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华为 OSPF 总结1 OSPF 基本概念1.1 拓扑和路由器类型OSPF 整体拓扑 OSPF 把自治系统划分成逻辑意义上的一个或多个区域,所有其他区域必须与区域 0 相连。路由器类型 区域内路由器(Internal Router):该类设备的所有接口都属于同一个OSPF 区域。 区域边界路由器 ABR(Area Border Router):该类路由器可以同时属于两个以上的区域,但其中一个接口必须在骨干区域。ABR 用来连接骨干区域和非骨干区域,它与骨干区域之间既可以是物理连接,也可以是逻辑上的连接。 骨干路由器(Backbone Router):该类路由器至少有一个接口属于骨干区域。所有的 ABR 和位于 Area0 的内部路由器都是骨干路由器。 自治系统边界路由器 ASBR(AS Boundary Router):与其他 AS 交换路由信息的路由器称为 ASBR。ASBR 并不一定位于 AS 的边界,它可能是区域内路由器,也可能是 ABR。只要一台 OSPF 路由器引入了外部路由的信息,它就成为 ASBR。拓扑所体现的 IS-IS 与 OSPF 不同点 在 OSPF 中,每个链路只属于一个区域;而在 IS-IS 中,每个链路可以属于不同的区域; 在 IS-IS 中,单个区域没有骨干与非骨干区域的概念;而在 OSPF 中,Area0 被定义为骨干区域; 在 IS-IS 中,Level-1 和 Level-2 级别的路由都采用 SPF 算法,分别生成最短路径树 SPT 而在 OSPF 中,只有在同一个区域内才使用 SPF 算法,区域之间的路由发布还是距离矢量算法,区域之间的路由需要通过骨干区域来转发。1.2 OSPF 网络类型,DR,BDR 介绍OSPF 支持的网络类型 点到点 P2P 类型:当链路层协议是 PPP、HDLC 时,缺省情况下,OSPF认为网络类型是 P2P。在该类型的网络中,以组播形式(224.0.0.5)发送协议报文(Hello 报文、DD 报文、LSR 报文、LSU 报文、 LSAck 报文) 。 点到多点 P2MP 类型(Point-to-Multipoint ):没有一种链路层协议会被缺省的认为是 Point-to-Multipoint 类型。点到多点必须是由其他的网络类型强制更改的。常用做法是将非全连通的 NBMA 改为点到多点的网络。在该类型的网络中以组播形式(224.0.0.5)发送 Hello 报文,以单播形式发送其他协议报文(DD 报文、 LSR 报文、LSU 报文、 LSAck 报文) 。 NBMA 类型( Non-broadcast multiple access):当链路层协议是 ATM 时,缺省情况下,OSPF 认为网络类型是 NBMA。在该类型的网络中,以单播形式发送协议报文(Hello 报文、DD 报文、LSR 报文、LSU 报文、LSAck报文) 。 广播类型(Broadcast):当链路层协议是 Ethernet、FDDI 时,缺省情况下,OSPF 认为网络类型是 Broadcast。在该类型的网络中,通常以组播形式发送 Hello 报文、LSU 报文和 LSAck 报文。其中, 224.0.0.5 的组播地址为 OSPF 路由器的预留 IP 组播地址;224.0.0.6 的组播地址为 OSPF DR的预留 IP 组播地址。以单播形式发送 DD 报文和 LSR 报文。在至少含有两个路由器的广播型网络和 NBMA 网络都有一个指定路由器(DR )和一个备份指定路由器(BDR )DR/BDR 的作用 减少邻居关系的数量,从而减少链路状态信息和路由信息的次数。Drother 只与 DR/BDR 建立完全邻接关系。DR 与 BDR 之间建立完全邻接关系。 DR 产生网络 LSA 来描述 NBMA 网段或者广播网段信息。DR/BDR 选举规则 DR/BDR 由 OSPF 的 Hello 协议选举,选举是根据端口的路由器优先级(Router Priority)进行的。 如果 Router Priority 被设置为 0,那么该路由器将不允许被选举成 DR 或者 BDR。 Router Priority 越大越优先。如果相同,Router ID 大者优先。 DR/BDR 不能抢占。 如果当前 DR 故障,当前 BDR 自动成为新的 DR,网络中重新选举 BDR;如果当前 BDR 故障,则 DR 不变,重新选举 BDR。ISIS DIS 与 OSPF DR/BDR 的不同点 在 IS-IS 广播网中,优先级为 0 的路由器也参与 DIS 的选举,而在 OSPF中优先级为 0 的路由器则不参与 DR 的选举。 在 IS-IS 广播网中,当有新的路由器加入,并符合成为 DIS 的条件时,这个路由器会被选中成为新的 DIS,原有的伪节点被删除。此更改会引起一组新的 LSP 泛洪。而在 OSPF 中,当一台新路由器加入后,即使它的 DR 优先级值最大,也不会立即成为该网段中的 DR。 在 IS-IS 广播网中,同一网段上的同一级别的路由器之间都会形成邻接关系,包括所有的非 DIS 路由器。1.3 OSPF 报文类型Hello 报文:用于建立和维持邻居关系DD 报文:描述本地 LSDB 的摘要信息,用于两台路由器进行数据库同步LSR 报文:用于向对方请求所需的 LSA 路由器只有在 OSPF 邻居双方成功交换DD 报文后才会向对方发出 LSR 报文LSU 报文:用于向对方发送其所需要的 LSALSAck 报文:用来对收到的 LSA 进行确认OSPF 报文概述 OSPF 报文直接运行于 IP 之上,IP 协议字段号为 89。OSPF 有五种报文类型,但是 OSPF 报文头部格式都是相同的。 除 Hello 报文外,其它的 OSPF 报文都携带 LSA 信息。1.3.1 OSPF 报文头部信息所有的 OSPF 报文使用相同的 OSPF 报文头部 Version :OSPF 协议号,应当被设置成 2。 Type:OSPF 报文类型, OSPF 共有五种报文。 Packet length:OSPF 报文总长度,包括报文头部。单位是字节。 Router ID:生成此报文的路由器的 Router ID。 Area ID:此报文需要被通告到的区域。 Checksum:是指一个对整个数据包(包括包头)的标准 IP 校验和。 AuType:验证此报文所应当使用的验证方法。 Authentication:验证此报文时所需要的密码等信息。1.3.2 Hello 报文格式 Network Mask:发送 Hello 报文的接口的网络掩码。 HelloInterval:发送 Hello 报文的时间间隔。单位为秒。 Options:标识发送此报文的 OSPF 路由器所支持的可选功能。 Router Priority:发送 Hello 报文的接口的 Router Priority,用于选举 DR和 BDR。 RouterDeadInterval:宣告邻居路由器不继续在该网段上运行 OSPF 的时间间隔,单位为秒,通常为四倍 HelloInterval。 Designated Router:发送 Hello 报文的路由器所选举出的 DR 的 IP 地址。如果设置为 0.0.0.0,表示未选举 DR 路由器。 Backup Designated Router:发送 Hello 报文的路由器所选举出的 BDR 的 IP地址。如果设置为 0.0.0.0,表示未选举 BDR 路由器。 Active Neighbor:邻居路由器的 Router ID 列表。表示本路由器已经从该邻居收到合法的 Hello 报文。1.3.3 DD 报文格式 接口 MTU:是指在数据包不分段的情况下,始发路由器接口可以发送的最大 IP 数据包大小。当在虚连接时,该在段为 0x0000。 Option:同 hello 报文。 I 位:当发送的是一系列 DD 报文中的第一个数据包时,该为置位为 1。后续的 DD 报文将该位置位 0。 M 位:当发送的数据包还不是一个系列 DD 报文中的最后一个数据包时,该值置为 1。如果是最后一个 DD 报文,则将该为置为 0。 MS 位:在数据库同步中,主要用来确认协商过程中的序列号。 DD Sequence Number:DD 的序列号报文,4byte LSA 头部信息。1.3.4 LSR 报文格式 Link State Type:用来指明 LSA 标识是一个路由器 LSA、一个网络 LSA 还是其他类型的 LSA。 Link State ID:不同类型 LSA 该字段意义不同。 Advertising Router:始发 LSA 通告的路由器的路由器 ID。1.3.5 LSU 报文格式 Number of LSA:指出这个数据包中包含的 LSA 的数量。 LSA:明细 LSA 信息1.3.6 LSAck 报文格式 Header of LSA:LSA 头部信息。1.3.7 LSA 头部信息除 Hello 报文外,其它的 OSPF 报文都携带 LSA 信息。 LS age:此字段表示 LSA 已经生存的时间,单位是秒。 Option:该字段指出了部分 OSPF 域中 LSA 能够支持的可选性能 LS type:此字段标识了 LSA 的格式和功能。常用的 LSA 类型有五种。 Link State ID:根据 LSA 的不用而不同。 Advertising Router:始发 LSA 的路由器的 ID。 Sequence Number:当 LSA 每次新的实例产生时,这个序列号就会增加。这个更新可以帮助其他路由器识别最新的 LSA 实例。 Checksum:关于 LSA 的全部信息的校验和。因为 Age 字段,所以校验和会随着老化时间的增大而每次都需要重新进行计算。 Length:是一个包含 LSA 头部在内的 LSA 的长度。1.4 LSA 类型和区域内路由计算与描述Router-LSA(Type1) 路由器产生,描述了路由器的链路状态和开销,本区域内传播Network-LSA(Type2) DR 产生,描述本网段的链路状态,本区域内传播Network-summary-LSA(Type3) ABR 产生,描述区域内某个网段的路由,区域间传播(除特殊区域)ASBR-summary-LSA(Type4) ABR 产生,描述到 ASBR 的路由,OSPF 域内传播(除特殊区域)AS-external-LSA(Type5) ASBR 产生,描述到 AS 外部的路由,OSPF 域内传播(除特殊区域)NSSA LSA(Type7) 由 ASBR 产生,描述到 AS 外部的路由,仅在 NSSA 区域内传播。区域内路由的计算只涉及到 router-lsa 和 network-lsa也只有 router-lsa 和 network-lsa 参与 ospf 路由计算1.4.1 描述拓扑结构1.4.2 Router-LSARouter-LSA 必须描述始发路由器所有接口或链路。区域内路由计算用到 router-lsaQ5display ospf lsdb router self-originate OSPF Process 1 with Router ID 5.5.5.5Area: 0.0.0.1Link State Database Type : RouterLs id : 5.5.5.5Adv rtr : 5.5.5.5 Ls age : 194 Len : 48 Options : ASBR E seq# : 8000000
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