OSPF路由协议原理
本节大纲
▪路由基础回顾
▪OSPF协议基础
▪链路状态信息描述
▪链路状态信息传递
▪SPF路由计算
路由基础回顾
▪交换机转发原理？
▪路由器转发原理？
▪路由表的形成？
根据来源的不同，路由表中的路由通常分为以下三类：
-直连路由；
-由管理员手工配置的静态路由；
-通过动态路由协议所学习的路由；
静态路由
路由协议
距离矢量路由协议（RIP、BGP）
动态路由
链路状态路由协议(OSPF、ISIS)
▪Bellman-Ford协议，网络中路由器向相邻的路由器距离矢量协议也称为B ll F d
发送它们的整个的路由表。路由器在从相邻路由器接受到的信息的基础上进行矢量叠加，建立自己的路由表。然后，将信息传递到它的下一跳路由器。这样一级级传递下去以达到全网同步
上图以RIP为例
▪2手信息的基础之上距离矢量路由表中的某些路由可能是建立第
的，每个路由器都不了解整个网络拓扑，他们只知道与自己直接相连的网络情况，并根据从邻居得到的路由信息更新自己的路由表，进行叠加后转发给其它的邻居
▪
距离矢量路由协议的缺点：
-容易产生路由环路；
-收敛速度慢；
-报文量大，容易占用较多的网络带宽；
▪距离矢量路由协议常见的防环机制：
-水平分割；
-定义最大跳数；
-路由中毒；
-定义计时器；
-触发更新；
▪
距离矢量算法是平面式的，所有的路由表项学习完全依靠邻居，交换的是路由信息。
▪链路状态算法是层次的，执行该算法的路由器不是简单的从相邻的路由器学习路由，而是把整个路由自治系统分成多个区域，收集区域内所有的路由器的链路状态信息，根据链路状态信息生成网络拓扑结构，每一个路由器再根据拓扑图计算出路由
距离矢量和链路状态比较
▪采用链路状态算法的路由器，首先要得到整个区域的拓扑结构，再根据网络拓扑图计算出路由。这种路由计算方法对路由器硬件相对要求较高，但计算准确，可以保证网络中没有路由环路存在。在网络动荡时，路由收敛速度较快，而且路由器不需要定期的将路由信息复制到整个网络中
距离矢量算法链路状态算法
是否有环路有无
收敛速度慢快
对路由器CPU,RAM的要求低高
网络流量大小
典型协议RIP,BGP OSPF,ISIS
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▪路由基础回顾
▪OSPF协议基础
▪链路状态信息描述
▪链路状态信息传递
▪SPF路由计算
OSPF协议简介
▪Open shortest path first,目前IGP中应用最广、性能最优的一个O h h fi
协议，具有如下特点：
-可适用大规模网络；
-路由变化收敛速度快；
-无路由环路；
-支持变长子网掩码VLSM；
-支持等价路由；
-支持区域划分
-提供路由分级管理
-支持验证
-支持以组播地址发送协议报文
OSPF协议基础
▪ Router ID：一个32位的数字，在路由域内用于唯一标识OSPF路由 器； ▪ 接口：路由器上启动了OSPF的接口； ▪ 协议号：OSPF用IP报文直接封装，协议号是89
IP Header (Protocol # 89)
OSPF Packet
▪ OSPF协议报文不转发
- 通常OSPF的协议报文是不被转发的，只能传递一跳，即在IP报文头中TTL值被 设为1 （虚链路除外）
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▪ ▪ ▪ ▪ ▪
路由基础回顾 OSPF协议基础 链路状态信息描述 链路状态信息传递 SPF路由计算
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通过LSA描述网络拓扑结构
OSPF协议将周边的网络拓扑结构抽象为4种典型的网络模型
RID:3.3.3.3 RTF 40.0.0.2 RID:6.6.6.6 RTC 30.0.0.1 RTA 20.0.0.1 RID:5.5.5.5 RTB
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RID:4.4.4.4 RTE 40.0.0.3 FR RID:1.1.1.1 10.0.0.0 10.0.0.1
RTD
RID:2.2.2.2
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Stub Net网络拓扑描述
▪ 连接一个空的网段（Stub S b Net N ）,该网段中没有其他运行OSPF协 议的网络设备适用如下字段（LINK）来描述该网络 link id : 10.0.0.0 /*网段*/ data : 255.0.0.0 /*掩码*/ type : stubNet （3） /*类型*/ metric : 50 /*开销*/
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点到点链路的描述
▪ 通过一条点到点的链路连接另外一台OSPF的路由器，使用如下 两端字段（LINK）来描述该网路类型 ▪ 描述该接口网段的路由信息 link id : 20.0.0.0 /网段/ data : 255.0.0.0 /掩码/ type : StubNet （3） /类型/ metric : 5 /开销/ ▪ 描述与路由器RTB相连的情况 link id : 2.2.2.2 /RTB的router id/ data : 20.0.0.2 /RTB的接口地址/ type : router （1） /类型/ metric : 5 /开销/
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