由、區(qū)域間路由、 第一類外部路由、第二類外部路由。 支持驗證 支持基于接口的報文驗證以保證 路由計算的安全性。 組播發(fā)送 在有組播發(fā)送能力的鏈路層上以 組播地址收發(fā)報文，既達到了廣播的作用，又 最大程度地減少了對其它網(wǎng)絡設備的干擾。 7 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 OSPF能對網(wǎng)絡的變化作出快速地響應，它 是在網(wǎng)絡變化時以觸發(fā)的方式進行更新的， 但 OSPF也定期（

5、30分鐘）更新整個鏈路狀 態(tài)。 OSPF檢測到網(wǎng)絡發(fā)生變化時，產(chǎn)生鏈 路狀態(tài)通告 LSA， LSA用組播的方式擴散到 所有的近鄰路由器，鄰近路由器收到 LSA 后，用它來更新自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫， 同時來把 LSA擴散到別的路由器。這樣 LSA 被所有路由器接受，并且用來更新鏈路狀 態(tài)數(shù)據(jù)庫。 8 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 OSPF中有三個表：近鄰表、拓撲結(jié)構(gòu)表、 路由表。 近鄰表也叫近鄰數(shù)據(jù)庫，用來存放近鄰的 信息，近鄰是指在同一條鏈路上共享路由 信息的路由器，近鄰要屬于相同的物理網(wǎng) 段， OSPF通過發(fā)送和接收一種簡單的 Hello協(xié)議包發(fā)現(xiàn)近鄰，并不是所有在

6、同 一物理網(wǎng)絡上的路由器就是近鄰。 9 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 拓撲結(jié)構(gòu)表也就是鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，它存放 整個網(wǎng)絡的路由器的信息以及它們是如何連 接到網(wǎng)絡上的，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫是路由器通 過收集 LSA建立起來的。 路由表是路由器最終用來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的表， 是 OSPF算法運算得出的。 由于要維護這幾個表， OSPF需要較多的內(nèi)存， 同時 OSPF算法復雜，會占用較多的 CPU資源。 但是 OSPF中的每個路由器有整個網(wǎng)絡的拓撲 結(jié)構(gòu)，并且獨立運行 OSPF算法，路由的選擇 較為高效并且是無環(huán)路的。 10 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 整個網(wǎng)

7、絡可看成由多個自治系統(tǒng) AS （ Autonomous System）組成，通過收集和 傳遞自治系統(tǒng)鏈路狀態(tài)來動態(tài)地發(fā)現(xiàn)并傳播 路由達到自治系統(tǒng)的信息同步。每個自治系 統(tǒng)又可劃分為不同的區(qū)域（ Area）。如果一 個路由器端口被分配到多個區(qū)域內(nèi)中，這個 路由器就被稱為區(qū)域邊界路由器 ABR（ Area Border Router），它是指那些處在區(qū)域邊 緣的連接多個區(qū)域的路由器。通過 ABR可學 習到其它區(qū)域的路由信息。 11 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 所有區(qū)域邊界路由器和位于它們之間的路由 器構(gòu)成骨干區(qū)域（ Backbone Area），該區(qū) 域以 0.0.0.

8、0 標識。由于所有區(qū)域都必須在 邏輯上與骨干區(qū)域保持連接，特別引入了虛 連接的概念，使那些物理上分割的區(qū)域仍可 保持邏輯上的連通性。連接自治系統(tǒng)的路由 器稱為自治系統(tǒng)邊界路由器 ASBR （ Autonomous System Broder Router）， 通過 ASBR學習該 OSPF自治系統(tǒng)之外的路由信 息（如靜態(tài)路由、 RIP路由、 BGP路由等）。 12 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 為使處于廣播網(wǎng)和 NBMA（非廣播型多路訪問） 網(wǎng)的每臺路由器能將本地路由信息（如可用 接口信息、可達鄰居信息等）廣播到整個自 治系統(tǒng)中，需要建立多個鄰接關(guān)系。那么會 導致每臺

9、路由器的路由變化都會多次傳遞， 這是沒有必要的，且浪費了帶寬資源。為解 決這一問題， OSPF定義了“指定路由器 DR” （ Designated Router），所有路由器都只將 路由信息發(fā)送給 DR，由 DR將該網(wǎng)絡的鏈路狀 態(tài)廣播出去，這樣就可大大減少多址訪問網(wǎng) 絡上各路由器之間鄰居關(guān)系的數(shù)量。 13 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 A r e a 0 A r e a 1 A r e a 3 14 錯誤的區(qū)域劃分 OSPF 協(xié) 議 概 述 RTA RTB RTC RTD Area0 Area1 Area2 RTA RTB RTC RTD Area0 Area1 A

10、rea0 15 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 劃分區(qū)域的基本原則 按照自然的地區(qū)或者行政單位劃分 按照網(wǎng)絡中的高端路由器來劃分 按照 IP地址的規(guī)律 一些制約條件 區(qū)域的規(guī)模 與骨干區(qū)域連通 ABR的處理能力 16 6.1.1 OSPF協(xié)議概述 OSPF 協(xié) 議 概 述 OSPF路由器的運行分為以下 5個步驟： 1. 建立路由器鄰接關(guān)系。 2. 選舉一個 DR和 BDR。 3. 發(fā)現(xiàn)路由。 4. 選擇適當?shù)穆酚伞?5. 維護路由選擇信息。 17 6.1.2 5種類型的 OSPF數(shù)據(jù)包 1 Hello數(shù)據(jù)包 Hello數(shù)據(jù)包是編號為 1的 OSPF數(shù)據(jù)包。 運行 OSP

11、F協(xié)議的路由器每隔一定的時間發(fā) 送一次 Hello數(shù)據(jù)包，用以發(fā)現(xiàn)、保持鄰居 （ Neighbors）關(guān)系并可以選舉 DR/BDR。 OSPF 包 類 型 18 2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包（ DataBase Description， DBD）是編號為 2的 OSPF數(shù)據(jù)包。 該數(shù)據(jù)包在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫交換期間產(chǎn)生。它的主 要作用有三個： 選舉交換鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫過程中的主 /從關(guān)系。 確定交換鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫過程中的初始序列號。 交換所有的 LSA數(shù)據(jù)包頭部。 OSPF 包 類 型 19 3鏈路狀態(tài)請求數(shù)據(jù)包 鏈路狀態(tài)請求數(shù)據(jù)包（ LSA-REQ）是編號為 3 的 OSP

12、F數(shù)據(jù)包。 該數(shù)據(jù)包用于請求在 DBD交換過程發(fā)現(xiàn)的本路 由器中沒有的或已過時的 LSA包細節(jié)。 OSPF 包 類 型 20 4鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包 鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包（ LSA-Update）是編號 為 4的 OSPF數(shù)據(jù)包。 該數(shù)據(jù)包用于將多個 LSA泛洪，也用于對接收 到的鏈路狀態(tài)更新進行應答。如果一個泛洪 LSA沒有被確認，它將每隔一段時間（缺省是 5秒）重傳一次。 OSPF 包 類 型 21 5鏈路狀態(tài)確認數(shù)據(jù)包 鏈路狀態(tài)確認數(shù)據(jù)包（ LSA-Acknowledgement） 是編號為 5的 OSPF數(shù)據(jù)包。 該數(shù)據(jù)包用于對接收到的 LSA進行確認。該數(shù) 據(jù)包會以組播的形式發(fā)送。如果發(fā)

13、送確認的 路由器的狀態(tài)是 DR或者 BDR，確認數(shù)據(jù)包將被 發(fā)送到 OSPF路由器組播地址： 224.0.0.5。如 果發(fā)送確認的路由器的狀態(tài)不是 DR或者 BDR， 確認將被發(fā)送到 OSPF路由器組播地址： 224.0.0.6。 OSPF 包 類 型 22 6.3 OSPF網(wǎng)絡介質(zhì)分類 RFC將網(wǎng)絡介質(zhì)類型分為： NBMA和點到多點類 型。 Cisco額外定義了三種網(wǎng)絡介質(zhì)：點到點、廣 播和點到多點非廣播。 OSP F 網(wǎng) 絡 分 類 23 6.3.1 點到點（ Point to Point， PTP） 在點到點類型的介質(zhì)中， OSPF數(shù)據(jù)包以多播 地址發(fā)送 不選舉 DR、 BDR OSPF

14、路由器之間的 hello數(shù)據(jù)包每 10秒鐘發(fā)送 一次，鄰居的死亡間隔時間為 40秒 點到點鏈路 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 網(wǎng) 絡 分 類 24 6.3.2 廣播網(wǎng)絡（ Broadcast） 需要選舉 DR/BDR。 OSPF路由器之間的 hello數(shù)據(jù)包每 10秒鐘發(fā)送 一次，鄰居的死亡間隔時間為 40秒。 廣

15、播網(wǎng)絡 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 網(wǎng) 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 網(wǎng) 絡 分 類 25 6.3.3

16、 非廣播多路訪問（ NBMA） 非廣播多路訪問（ Non-Broadcast Multi- Access， NBMA）類型的介質(zhì)包括運行幀中繼、 X.25、 ATM等協(xié)議的網(wǎng)絡。 對于 NBMA網(wǎng)絡，需要手工指定 DR/BDR。之后， 其運行模式將同廣播網(wǎng)絡一樣。 OSPF路由器之間的 hello數(shù)據(jù)包每 30秒鐘發(fā)送 一次，鄰居的死亡間隔時間為 120秒。 OSP F 網(wǎng) 絡 分 類 26 非廣播多路訪問（ NBMA） OSP F 網(wǎng) 絡 分 類 27 6.3.4 點到多點（ PTMP） 點到多點（ Point to Multi-Point， PTMP） 類型的介質(zhì)包括運行幀中繼、 X.25

17、、 ATM等協(xié) 議的網(wǎng)絡。 在點到多點介質(zhì)中，不選舉 DR/BDR。 OSPF路由器之間的 hello數(shù)據(jù)包每 30秒鐘發(fā)送 一次，鄰居的死亡間隔時間為 120秒。 OSP F 網(wǎng) 絡 分 類 28 點到多點 OSP F 網(wǎng) 絡 分 類 29 6.3.5 點到多點 非廣播 （ P2MP-NonBroadcast） 不選舉 DR/BDR。 需要使用命令 neighbor手工指定近鄰。 OSPF路由器之間的 hello數(shù)據(jù)包每 30秒鐘發(fā)送 一次，鄰居的死亡間隔時間為 120秒。 OSP F 網(wǎng) 絡 分 類 30 OSPF區(qū)域 多區(qū)域 OSPF 區(qū) 域 0 自 治 系 統(tǒng) 區(qū) 域 1 區(qū) 域 2

18、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 網(wǎng) 絡 分 類 31 多區(qū)域 OSPF中路由器的名稱及用途 區(qū)域內(nèi)路由器（ Inter Area Router ， IAR）： 該路由器負責維護本區(qū)域內(nèi)部路由器之間的鏈 路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。 骨干（主干）路由器：可以是區(qū)域內(nèi)路由器， 也可以是區(qū)域邊界路由器。 區(qū)域邊界路由器（ Area Border Router， ABR） ： 該路由器擁有所連接的區(qū)域的所有鏈路狀態(tài)數(shù) 據(jù)庫并負責在區(qū)域之間發(fā)送

19、 LSA更新消息。 自治系統(tǒng)邊界路由器（ Autonomous System Border Router， ASBR）。該路由器處于自治系 統(tǒng)邊界，負責和自治系統(tǒng)外部交換路由信息。 OSP F 網(wǎng) 絡 分 類 32 啟動 OSPF協(xié)議的基本配置 配置路由器的 Router ID Quidway router id A.B.C.D 啟動 OSPF協(xié)議 Quidway ospf enable 配置 OSPF區(qū)域 Quidway-Serial0 ospf enable area area_id OSPF 配 置 33 顯示 OSPF的運行狀態(tài) 顯示 OSPF主要信息 ： display ospf 顯

20、示 OSPF錯誤信息 ： display ospf error 顯示 OSPF接口信息 display ospf interface 顯示 OSPF路由表信息： display ospf routing OSPF 配 置 34 OSPF 配 置 實 例 OSPF配置實例 35 路由器 A基礎(chǔ)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 shutdow

21、n Quit OSPF 配 置 實 例 36 路由器 B基礎(chǔ)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 實 例 37 路由器 A的路由配置 Routerrouter id 10.1.1.1（配置 router id） Routerinterface Ethernet0（進入以太 0口） Router-Ethernet

22、0ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 （配置內(nèi)網(wǎng) IP地址） Router-Ethernet0 ospf enable area 0.0.0.0 （接口加載 ospf協(xié)議，屬于 0區(qū)域 ） Routerinterface Serial0（進入串口 0口） Router-Serial0link-protocol ppp（封裝 ppp協(xié)議） 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 （接口加載 ospf協(xié)議

23、，屬于 0區(qū)域） Router-Serial0quit Router ospf enable（啟動 ospf路由協(xié)議） OSPF 配 置 實 例 38 路由器 B的路由配置 Routerrouter id 30.1.1.1（配置 router id） ! Routerinterface Ethernet0（進入以太 0口） Router-Ethernet0ip address 30.1.1.1 255.255.255.0 （配置內(nèi)網(wǎng) IP地址） Router-Ethernet0 ospf enable area 0.0.0.0 （接口使能 osp接口加載 ospf協(xié)議 f，屬于 0域） Rou

24、terinterface Serial0（進入串口 0口） Router-Serial0link-protocol （ ppp封裝 ppp協(xié)議） 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 （接口加載 ospf協(xié)議，屬于 0域） Router-Serial0quit Router ospf enable（啟動 ospf路由協(xié)議） OSPF 配 置 實 例 39 本 課 總 結(jié) OSPF包類型 OSPF網(wǎng)絡分類 在華為路由 器上配置動 態(tài)路由 OSPF 協(xié)議 OSPF協(xié)議概述 OSPF配置 謝 謝 大 家 ！ 在 華 為 路 由 器 上 配 置 動 態(tài) 路 由OSPF 協(xié) 議