Linux下使用Quagga搭建軟路由-OSPFv2學習

原創

staticnetwind

2020-06-16 14:49

一、背景

在學習路由協議如OSPF協議時，需要進行一個實操的練習，若手裏又沒有核心交換機，怎麼破？

本文講述瞭如何在Linux系統上搭建軟路由環境，並使用OSPF路由協議完成路由表的學習。

二、相關知識

2.1 Quagga

Quagga是一款開源路由軟件套件，它可以用來將你的Linux設備變成一個功能完備的路由器，支持RIP，RIPNG，OSPFv2，OSPFv3，BGP等路由協議[1]。

2.2 OSPF

OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先）是一個內部網關協議(Interior Gateway Protocol，簡稱IGP），用於在單一自治系統（autonomous system,AS）內決策路由。

OSPF相關概念比較多，以下挑幾個重要知識點進行說明。

LSA（Link-State Advertisement）是鏈接狀態協議使用的一個分組，它包括有關鄰居和通道成本的信息。 LSAs被路由器接收用於維護它們的路由選擇表。

OSPF從報文的結構上劃分，可以分爲以下幾種[2]：

Hello報文（Hello Packet）：週期性地發送，用於維護鄰居關係以及DR/BDR選舉；
DD報文（Database Description Packet）：用於兩臺路由器進行數據庫同步，包含自己的LSDB（LSA集合）信息；
LSR報文（Link State Request Packet）：在交換DD報文後續，使用該報文向對方請求所需的LSA信息；
LSU報文（Link State Update Packet）：向對方發送所需的LSA信息集合。
LSAck報文（Link State Acknowledgment Packet）：用於對LSU報文進行確認。

另一個重要的知識點就是鄰居建立過程，如下圖所示：

、

對於圖上的7種狀態進行說明：

Down：在Down狀態下，OSPF進程還沒有與任何鄰居交換信息。OSPF在等待進入Init狀態；
Init：OSPF路由器以固定的時間間隔（缺省10s）發送Hello分組，以便與鄰居路由器建立特殊的關係；
Two-Way：每臺OSPF路由器都使用分組試圖與同一個IP網絡中的所有鄰居路由器建立雙向狀態或雙向通信。Hello分組中含有發送者已知的OSPF鄰居列表。當路由器看到它自己出現在一個鄰居路由器的Hello分組中時，它就進入了雙向狀態；
ExStart：當路由器與它的鄰居進入到ExStart狀態後，他們之間的會話就表徵爲一種毗鄰關係，但這時路由器還沒有變成全毗鄰狀態。ExStart狀態是使用DD（數據庫描述）分組建立的，兩個路由器用Hello分組協商出“主從關係”；
Exchange：在交換狀態下，鄰居路由器使用類型2的DD分組來互相發送它們的鏈路狀態信息，也就是說路由器相互描述它們的鏈路狀態數據庫。路由器將它們所學到的信息與其現存的鏈路狀態數據庫進行比較，並且單獨確認每個DD分組，如果任何一臺路由器接收到不在其數據庫中的鏈路信息，該路由器就向其鄰居請求有關該鏈路的完整更新信息。完整的路由信息在“Loading”狀態下被交換；
Loading：在相互描述過各自的鏈路狀態數據庫之後，路由器可以用LSR（鏈路狀態請求）分組來請求更完整的信息。當路由器接收到一個LSR的時候，它會用一個LSU（鏈路狀態更新）分組進行迴應。這些LSU分組含有確切的LSA，而LSA是鏈路狀態型路由選擇協議的核心，LSU分組由LSAck分組所確認；
Full Adjacency：加載狀態結束之後，路由器就進入全毗鄰狀態。每臺路由器都保存着一張毗鄰路由器列表，它就是稱爲毗鄰數據庫。