ospf路由协议详解采用以下哪些更新机制

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OSPF动态路由协议的路由更新机制简介
OSPF具有可扩展性的一个原因是它的路由更新机制。OSPF使用LSA在OSPF节点之中共享路由信息。这些广播信息会在整个区中进行传播但不会超越一个区。因此,区中的每一个路由器都知道本区的拓扑。然而,一个区的拓扑对区外是不可知的。
作者:来源:ddvip.net| 13:54
OSPF具有可扩展性的一个原因是它的路由更新机制。OSPF使用LSA在OSPF节点之中共享路由信息。这些广播信息会在整个区中进行传播但不会超越一个区。因此,区中的每一个路由器都知道本区的拓扑。然而,一个区的拓扑对区外是不可知的。
考虑到实际上有四种不同类型的OSPF路由器―区内路由器、区边界路由器、自治系统边界路由器、骨干路由器―很明显每种路由器类型有不同的对等实体集,路由器与这些对等实体交换LSA。
1. 内部区路由器
内部的区路由器必须直接和区中的其他路由器交换LSA,其中包括每一个区内部路由器,也包括作为区成员的区边界路由器。图 6显示了前面提及的OSPF例子网络中,在整个区1中转发或洪泛LSA的情形。需要重点注意的是相同区中的OSPF路由器无需彼此直接相连就能共享LSA信息。OSPF路由器直接把LSA报文发送到区中每一个知道的路由器,并且使用任何可用的链路来转发那些报文。图1显示了利用ASBR进行自治系统互联的情形。
图1 互联OSPF自治系统 蕴含在图 5中不太被注意的一点是收敛能够相当快地发生。其中有两个原因,第一个原因是OSPF路由器能同时直接寻址并发送LSA至区中所有的路由器(洪泛),这和RIP使用的“邻居至邻居”的收敛方法完全不同。这样的结果是区内的路由器几乎同时收敛到新拓扑结构。
图2 在区1内的洪泛
收敛通过区的定义和使用而得到加速。拓扑数据不被传输到区边界之外。因此,收敛不必在自治系统中的所有路由器上发生,而只发生在受影响的区中。这个特点既加速了收敛又增加了网络的稳定性,因为只有自治系统中的一个子网经历不稳定性,这种不稳定性是收敛过程自身带来的。
2. 区边界路由器
区边界路由器负责在数据库中为它们接口所连的每个区维护拓扑信息。因此,如果一个区边界路由器互联了两个不同的区,它必须和两个网络中的对等实体交换LSA。和区内部路 由器一样,这些LSA直接寻址并传输到区中的对等实体。图3显示了这一点。
图3 在OSPF网络中由区边界路由器引起的区内LSA洪泛
OSPF加强性能的另一个特点是路由汇总。关于一个区的拓扑信息,并不和区外的路由器共享。相反,区边界路由器汇总了所有与其相连的所有区中的地址。这个汇总的路由数据通过LSA报文与其相互联的每个区中的对等路由器实现共享。OSPF使用几种不同类型的LSA:每种有不同的功能。
用于共享汇总路由数据的LSA为类型3 LSA。所有OSPF LSA类型会在本章的剩余部分中描述。
在图3中,区边界路由器直接把汇总的数据广播给区0中的所有路由器。OSPF不允许大于或等于1的区之间相互连接。所有这样的互联必须通过区0。因此,其含义是区边界路由器把一个非0编号的区来与区0互联。
3. 骨干路由器
骨干路由器负责维护骨干拓扑信息,并且为自治系统中的每个其他区传播汇总的拓扑信息。图4显示了由骨干路由器交换LSA的情形。
图4 在OSPF网络中由骨干路由器引起的区内LSA洪泛
虽然骨干路由器、区边界路由器和区内部路由器之间的差别看起来是清楚的,但由于路由器能支持到其他路由器的多I / O端口连接,三者还是会引起混淆。理论上讲,每个端口可以连至一个不同的区。所以,路由器可以在其连接的不同区之间形成边界。
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多项选择题以下关于OSPF协议的说法正确的是().
A.是内部网关路由协议
B.由于OSPF通过收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由,从算法本身保证了区域内部不会生成自环路由
C.支持对协议报文的认证功能,增加了安全性
D.支持到同一目的地址的多条等值路由
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A.router id1.1.1.1
B.[Quidway]router id1.1.1.1
C.[Quidway]router-id1.1.1.1
D.[Quidway]router id1.1.1..255
A.IR(Internal Router)
B.BR(Backbone Router)
D.Stub Router
A.支持无类域间路由CIDR
B.使用链路状态算法
C.使用触发式更新,若网络拓扑结构发生变化,立即发送更新报文,并使这一变化在自治系统中同步
D.支持以组播地址发送协议报文
A.RIPv1广播报文
B.RIPv1组播报文
C.RIPv2广播报文
D.RIPv2组播报文
A.触发更新能够在一定程度上避免路由环路发生
B.水平分割的方法只对消除两台路由器之间的自环有作用
C.设置抑制时间的方法可能导致路由的慢收敛
D.为了减轻路由自环产生的后果,RIP协议规定了最大跳数介绍/OSPF路由协议
OSPF(下称“协议”或“本协议”)仅在单一自治系统内部路由网际协议(IP)数据包,因此被分类为内部网关协议。该协议从所有可用的路由器中搜集链路状态(Link-state)信息从而构建该网络的拓扑图,由此决定提交给网际层(Internet Layer)的路由表,最终路由器依据在网际协议数据包中发现的目的IP地址,结合路由表作出转发决策。OSPF原生支持VLSM与CIDR。本协议使用Dijkstra算法计算出到达每一网络的最短路径,并在检测链路的变化情况(如链路失效)时执行该算法快速收敛到新的无环路拓扑。本协议可以通过调整路由界面的开销值来管控数据包的流向(也就是说,OSPF通过开销值来落实管理员锁制定的路由策略)。开销值是RTT、链路吞吐量、链路可用(可靠)性等衡量因素的无量纲整数表达。一个OSPF网络可以划分成多个与骨干区域(Backbone Area,区域号为0)相连的区域,各区域的区域号可以使用正整数(如0)或点分十进制记法(如0.0.0.0)表达。0号(或0.0.0.0号)区域分配给该网络的核心,称为骨干区域,其他区域必须与骨干区域通过区域边界路由器(Area Border Router)直接或间接(通过OSPF虚链接)相连。同时,ABR负责维护全网的聚合路由,并为每个区域保留一份单独的链路状态数据库(Link-State Database)。与大多数路由协议不同(参考BGP和RIP的工作过程),本协议不依赖于传输层协议(如TCP、UDP)提供数据传输、错误检测与恢复服务,数据包直接封装在网际协议(协议号89)内传输。本协议使用多播(Multicast)技术提供邻居发现(Neighbor Discovery)服务,对于不支持多播(广播)功能的链路,协议提供了相应的配置选项以便正常工作。默认情况下,协议监听224.0.0.5(IPv4)、FF02::5(IPv6)组播地址(别名:AllSPFRouters)。对于DR与BDR,协议会额外监听224.0.0.6(IPv4)、FF02::6(IPv6)组播地址(别名:AllDRRouters)。本协议数据包只传输一跳(TTL或Hop Count等于且仅等于1),不能跨越广播域。在IPv4协议上工作时,OSPF可通过内建的安全机制保护链路状态数据库的安全性。在IPv6网络上,本协议使用IPSec提供安全服务。OSPFv3对OSPFv2进行了如下修改:1. 邻居路由器只使用链路本地地址进行路由信息交换(虚拟链路除外)2. OSPFv3基于每条单独的链路进行工作3. 链路状态通告与Hello报文中不再包含网际协议前缀(IP Prefix)信息
备注/OSPF路由协议
1. 凡括号后注明IPv4者参考RFC 2328,IPv6者参考RFC 5340,不再一一写明。2. 在特殊网络配置下OSPF不会在AllSPFRouters和 AllDRRouters上工作
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OSPF路由协议分析
& OSPF基础知识回顾
o & OSPF(Open Shortest Path First,开放最短路径优先)是一种链路状态路由协议,无路由循环(全局拓扑),属于IGP。RFC 2328,“开放”意味着非私有的,对公众开放的。
o & OSPF的报文封装
- OSPF协议包直接封装于IP,协议号89。
o & OSPF协议使用的组播地址
- 所有OSPF路由器——224.0.0.5;DR BDR——224.0.0.6
o & OSPF路由协议的管理距离:110
& 链路 & & & & & & & & & & & & & &SPF算法
& 链路状态 & & &
& & & & & & & 邻居
& 区域 & & &
& & & & & & & & & & &邻接
& Metric & & && & & & & & & & & Router-id
& LSA & & & & & & & & & & & & & &DR/BDR
& LSDB & & &
& & & & & & & & & &ABR/ASBR
OSPF三张表
& 与距离矢量协议相比,链路状态协议掌握更多的网络信息。
– 邻居表(Neighbor Table):亦称为邻接数据库,邻居路由器router-id列表。(sh ip ospf nei)
– 拓扑表(Topology Table):即LSDB(链路状态数据库),LSA的列表。(sh ip ospf database)
– 路由表(Routing Table):亦称为转发数据库,到目标的最佳路由。(sh ip route [ospf])
o &每台路由器知道整个网络拓扑。
o &链路状态协议能计算出更准确的路由
o &链路状态协议要求层次型网络结构。
o &这两层结构包括:
– 中转区域(骨干区域或Area 0)
– 非骨干区域(非0区域)
o &在OSPF中,使用开销(Cost)或称为Metric来决定最优路径。
o &Dijkstra算法根据整条路径的总开销来判断最优路径。
o &OSPF开销是自动计算的
& & – &Cost = 108(100M)/带宽
& & – &带宽值可以由接口配置模式的命令bandwidth来设置。
o &每次接口带宽改变时,OSPF将重新计算Cost值。
Router(config-if)# ip ospf cost 10
o & &设置该接口的OSPF Cost为10
Router(config-router)# auto-cost reference-bandwidth 10000
& 将计算默认OSPF Cost的参考带宽从100Mbps更改为10000Mbps
o &在OSPF中,每台路由器使用Router ID来唯一标识自身。
o &在LSDB中,使用Router ID来区别不同的路由器。
o &在启用OSPF进程时要求至少有一个配置IP地址的活动接口。
o &默认情况下,Router ID自动选举:
& &– 在OSPF进程启动时所有活动接口中的最大IP地址
& &– 若存在Loopback接口,则Router ID等于所有活动的Loopback接口的最大IP地址
o &还可手工配置router-id,则手工配置优先于自动选举。
在项目实施中,从稳定性考虑,一般是先建立loopback口,并且手工指定loopback口地址为router-id。
Router(config-router)# router-id 10.10.10.1
o &该命令在OSPF进程下配置,用于设置OSPF Router ID。
o &Router ID为32比特的数字,其格式采用IP地址的形式。
o &配置上述命令后,若希望OSPF的Router ID生效,必须进行以下2种操作之一:(非抢占)
& &– 重启OSPF进程
& &– 重启路由器
Router# clear ip ospf process
o &该命令用于手工重启OSPF进程
o &路由更新和拓扑信息仅在形成邻接关系的路由器之间传递。
o &在点到点WAN链路上,OSPF路由器之间直接形成邻接关系。
o &在LAN(MA 多路访问)链路上,路由器之间需要选举DR/BDR,DRother,有邻居关系又有邻接关系。
o &DR的作用:多路访问中为了减少邻接关系(N平方的问题)和LSA的洪泛,采用DR机制,BDR提供了备份。
o &MA网络上的所有路由器均与DR、BDR建立邻居关系。
o &DR的选举是链路级的工作,而不是一整台路由器。
o &DR/BDR的选举规则:
& & 1.先比优先级,比大;
& & 2.优先级相同,再比较router-id,比大。
o &修改优先级:
Router(config-if)# ip ospf priority 3
o &路由器的不同接口可以设置不同的OSPF优先级
o &默认情况下,接口的OSPF优先级为1,可设置的范围0~255
o &OSPF优先级为0意味着该路由器不参与DR/BDR选举
o &若一台路由器既不是DR也不是BDR,则它的角色是DRother。
o &DR选举是非抢占式,需重启ospf进程(犹如PPP链路 只有链路建立的时候进行认证,之后出发)
链路状态的数据结构:LSA的运作
LSA的新旧关系
OSPF的LSA新旧的区分规则:
1. 序列号,比大。
2. 校验和,比大。
3. 老化时间,如果只有1个LSA拥有MaxAge(3600秒)的老化时间,它就是最新的。
4. 如果LSA老化时间相差15分钟以上,(叫做MaxAgeDiff),老化时间越小的越新。
5. 如果上述都无法区分,则认为这两条LSA是相同的。
LSA的序列号
o 链路状态数据库(LSDB)中的每一条LSA都有一个序列号
& &– 4字节
& &– 从0xx7FFFFFFF
o 每隔30分钟OSPF将泛洪每一条LSA(LSA刷新计时器)
& &– 泛洪时LSA序列号增加1
& &– 有较大(新)序列号的LSA被认为是新的LSA
o 最终,当序列号用尽时,将重新从0x开始
& &– 现有的旧的LSA的年龄将被设置为最大年龄(3600秒),并且被清除。
o &最大寿命定时器、刷新定时器和链路状态序列号确保数据库中只包含最新的链路状态记录。
LSA的序列号和最大年龄
o &每台OSPF路由器为它属于某个区域的那些接口产生一条RouterLSA。
o &示例中Link ID为192.168.1.67的路由器已经更新了8次,最后一次更新是48秒之前。
o & &默认情况下,OSPF Cost等于10^8/接口带宽。Cost可以基于每个接口更改,也可以通过设置参考带宽(默认为100Mbps,即10^8)来更改。
o & OSPF在进程启动时刻选出Router ID:
& &– &优先选择router-id命令定义的Router ID
& &– &若未指定Router ID,并且该路由器存在Loopback接口,则选择所有Loopback接口中最高的IP地址
& &– &若未指定Router ID,并且该路由器不存在Loopback接口,则选择所有活动的物理接口中最高的IP地址
o & &具有最高OSPF优先级的路由器被选举为DR;而具有第二高OSPF优先级的路由器则选为BDR。
o & &LSDB中的每一条LSA都有序列号;每次LSA泛洪时序列号加1。当路由器收到同一个LSA的2个实例,它需要判断哪一个是新的。具有较大序列号的LSA是新的。
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利用OSPF协议实现动态路由设置,这个也是在路由器的基本设置上
题外话:前段时间一直在搞HCNA-HNTD课程的学习,终于考过了,970分。现在准备趁热打铁搞起HCNP的课程。
HCNP-R&S的课程分为3个部分:
1. HCNP-R&S-IERN
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