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“网络工程师培训”基础教程:OSPF协议及配置

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OSPF协议概述

ospf是open shortest path first的缩写(“open shortest path by priority protocol”)。它是ietf组织开发的基于链路状态的自治系统内部路由协议。在IP网络上,它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现和传播路由。

适配范围 OSPF支持各种规模的网络,最多支持几百个路由器。快速收敛如果网络拓扑发生变化,ospf会立即发送一个更新包来同步自治系统中的这一变化。没有环回,因为OSPF使用最小生成树算法根据收集到的链路状态计算路由,该算法本身确保不会生成环回路由。分区 OSPF协议允许将自治系统的网络划分为多个区域进行管理。进一步抽象区域之间传输的路由信息,从而减少网络占用的带宽。等效路由 OSPF最多支持三条到同一目标地址的等成本路由。路由分类 OSPF使用四种不同类型的路由,按优先级排序:区域内路由、区域间路由、一级外部路由和二级外部路由。支持验证支持基于接口的消息认证,保证路由计算的安全性。

链接状态

在上图中,rta通过ppp协议直接连接到另一个路由器rtb,通过x.25网络连接到rtc和rtd,rta连接到lan。rta通过lsa(链路状态广播)描述周围网络的拓扑结构,如下所示。

连接数=3;此路由器中有三个连接

/* X.25网络的描述*/

连接ID=30.0.0.3;此网段中路由器的IP地址。

连接数据=30.0.0.1; RTA在此网段上连接的接口的IP地址

连接类型=2;连接类型是转换网段(网段中还有其他路由器)

连接成本=1;从30.0.0.1接口发送消息的成本

/*以太网描述*/

连接ID=10.0.0.0;该网段的地址

连接数据=0xff;此网段的掩码

连接类型=3;连接类型是终端网段(网段中没有其他路由器)

连接成本=2;从10.0.0.1接口发送消息的成本

/* ppp */

的说明

连接ID=20.0.0.2;相邻点RTB的路由器ID(路由器ID)

连接数据=20.0.0.2;相邻点RTB的IP地址

连接类型=1;连接类型是另一个路由器

连接成本=8;从20.0.0.1接口发送消息的成本

计算路线

通过OSPF协议计算路由的过程如上图所示。

(1)由四个路由器组成的网络。连接旁边的数字表示从一个路由器到另一个路由器的成本。为了简化问题,我们假设两台路由器花费相同的金额来相互发送消息。

(2)每台路由器根据其周围的网络拓扑生成LSA(Link State Broadcast),并通过发送协议报文将LSA发送给网络中的所有其他路由器。这样,每个路由器接收其他路由器的LSA,所有LSA称为LSDB(链路状态数据库)。显然,四个路由器的LSDB是相同的。

(3)由于LSA是路由器周围网络拓扑的描述,因此LSDB描述了整个网络的拓扑结构。路由器很容易将LSDB转换为加权有向图,这是整个网络拓扑的真实反映。显然,这四个路由器得到了相同的图片。

(4)接下来,每个路由器将自身用作图中的根节点,并使用相应的算法计算最小生成树,并且树获得到网络中每个节点的路由表。显然,由四个路由器中的每一个获得的路由表是不同的。

这样,每个路由器计算到其他路由器的路由。

区域分部

OSPF协议允许将自治系统的网络划分为用于管理的区域,并且进一步抽象在区域之间传输的路由信息,从而减少网络占用的带宽。

在此图中,OSPF在AS100中运行。 AS分为三个不同的区域,由不同的区域编号(AREA ID)标识。区号为0的区域称为“骨干区域”。

注意:

如果自治系统被划分为多个区域,则一个区域必须是骨干区域,其他区域直接连接或逻辑连接到骨干区域,骨干区域本身也必须连接。

OSPF协议配置

在此示例中,RTA在两个接口上配置OSPF。以太网配置为区域1,串行端口S0配置为区域0.

命令含义

Router ospf enable启动OSPF协议

Ip ospf enable area 0指定运行此接口的区号。

调试和监控

使用以上两个命令监视和调试OSPF协议。

show ip ospf命令可以查看当前路由器配置OSPF:路由器标识符(路由器ID),区域状态,接口状态和导入的外部路由。

debug ip ospf数据包监视OSPF协议以发送和接收数据包并打印数据包。

总结

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