學習日記Day12:OSPF概述

一、鏈路狀態路由協議。

1.LSA泛洪

       衆所周知OSPF是基於鏈路狀態的路由協議,運行鏈路狀態路由協議的路由器之間首先會建立一個協議的鄰居關係,然後彼此之間開始交互LSA(Link State Advertisement,鏈路狀態通告)。
在這裏插入圖片描述
       鏈路狀態通告,可以簡單的理解爲每臺路由器都產生一個描述自己直連接口狀態(包括接口的開銷、與鄰居路由器之間的關係等)的通告。下面的信息是一臺運行了OSPF的路由器描述自己的LSA。

[R1]dis ospf lsdb router 1.1.1.1
	 OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
		         Area: 0.0.0.1
		 Link State Database 
  Type      : Router
  Ls id     : 1.1.1.1
  Adv rtr   : 1.1.1.1  
  Ls age    : 6 
  Len       : 48 
  Options   :  E  
  seq#      : 80000005 
  chksum    : 0x31ce
  Link count: 2
   * Link ID: 2.2.2.2      點到點鏈路上的鄰居的router id
     Data   : 10.1.12.1    與鄰居相連的接口的地址
     Link Type: P-2-P      鏈路類型的點到點
     Metric : 1            到鄰居的開銷
   * Link ID: 10.1.12.0    直連的網絡號
     Data   : 255.255.255.0  掩碼信息
     Link Type: StubNet      描述直連路由信息
     Metric : 1            自身到直連網絡的ospf cost
     Priority : Low

       像這樣的LSA將會在整個鏈路中泛洪,這樣每個路由器都會清楚整個鏈路的狀態,清楚的知道整個網絡的拓撲結構。

2.LSDB的組建。

       每臺路由器都會產生LSA,路由器將接收到的LSA放入自己的LSDB(Link State DataBase,鏈路狀態數據庫)。路由器通過LSDB,掌握了全網的拓撲。
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       路由器將LSA存放在LSDB中,LSDB彙總了網絡中路由器對於自己接口的描述,LSDB包含全網拓撲的描述,所以上圖的路由器的LSDB最終將一致。

3.SPF計算。

       每臺路由器基於LSDB,使用SPF(Shortest Path First,最短路徑優先)算法進行計算。每臺路由器都計算出一棵以自己爲根的、無環的、擁有最短路徑的“樹”。有了這棵“樹”,路由器就已經知道了到達網絡各個角落的優選路徑。
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       SPF是OSPF路由協議的一個核心算法,用來在一個複雜的網絡中做出路由優選的決策。

4.路由表的生成。

       最後,路由器將計算出來的優選路徑,加載進自己的路由表(Routing Table)。
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       鏈路狀態路由協議可以總結爲四個步驟:第一步是建立相鄰路由器之間的鄰居關係;第二步是鄰居之間交互鏈路狀態信息和同步LSDB;第三步是進行優選路徑計算;第四步是根據最短路徑樹生成路由表項加載到路由表。

二、OSPF的基礎術語。

1.區域(Area)。

       OSPF Area用於標識一個OSPF的區域,區域是從邏輯上將設備劃分爲不同的組,每個組用區域號(Area ID)來標識。在這裏插入圖片描述

2.Router-ID。

       Router-ID(Router Identifier,路由器標識符),用於在一個OSPF域中唯一地標識一臺路由器。Router-ID的格式是點分十進制,長度爲32bit。
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       Router-ID的設定可以通過手工配置的方式,或使用系統自動配置的方式。手工配置優於自動配置。在默認的情況下,路由器會使用配置的第一個IP地址作爲自己的全局Router-ID,管理員也可以手動配置全局Router-ID。
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       OSPF Router-ID 如果管理員沒有手動配置則默認使用全局Router-ID作爲OSPF的Router-ID,如果管理員配置了Router-ID,則優先使用。在實際項目中,通常會通過手工配置方式爲設備指定OSPF Router-ID。請注意必須保證在OSPF域中任意兩臺設備的Router-ID都不相同。通常的做法是將Router-ID配置爲與該設備某個接口(通常爲Loopback接口)的IP地址一致。

3.度量值(cost)。

       OSPF使用Cost(開銷)作爲路由的度量值。每一個激活了OSPF的接口(加入到OSPF進程的接口)都會維護一個接口Cost值,缺省時接口Cost值="100 Mbit/s " /“接口帶寬” 。
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       值得注意的是上面的計算公式如果計算結果爲小數,默認cost都爲默認取整數部分,如果計算結果小於1,結果取1(接口帶寬大於100Mbit/s)。其中100 "Mbit/s"爲OSPF指定的缺省參考值,該值是可配置的。
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       全網參考帶寬值應該保持一致。因爲若是不同可能會導致數據發送和接收的來回路徑不一致。 另外管理員還可以直接在接口處修改cost。管理員直接接口修改cost優於公式計算。在這裏插入圖片描述

       OSPF的網絡開銷值 = 所經過鏈路出接口cost + 目的網絡鏈路出接口cost,籠統地說,一條OSPF路由的Cost值可以理解爲是從目的網段到本路由器沿途所有入接口的Cost值累加。
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