DP500003 OSPF 协议原理

DP500003 OSPF协议原理 ISSUE 1.0

前言 本课程介绍TCP/IP路由协议之开放式最短路径优先（OSPF）的协议基本特性与基本概念，OSPF是IGP内部网关协议的一种，基于链路状态算法，广泛应用于运营商城域网或大型企业网。

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(244页，推荐), RFC2370 • TCP/IP协议卷

目标 学习完此课程，您将会： • 了解OSPF协议基本特点 • 理解链路状态算法的路由计算过程 • 掌握OSPF基本概念 • 描述OSPF协议的协议报文与状态变化（重点） • 描述OSPF的路由计算过程（难点）

内容介绍 第1章 OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章 OSPF支持的网络类型第4章 OSPF的基本概念第5章OSPF协议报文和状态机第6章 OSPF的路由计算

OSPF基本特点 • 支持无类域内路由（CIDR） • 无路由自环（引进外部路由时依然可能产生自环） • 收敛速度快（IS－IS更快） • 使用IP组播收发协议数据（RIP request报文广播，response单播） • 支持多条等值路由 • 支持协议报文的认证

LSDB RTA生成的LSA RTB生成的LSA RTC生成的LSA RTD生成的LSA 链路状态算法的路由计算过程（交换（泛洪）－>收集－>LSDB－>生成树－>路由表） RTA RTB RTC 泛洪LSA SPF算法 RTD 计算路由 IP路由表最短路径树

OSPF支持的网络类型－点到点和广播型 10.1.1.2 10.1.1.1 PPP 10.1.1.1 20.1.1.1 Ethernet 10.1.1.3 10.1.1.4 点到点网络广播型网络

OSPF支持的网络类型－NBMA网络 VPI/VCI=0/102 VPI/VCI=0/103 10.1.1.1 全连接ATM网络 VPI/VCI=0/301 VPI/VCI=0/201 ATM 10.1.1.2 10.1.1.3 0/302 0/203 非广播网络－非广播多路访问（NBMA）

OSPF支持的网络类型－点到多点类型 DLCI = 102 DLCI = 103 10.1.1.1 不完全连接的帧中继网络 DLCI = 301 DLCI = 201 FR 10.1.1.2 10.1.1.3 非广播网络－点到多点（Point-to-MultiPoint）

常见链路层协议对应的默认网络类型

基本概念 • 自治系统（Autonomous System）： • 一个自治系统是指使用同一种路由协议交换路由信息的一组路由器。 • Router ID： • 用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器的32位整数，每个运行OSPF的路由器都有一个Router ID。

邻居（Neighbor）和邻接（Adjacency） 我有三个邻居 RTA 10.1.1.1 10.1.1.2 Ethernet 10.1.1.3 10.1.1.4

DR和BDR 我有三个邻居，但是只有两个邻接 RTA 10.1.1.2 10.1.1.1 Ethernet 10.1.1.3 10.1.1.4 BDR DR

OSPF的区域划分 Area 1 Area 4 Area 0为骨干区域，所有ABR都至少有一个接口属于Area 0 Area 0 Area 2 Area 3

虚连接（Virtual Link） Area 1 Area 0 Area 2 RTB RTA 配置虚连接以使RTB连接到骨干区域

路由器分类 BR Area 0 使用BGP连接到另外一个AS Area 1 Area 2 ABR IR ASBR

内容介绍 第1章 OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章 OSPF支持的网络类型第4章 OSPF的基本概念第5章 OSPF协议报文和状态机第6章 OSPF的路由计算

使用IP承载OSPF报文 IP协议号为89

OSPF报文类型

邻居状态变换（邻居关系） Down Start Hello Received Attempt Hello Received Init 1-Way Received 2-Way Received ExStart 2-Way

查看邻居状态 [RTD]display ospf peer OSPF Process 1 with Router ID 4.4.4.4 Neighbors Area 0.0.0.1 interface 10.1.1.4(Ethernet0/0)'s neighbor(s) RouterID: 1.1.1.1 Address: 10.1.1.1 State: 2 Way Mode: None Priority: 1 DR: 10.1.1.2 BDR: 10.1.1.3 Dead timer expires in 37s Neighbor has been up for 00:00:00 RouterID: 2.2.2.2 Address: 10.1.1.2 State: Full Mode: Nbr is Slave Priority: 1 DR: 10.1.1.2 BDR: 10.1.1.3 Dead timer expires in 35s Neighbor has been up for 00:00:15 RouterID: 3.3.3.3 Address: 10.1.1.3 State: Full Mode: Nbr is Slave Priority: 1 DR: 10.1.1.2 BDR: 10.1.1.3 Dead timer expires in 31s Neighbor has been up for 00:00:19

邻居状态变换（邻接关系） ExStart NegotiationDone Exchange Exchange Done Full Loading Loading Done

1 2 3 4 5 ExStart和Exchange Master角色 2.2.2.2 1.1.1.1 邻接关系 RTA RTB DD, Seq=552A, I, M, MS ExStart DD, Seq=5528, I, M, MS ExStart ExStart  Exchange DD, Seq=5528 Exchange ExStart  Exchange DD, Seq=5529, MS Exchange Exchange DD, Seq=5529 Exchange Exchange  Full Exchange  Loading

1 2 3 Loading和Full 邻接关系 RTA RTB LS Request Loading Full LS Update Loading  Full Full LS Ack Full Full

查看OSPF邻居状态 [RTA]display ospf peer OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Neighbors Area 0.0.0.0 interface 10.1.1.1(Ethernet0/0)'s neighbor(s) RouterID: 2.2.2.2 Address: 10.1.1.2 State: Full Mode: Nbr is Master Priority: 1 DR: 10.1.1.1 BDR: 10.1.1.2 Dead timer expires in 35s Neighbor has been up for 04:35:02

内容介绍 第1章 OSPF基本特点第2章链路状态算法基本过程第3章 OSPF支持的网络类型第4章 OSPF的基本概念第5章 OSPF协议报文和状态机第6章 OSPF的路由计算

LSA类型－区域内路由计算

LSA类型－区域内路由计算 Area 1 Router-LSA Network-LSA DR

LSA类型－区域间路由计算

LSA类型－区域间路由计算 Area 1 Area 0 N1 ABR Network-Summary-LSA Router-LSA

LSA类型－AS外部路由计算

LSA类型－AS外部路由计算 Area 1 Area 0 ABR ASBR 使用BGP连接到另外一个AS ASBR-Summary-LSA AS-external-LSA

特殊区域的路由计算－Stub区域 Stub区域泛洪AS-external-LSA Area 0 泛洪AS-external-LSA Area 1 RTB Area 2 使用BGP连接到另外一个AS RTA 通过一条Network-Summary-LSA泛洪一条默认路由，不泛洪AS-external LSA

Stub区域的Network-Summary-LSA Area 1 Area 0 RTC RTD RTA RTB 10.1.1.0/30 10.2.1.0/30 10.3.1.0/30 .1 .2 .1 .2 .1 .2 Stub区域 Loopback0 10.4.1.1/24 在RTC上配置到10.4.1.0/24的静态路由

Stub区域的Network-Summary-LSA [RTA]display ospf lsdb OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Link State Database Area: 0.0.0.1 Type LinkState ID AdvRouter Age Len Sequence Metric Router 2.2.2.2 2.2.2.2 165 36 80000004 1 Router 1.1.1.1 1.1.1.1 165 36 80000003 1 Network 10.1.1.2 2.2.2.2 166 32 80000001 0 Sum-Net 0.0.0.0 2.2.2.2 228 28 80000001 1 Sum-Net 10.2.1.0 2.2.2.2 228 28 80000001 1 RTB只通告一条默认路由，不通告AS-external-LSA 区域间路由信息仍然被通告到Stub区域中

完全Stub区域 [RTA]display ospf lsdb OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Link State Database Area: 0.0.0.1 Type LinkState ID AdvRouter Age Len Sequence Metric Router 2.2.2.2 2.2.2.2 10 36 80000008 1 Router 1.1.1.1 1.1.1.1 10 36 80000008 1 Network 10.1.1.1 1.1.1.1 14 32 80000001 0 Sum-Net 0.0.0.0 2.2.2.2 550 28 80000001 1 只通告一条默认路由不通告任何区域间路由信息不通告任何AS-external-LSA

特殊区域的路由计算－Not So Stubby Area (NSSA) 转换第七类LSA为第五类LSA RTC上配置到10.4.1.0/24的静态路由 Area 1 NSSA Area 0 RTA RTC RTD 10.1.1.0/24 10.2.1.0/24 10.3.1.0/24 .1 .2 .1 .2 .1 .2 RTB Loopback0 10.4.1.1/24 泛洪第五类LSA 泛洪第七类LSA

小结 • 链路状态算法的路由计算过程是怎样的？ • 什么是OSPF区域？ • OSPF包括哪些报文、作用是什么？ • OSPF是如何防止环路的？

DP500003 OSPF 协议原理