泛洪协议，HCIP-datacom--第三课 OSPF基础

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本文导读目录：

1、泛洪协议，HCIP-datacom--第三课 OSPF基础

泛洪协议，HCIP-datacom--第三课 OSPF基础 ♂

---第三课 基础

前言

? 路由器根据路由表转发数据包，路由表项可通过手动配置和动态路由协议生成。

? 静态路由比动态路由使用更少的带宽，并且不占用资源来计算和分析路由更新。当网络结构比较简单时，只需配置静态路由就可以使网络正常工作。但是当网络发生故障或者拓扑发生变化后，静态路由不会自动更新，必须手动重新配置。

? 相比较于静态路由，动态路由协议具有更强的可扩展性，具备更强的应变能力。

? （ ，开放式最短路径优先）具有扩展性强，收敛速度快等特点，作为优秀的内部网关协议被广泛使用。

? 本课程主要介绍的基本概念、邻接关系的建立、以及的基本配置。

目标

? 学完本课程后，您将能够：

? 描述路由计算的整体过程

? 阐明与的作用

? 描述报文类型和作用

? 实现的基本配置

? 区分邻居关系和邻接关系

一. 动态路由协议简介动态路由协议的分类

? 使用一种基于距离矢量算法修改后的算法，该算法被称为路径矢量（ ）算法。因此在某些场合下，也被称为路径矢量路由协议。

? （内部网关协议）在同一个自治系统内交换路由信息，的主要目的是发现和计算自治域内的路由信息。

? （外部网关协议）主要用于（自治系统）之间的互联。

距离矢量路由协议

?运行距离矢量路由协议的路由器周期性地泛洪自己的路由表。通过路由的交互，每台路由器都从相邻的路由器学习到路由，并且加载进自己的路由表中，然后再通告给其他相邻路由器。

? 对于网络中的所有路由器而言，路由器并不清楚网络的拓扑，只是简单的知道要去往某个目的网段方向在哪里，开销有多大。

链路状态路由协议 - 泛洪

? 链路状态路由协议通告的的是链路状态而不是路由信息。

? 运行链路状态路由协议的路由器之间首先会建立邻居关系，然后彼此之间开始交互（ ，链路状态通告）。

? 链路状态通告，可以简单的理解为每台路由器都产生一个描述自己直连接口状态（包括接

口的开销、与邻居路由器之间的关系等）的通告。

链路状态路由协议 - 维护

每台路由器都会产生，路由器将接收到的放入自己的（ ，链路状态数据库）。路由器通过对中所存储的进行解析，进而了解全网拓扑。

链路状态路由协议 - 计算

每台路由器基于，使用（ ，最短路径优先）算法进行计算。每台路由器都计算出一棵以自己为根的、无环的、拥有最短路径的“树”。有了这棵“树”，路由器就已经知道了到达所有网段的优选路径。

链路状态路由协议 - 路由表生成

路由器将计算出来的优选路径，加载进自己的路由表（ ）。

链路状态路由协议总结

? 链路状态路由协议有四个步骤：

? 第一步是建立相邻路由器之间的邻居关系。

? 第二步是邻居之间交互链路状态信息和同步。

? 第三步是进行优选路径计算。

? 第四步是根据最短路径树生成路由表项加载到路由表。

二. 简介

? 接入层：接入层利用光纤、双绞线、同轴电缆、无线接入技术等传输介质，实现与用户连接，并进行业务和带宽的分配。接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。

? 汇聚层：汇聚层为接入层提供基于策略的连接，如地址合并，协议过滤,路由服务，认证管理等。通过网段划分实现与网络隔离，可以防止网络故障蔓延和影响到核心层。汇聚层同时也可以提供接入层虚拟网之间的互连，控制和限制接入层对核心层的访问，保证核心层的安全和稳定。

? 核心层：核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输，核心层任务的重点通常是冗余能力、可靠性和高速的传输。

基础术语 -

? 用于在自治系统中唯一标识一台运行的路由器，它是一个位的无符号整数。

? 选举规则如下：

? 手动配置路由器的 （建议手动配置）

? 如果没有手动配置 ，则路由器使用接口中最大的地址作为

? 如果没有配置接口，则路由器使用物理接口中最大的地址作为

? 一旦选定，之后如果要更改的话就需要重启进程。

? 在实际工程中，推荐手工指定路由设备的 。首先规划出一个私有网段用于

的 选择，例如：.../。在启用进程前在每个路由器上

建立一个接口，使用一个位掩码的私有地址作为其地址，这个位的私有地

址即作为该路由设备的 。如果没有特殊要求，这个接口地址可以不发布

在网络中。

基础术语 - 区域

? 用于标识一个的区域。

? 区域是从逻辑上将设备划分为不同的组，每个组用区域号（ ）来标识。

? 的区域是一个的非负整数，按点分十进制的形式（与地址的格式一样呈现，例如...。为了简便起见，我们也会采用十进制的形式来表示。

? 几个例子：...等同于，...等同于，...等同于

。许多网络厂商的设备同时支持这两种区域配置及表示方式。

基础术语 - 度量值

? 使用（开销）作为路由的度量值。每一个激活了的接口都会维护一个接口值，缺省的接口 = /接口带宽 。其中 /为指定的缺省参考值，该值是可配置的。

? 以“累计”为开销值，也就是流量从源网络到目的网络所经过所有路由器的出接口的总和。

? 在实际应用中，推荐根据接口带宽大小手动配置值，而不是修改参考带宽。

基础术语 - 度量值修改举例

? 在规划流量路径时，推荐将汇聚层直连链路值>接入环所有链路值之和，这样可以保证从接入层访问或时，流量可通过接入层路由器直达或。

? 以上图为例。和位于企业网中的汇聚层，和的直连链路属于区域，有一直连网段.../通过在区域。

? 在缺省情况下，到达.../的路由存在两个下一跳。

? 修改之后，到达...的路由仅存在一个下一跳。

三大表项 - 邻居表

有三张重要的表项，邻居表、和路由表。对于的邻居表，需要了解：

? 在传递链路状态信息之前，需先建立邻居关系。

? 的邻居关系通过交互报文建立。

? 邻居表显示了路由器之间的邻居状态，使用 查看。

三大表项 -

对于的，需要了解：

? 会保存自己产生的及从邻居收到的信息，本例中的包含了三条。

? 标识的类型，标识发送的路由器。

? 使用命令行 查看表。

三大表项 - 路由表

对于的路由表，需要了解：

? 路由表和路由器路由表是两张不同的表。本例中路由表有三条路由。

? 路由表包含、和等指导转发的信息。

? 使用命令 查看路由表。

? 路由器路由表通常称为全局路由表，并非所有路由都可以放到路由器路由表。

报文格式和类型

? 一共定义了种类型的报文，不同类型的报文有相同的头部格式。

? 报文直接采用封装，在报文的头部中，协议号为。

? 重要字段解释

? ：对于当前所使用的，该字段的值为。

? ：表示生成此报文的路由器的 。

? ：表示此报文需要被通告到的区域。

? ：类型字段。

? ：表示整个报文的长度，单位是字节。

? ：校验字段，其校验的范围是整个报文，包括报文头部。

? ：为时表示不认证；为时表示简单的明文密码认证；为时表示加密（）认证。

? ：认证所需的信息。该字段的内容随的值不同而不同。

三. 工作过程

? 建立邻居关系

工作过程概览

建立邻居关系

? 使用报文发现和建立邻居关系。

? 在以太网链路上，缺省时，采用组播的形式发送报文（目的地址...）。

? 报文中包含了路由器的 、邻居列表等信息。

? 和路由器相互发送报文，第一个报文包含的邻居列表为空。

? 收到发送的报文后，如果各项参数匹配，再次发送报文时，将加入自己

的邻居列表。

? 在以太网链路上，通常以组播形式发送报文：

? ...的组播地址为设备的预留组播地址。

? ...的组播地址为 /的预留组播地址。

? 对于不支持组播的链路，支持采用单播的方式发送报文。

报文

? 报文的主要作用：

? 邻居发现：自动发现邻居路由器。

? 邻居建立：完成报文中的参数协商，建立邻居关系。

? 邻居保持：通过周期性发送和接收，检测邻居运行状态。

重要字段解释

? ：发送报文的接口的网络掩码。

? ：发送报文的时间间隔。通常为。

? ：失效时间。如果在此时间内未收到邻居发来的报文，则认为邻居失效。通常为。

? ：邻居，以 标识。

? 其它字段解释

? ：? ：是否支持外部路由? ：是否支持转发组播数据包? /：是否为区域

? ：优先级。默认为。如果设置为，则路由器不能参与或的选举。

? ：的接口地址。

? ：的接口地址

邻接关系建立 ()

? 和的 分别为...和...并且二者已建立了邻居关系。当的邻居状态变为后，会发送第一个报文。此报文中，-设置为，表示后续还有报

文要发送，-设置为，表示宣告自己为。序列号被随机设置为，-

设置为，表示这是第一个报文。

? 同样当的邻居状态变为后，也会发送第一个报文。此报文中，序列号被

随机设置为（-=，-=，-=，含义同上）。由于的 较大，所以将成为真正的。收到此报文后，会产生一个-事件，并将邻居状态从变为。

? 当的邻居状态变为后，会发送一个新的报文，此报文中包含了的摘要信息，序列号设置为在步骤中使用的序列号，-=，表示这不是第一个报文，-=，表示这是最后一个包含摘要信息的报文，-=，表示宣告自己为。收到此报文后，将邻居状态从变为。

? 当的邻居状态变为后，会发送一个新的报文，此报文包含了的摘要信息。序列号设置为+, -=，表示宣告自己为。

? 虽然不需要发送新的包含摘要信息的报文，但是作为，需要对发送的每一个报文进行确认。所以，向发送一个新的报文，序列号为+，该报

文内容为空。发送完此报文后，产生一个-事件，将邻居状态变为。收到此报文后，会将邻居状态变为（假设的是最新最全的，不需要向请求更新）。

报文

报文包含头部信息，包括 、 、 、 、。

邻接关系建立 ()

? 开始向发送报文，请求那些在状态下通过报文发现的、并且在本地中没有的链路状态信息。

? 向发送报文，报文中包含了那些被请求的链路状态的详细信息。在完成报文的接收之后，且没有其他待请求的后，会将邻居状态从变为。

? 向发送报文，作为对报文的确认。

与的作用

? （ ，多路访问 ）分为（ -，广播多路访问）

和（- ，非广播多路访问）。以太网链路组成的网络是典型的网络。帧中继链路通过逻辑上的划分组成典型的网络（注：帧中继相关知识不再介绍）。

? ：既不是也不是的路由器就是路由器。

与的选举规则

? /的选举是非抢占式的。

? /的选举是基于接口的。

? 接口的优先级越大越优先。

? 接口的优先级相等时， 越大越优先。

? 思考：

? 如果将上图中台路由器的优先级全部设置为，是否可以正常工作？

? 缺省情况下，哪些链路类型组成的网络是网络呢

? 广播链路或者链路上和的选举过程如下：

? 接口后，发送报文，同时进入到状态。在状态下会有一个

，该计时器的长度与是一样的。默认值为秒，用户不可

自行调整。

? 在触发前，发送的报文是没有和字段的。在阶段，

如果收到报文中有和，那么直接承认网络中的和，而不会触发选

举。直接离开状态，开始邻居同步。

? 假设网络中已经存在一个和一个，这时新加入网络中的路由器，不论它的 或者优先级有多大，都会承认现网中已有的和。

? 当因为故障掉之后，会继承的位置，剩下的优先级大于的路由器会竞争成为新的。

? 只有当不同 ，或者配置不同优先级的路由器同时起来，在同一时刻进行选举才会应用选举规则产生。

不同网络类型中与的选举操作

? ：--，点到多点。

可按需调整设备接口的网络类型

? 的网络类型是根据接口的数据链路层封装自动设置的。

? 图中的路由器采用以太网接口互联，因此这些接口的网络类型缺省均为。

? 每段链路实际上都是点对点链路，因此在链路上选举与是没有必要的。

? 为了提高的工作效率，加快邻接关系的建立过程，可以把这些互联接口的网络类型都修改为。

在接口配置视图中使用 - { | | | }即可修改该接口的网络类型。

的网络类型是协议根据接口的数据链路层封装自动设置的，在图中，两台处于网络接

入层的路由器-及-都通过双链路上联到核心层的路由器-及-。四台路

由器都在各自接口上激活。由于这些路由器都是采用以太网接口互联，因此这些接口

的网络类型缺省均为，于是在邻居关系的建立过程中，会在每段以太网链路上选举及。

? 然而，这实际上是没有必要而且浪费时间的（及的选举过程涉及一个等待计时器，这增加了直连路由器形成邻接关系的时间），因为这些链路其实从逻辑的角度看都是点对点的连接，选举或实在是画蛇添足。因此为了提高的工作效率，加快邻接关系的建立过程，可以把这些互联接口的网络类型都修改为。

四. 的基本配置配置命令介绍 ()

、启动进程，进入视图

[] [- | ]#路由器支持多进程，进程号是本地概念，两台使用不同进程号设备之间也能够建立邻接关系。

. 创建并进入区域视图

[--] -

. 在区域中使能

[----...] - -#执行该命令配置区域所包含的网段。设备的接口地址掩码长度≥命令指定的掩码长度，且接口的主地址必须在命令指定的网段范围内，此时该接口才会在相应的区域内激活。

. 接口视图下使能：

[-//] - -# 命令用来在接口上使能，优先级高于命令。

? 缺省情况下，以位主机路由的方式对外发布接口的地址，与

接口上配置的掩码长度无关。如果要发布接口的实际网段，需要在接口下配置网络类型为或广播型。

. 接口视图下：设置选举时的优先级

[-//] - #缺省情况下，优先级为。

. 接口视图下：设置报文发送的时间间隔

[-//]

缺省情况下，、类型接口发送报文的时间间隔的值为秒，且同一接口上邻居失效时间是间隔时间的倍。

. 接口视图下：设置网络类型

[-//] - { | | | }

缺省情况下，接口的网络类型根据物理接口而定。以太网接口的网络类型为广播，串口和口（封装协议或协议时）网络类型为。

配置举例

配置验证

可查看当前设备的：

可查看当前设备的路由表：

本章总结

? 本章简单介绍了的基本概念，内容包括 、区域、。运行的路由

器通过相互发送链路状态信息完成拓扑和路由计算。

? 本章详细介绍了邻居和邻接关系建立的过程。在网络中，需要选举和。

有种类型的报文，所有报文有相同的报文头部格式。运行的路由器通过周期性的发送报文发现和维持邻居关系，通过、、、报文配合完成链路状态数据库的同步。最后介绍了单区域的简单配置。

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