• 1. OSPF协议的配置
  • 2. OSPF的优点1.对网络发生的变化能够快速响应 2.当网络发生变化的时候发送触发式更新(triggered update)(触发式更新是指路由器之间不单纯按照预定的时间周期进行路由信息交换,而是在路由表发生变化的时候及时地进行路由信息交换。 ) 3.支持VLSM 4. OSPF并不周期性地广播路由表,因此节省了宝贵的带宽资源 5. OSPF支持区域划分、适应大规模网络
  • 3. OSPF是一种链路状态路由协议,主要通过LSA(链路状态广播数据包)发送路由信息,然后路由器更新自己的LSDB(链路状态数据库),并使LSA泛滥(Flooding)保证所有路由器更新自己的LSDB LSDB通过SPF算法选择最佳路由
  • 4. LSDB和LSA操作
  • 5. OSPF协议概述(5)
  • 6. OSPF协议概述(2)邻居表: 邻居路由器的信息 拓扑表: 也叫链路状态数据库 路由表: 到达目标网络的最佳路径
  • 7. OSPF邻居 OSPF邻居是位于同一物理链路或物理网段上的路由器,Hello分组用于发现邻居和建立相邻性。
  • 8. OSPF协议概述(4)OSPF的邻接关系的建立是依赖于hello包的 使用Hello分组发现邻居后,邻居之间便交换路由选择更新,将相关网络信息加入到拓扑表,然后用SPF算法得出相应的路由表
  • 9. OSPF数据包类型
  • 10. OSPF协议概述(6)
  • 11. 6.2.2 5种类型的OSPF数据包1.Hello数据包 Hello数据包是编号为1的OSPF数据包。 运行OSPF协议的路由器每隔一定的时间发送一次Hello数据包,用以发现、保持邻居(Neighbors)关系并可以选举DR/BDR。 目标为多播地址:224.0.0.5,所有运行OSPF的路由器都将侦听和定期地发送Hello分组。
  • 12. 2.链路状态数据库描述数据包链路状态数据库描述数据包(DataBase Description,DBD)是编号为2的OSPF数据包。 该数据包在链路状态数据库交换期间产生。它的主要作用有三个: 选举交换链路状态数据库过程中的主/从关系。 确定交换链路状态数据库过程中的初始序列号。 交换所有的LSA数据包头部。
  • 13. 3.链路状态请求数据包链路状态请求数据包(LSA-REQ)是编号为3的OSPF数据包。 该数据包用于请求在DBD交换过程中,将收到的DDP信息同拓扑数据库进行比较,发现本路由器中没有的或已过时的LSA包细节。
  • 14. 4.链路状态更新数据包链路状态更新数据包(LSA-Update)是编号为4的OSPF数据包。 该数据包用于将多个LSA泛洪,也用于对接收到的链路状态更新进行应答。如果一个泛洪LSA没有被确认,它将每隔一段时间(缺省是5秒)重传一次。
  • 15. 5.链路状态确认数据包链路状态确认数据包(LSA-Acknowledgement)是编号为5的OSPF数据包。 该数据包用于对接收到的LSA进行确认。该数据包会以组播的形式发送。如果发送确认的路由器的状态是DR或者BDR,确认数据包将被发送到OSPF路由器组播地址:224.0.0.5。如果发送确认的路由器的状态不是DR或者BDR,确认将被发送到OSPF路由器组播地址:224.0.0.6。
  • 16. OSPF邻接建立过程Router ID(RID) 1.如何定义 首先,路由器选取它所有的Loopback接口上数值最高的IP地址 如果路由器没有配置IP地址的Loopback接口,那么路由器将选取它所有的物理接口上数值最高的IP地址。 2.作用? 选择DR和BDR
  • 17. LOOPBACK端口的作用 此类接口是应用最为广泛的一种虚接口,几乎在每台路由器上都会使用。常 见于如下用途。 1 作为一台路由器的管理地址 系统管理员完成网络规划之后,为了方便管理,会为每一台路由器创建一个 loopback 接口,并在该接口上单独指定一个IP 地址作为管理地址,管理员会 使用该地址对路由器远程登录(telnet ),该地址实际上起到了类似设备名称 一类的功能。 但是通常每台路由器上存在众多接口和地址,为何不从当中随便挑选一个呢? 原因如下:由于telnet 命令使用TCP 报文,会存在如下情况:路由器的某一个 接口由于故障down 掉了,但是其他的接口却仍旧可以telnet ,也就是说,到 达这台路由器的TCP 连接依旧存在。所以选择的telnet 地址必须是永远也不会 down 掉的,而虚接口恰好满足此类要求。由于此类接口没有与对端互联互通 的需求,所以为了节约地址资源,loopback 接口的地址通常指定为32 位掩码。 2 使用该接口地址作为动态路由协议OSPF 、BGP 的router id 动态路由协议OSPF 、BGP 在运行过程中需要为该协议指定一个Router id ,作 为此路由器的唯一标识,并要求在整个自治系统内唯一。由于router id 是一个 32 位的无符号整数,这一点与IP 地址十分相像。而且IP 地址是不会出现重复 现象的,所以通常将路由器的router id 指定为与该设备上的某个接口的地址相 同。由于loopback 接口的IP 地址通常被视为路由器的标识,所以也就成了 router id 的最佳选择。
  • 18. OSPF协议概述(10)DR/BDR选举规则: 当选举DR/BDR 的时候要比较hello 包中的优先级(priority),优先级最高的为DR,次高的为BDR.默认优先级都为1.在优先级相同的情况下就比较RID,RID 等级最高的为DR,次高的为BDR. DR/BDR选举完成后, 所有的路由器将组播Hello包到地址224.0.0.5以便它们能跟踪其他邻居的信息,即DR将洪泛LSU到224.0.0.5
  • 19. OSPF邻接建立过程向同一物理链路活网段上的路由器发送Hello包,地址为224.0.0.5 Hello包交换完毕,邻接关系形成 通过交换LSA,同步更新LSDB,进入完全邻接状态
  • 20. OSPF邻接关系的建立过程(1)1、使用交换进程发现邻居 DOWN状态 INIT(初始)状态 2-way(双向)状态
  • 21. DOWN状态 新路由器处于失效状态,发送Hello分组,向其它路由器介绍自己,并试图发现其它路由器。
  • 22. OSPF邻接关系的建立过程(2)INIT(初始)状态 新路由器等待应答,等待时间为Hello间隔的4倍,处于初始状态,随后从其它路由器获取Hello分组,获得DR和BDR信息,或选举DR和BDR
  • 23. (本页无文本内容)
  • 24. OSPF邻接关系的建立过程(3)2-way(双向)状态
  • 25. OSPF邻接关系的建立过程(4)2、发现路由 Exstart(预启动)状态 Exchange(交换)状态 Loading (加载)状态 Full(完全邻接)状态
  • 26. OSPF邻接关系的建立过程(5)1、Exstart(预启动)状态
  • 27. OSPF邻接关系的建立过程(6)2、Exchange(交换)状态
  • 28. OSPF邻接关系的建立过程(7)
  • 29. OSPF邻接关系的建立过程(8)3、Loading (加载)状态
  • 30. OSPF邻接关系的建立过程(9)
  • 31. 保持路由信息
  • 32. 组播 Hello分组路由器回复 Hello分组信息听取路由器添加新 路由器到邻居表选择DR和 BDR比较所有路由 器优先级取最高值取次高值指定为 BDR指定为 DR比较路由器 ID在LSR/LSU 交换的每10秒 交换Hello分组LSA交换交换链路 信息相邻性必须 建立源路由向邻居表 添加所有答复路由器是否有连接ExchangeLoadingFull state
  • 33. SPF树计算SPF(Shortest Path First)树是网络中到任何目标的最佳路径,所有OSPF路由器在同步链路状态数据库后使用SPF算法,查找到达目标网络的最佳路径。根据每条链路的成本(COST),选出耗费最低的链路作为最佳路径,放进Forwarding Database(路由表)里 COST=10^8/带宽
  • 34. OSPF协议概述(7)
  • 35. OSPF协议概述(8)
  • 36. OSPF网络拓扑结构广播多路访问网络 点到点网络 点到多点网络 非广播多路访问网络
  • 37. 广播网络(Broadcast)需要选举DR/BDR。 OSPF路由器之间的hello数据包每10秒钟发送一次,邻居的死亡间隔时间为40秒。 OSPF数据流以多播方式发送(224.0.0.5) 广播网络
  • 38. 点到点(Point to Point,PTP)在点到点类型的介质中,OSPF数据包以多播地址发送 不选举DR、BDR OSPF路由器之间的hello数据包每10秒钟发送一次,邻居的死亡间隔时间为40秒 点到点链路
  • 39. 点到多点网络在点到多点类型的介质中,OSPF数据包以多播地址发送 不选举DR、BDR OSPF路由器之间的hello数据包每10秒钟发送一次,邻居的死亡间隔时间为40秒
  • 40. 非广播多路访问(NBMA)非广播多路访问(Non-Broadcast Multi-Access,NBMA)类型的介质包括运行帧中继、X.25、ATM等协议的网络。 对于NBMA网络,需要手工指定DR/BDR。OSPF数据流使用单播地址而不是多播地址 OSPF路由器之间的hello数据包每30秒钟发送一次,邻居的死亡间隔时间为120秒。
  • 41. (本页无文本内容)
  • 42. 配置单区域的 OSPFRouter(config-router)#network address wild card bits area area-id将网段指派到指定的区域中Router(config)#router ospf process-id启用 OSPF
  • 43. OSPF 配制举例
  • 44. Router#show ip ospf interface查看 OSPF 配置 查看区域号和与此相关的信息Router#show ip protocols 查看启用的路由协议Router#show ip route 查看路由表Router#show ip ospf neighbor 查看在每一个接口上的邻居信息
  • 45. 帧中继帧中继源于使用时分多路复用技术的电路交换和使用统计多路复用技术的X.25分组交换,它将时分多路复用技术的高速度和低延迟的特征与统计多路复用技术的带宽共享和分组交叉存取功能结合起来,允许单个物理网络接口支持多个逻辑连接。它通过虚连接既提供了专线的安全性,但同时也允许对网络容量进行统计分配,这意味着只有现在进行的应用可以访问共享的带宽资源,空闲的应用不占用任何网络带宽,从而避免带宽白白的被闲置浪费。
  • 46. (本页无文本内容)
  • 47. 帧中继定义了两种接口,即UNI(用户网络接口)和NNI(网络网络接口)。UNI在用户与公众帧中继网络之间提供接口,而NNI则负责在两个帧中继服务网络之间提供接口。用户一方面通过路由器或帧中继访问设备(Frame Relay Access Device,FRAD)经由UNI与其它FRND相连(如FR Switch),另一方面NNI将所有的FRND连接在一起。
  • 48. 帧中继最为重要的部分是虚电路,共有两种类型的帧中继虚电路连接,即永久虚电路(Permanent Virtual Circuit,PVC)和交换虚电路(Switched Virtual Circuit,SVC)。
  • 49. 永久虚电路(PVC)意味着一旦它在两个端口连接间分配,它就会始终存在和有效(除非网络不能从故障中恢复时)。在PVC上传输的帧每次都能使用相同的路径并且按序传输。网络无需在目的地将帧重新排列得到正确序列。 每一个PVC只能分配给一个用户。
  • 50. 交换虚电路(SVC)不是始终存在的,它是当信息需要被发送时,在用户设备和服务提供商的网络之间通过智能化协商而建立起来的。在完成传输后,网络的连接也将被释放,虚电路立即消失。SVC允许在已经同网络连接的站点之间建立自发的连接,这尤其适用于需要与某些地点进行不定时连接的那些应用。
  • 51. 数据链路连接标识符 DLCI:数据链路连接标识符 每条帧中继虚电路都要用DLCI来标识自己,DLCI一般由服务商比如电信公司指定。而且DLCI是局部性的,也就是说DLCI在帧中继网络中不是惟一的。
  • 52. 本地管理接口(Local Management Interface,LMI)是对基本的帧中继标准的扩展集。它是用户的router和第一个帧中继switch之间的信令(signaling)标准。LMI使得DLCI具有全局性而不再是局部性。即DLCI的值成了DTE设备的地址.它提供以下信息。 􀁺keepalives:通过这个来验证数据是否有进行传输。 􀁺组播:可选的LMI扩展。使用保留DLCI:1019到1022。 􀁺全局寻址(global addressing):使得DLCI具有全局性,使得帧中继网络看上去就像是LAN那样工作
  • 53. 帧中继的配置 封装类型:当对Cisco的router进行配置帧中继的时候,必须定义串行接口的封装类型。在接口配置模式下执行encapsulation frame-relay命令,如下: Router(config)#ints0 Router(config-if)#encap frame-relay ? ietfUse RFC1490 encapsulation
  • 54. LMI类型设置:3种LMI信息类型:Cisco,ANSI和Q.933A。根据电信公司switch的类型和配置而不同。Cisco的设备默认LMI类型是Cisco。从IOS版本11.2开始,类型就是自动检测。如果用户的设备没有这个功能,那就要手动配置,如下:LMI RouterA#(config-if)#frame-relaylmi-type ? cisco ansi q933a
  • 55. 地址映射:路由表中的下一跳网关地址(三层协议地址)必须要被正确解析为相应的帧中继DLCI号码才能正常使用。这种三层协议地址到而层帧中继DLCI号码的映射可以通过两种方式进行,一种是利用Map命令静态指定;另一种是利用Inverse ARP机制自动建立帧中继映射。
  • 56. 如果一些设备不支持动态建立映射,可以采用静态指定的方式,命令如下: Router(config-if)#frame-relay map ip 202.120.1.1 101 􀁺//下一跳IP网关地址为202.120.1.1,本地DLCI号码为101
  • 57. Inverse ARP 动态映射 路由器在初始化LMI交换时从交换机那里知道所有正在使用的DLCI,然后路由器就向每个DLCI发送一个Inverse ARP请求,询问端口上配置的每个协议(如果支持相应协议)。从Inverse ARP返回的信息就可以用来建立路由器的帧中继映射。
  • 58. 子接口:可以将1个物理接口配置多个虚电路。首先要创建子接口,子接口是逻辑接口,多个子接口可以只占用1个物理接口。这个也叫多路复用multiplexing。具体这样配置:先定义物理串行接口的封装类型;然后创建子接口,一般来说每个子接口1条PVC,如下: 􀁺RouterA(config)#ints0 􀁺RouterA(config-if)#encapframe-relay 􀁺RouterA(config-subif)#ints0.16 ? 􀁺Multipoint Treat as a multipoint link 􀁺point-to-point Treat as a point-to-point link 􀁺RouterA(config-subif)#ints0.16 point-to-point point-to-point:每个子接口使用各自的子网号 multipoint:路由器上的所有物理接口使用一个单独的子网号
  • 59. 帧中继验证命令 show frame lmi:提供本地router和帧中继switch的LMI信息交换的统计信息,包含LMI错误信息和LMI类型等。 􀁺show frame pvc:显示所有配置了的PVC和DLCI信息,提供每条PVC的连接信息和流量统计,还有每条PVC上接收到的BECN和FECN包的信息。如果具体想显示PVC 16的话,就执行show frame pvc16命令。 􀁺show interface:检查LMI流量,显示封装类型和OSI参考模型的层2和层3的信息。还包括协议,DLCI等信息。 􀁺show frame mDap:显示OSI参考模型中的网络层到DLCI的映射。 􀁺debug frame lmi:允许根据交换了的正确的LMI信息来验证和排错帧中继连接。
  • 60. CDP 协议 CDP:Cisco Discovery Protocol –Cisco发现协议,运行于IOS10.3版本后的Cisco设备。运行CDP协议的Cisco设备会自动检测到运行CDP的相邻的Cisco设备,并与之交换信息,使管理员可获取这些设备的信息。 􀁺命令:show cdp?