使用链路状态协议路由

《使用链路状态协议路由》由会员分享，可在线阅读，更多相关《使用链路状态协议路由（26页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、使用链路状态协议路由使用OSPF协议路由链路状态协议的运行过程链路状态协议以其良好的分层设计和足以支持大型网络的可扩展性广泛应用于企业网络中 并博得众多ISP的青睐。距离矢量协议通常并不适合用在复杂的企业网络中。开放最短路径优先(OSPF)协议是一种链路状态路由协议。OSPF是由Internet工程任务 组(IETF)开发的、用于支持IP通信的开放式标准路由协议。OSPF是一种无类内部网关协议(IGP)。该协议将网络划分为若干不同的部分，也叫做区域。 这种划分可以提高网络的可扩展性。通过将网络划分为多个网络区域，网络管理员可以有选 择性地启用路由总结并将出现的路由问题隔离到某个区域中。链路状态

2、路由协议(如OSPF)并不会频繁、定期地发送整个路由表的更新信息。网络完全 收敛之后，链路状态协议将只在拓扑发生更改(例如链路断开)时才发送更新信息。其它情 况下，OSPF每30分钟执行一次完全更新。OSPF之类的链路状态协议非常适合更庞大的分层网络，因为在分层网络中，网络的快速收 敛能力非常重要。与距离矢量协议相比较，链路状态路由协议具有以下特性：需要更复杂的网络规划和配置需要占用更多的路由器资源需要占用更多的内存来存储多个表需要占用更多的CPU和处理资源来完成复杂的路由计算不过，如今，市面上的路由器性能很高，因此上述要求通常都不是问题。运行RIP协议的路由器仅接收其直连邻居的更新信息，并不

3、接收整个网络的详细信息。运 行OSPF协议的路由器则会生成从路由器自身的角度看到的完整网络地图。通过该地图， 路由器可以在网络链路出现故障时快速确定备用的无环路径。OSPF不会自动在主网络边界总结。此外，Cisco版本的OSPF根据带宽来确定链路的开 销。OSPF根据此开销来确定最佳路径。链路的带宽越高，开销就越低。到目的设备的路径 中开销最小的便是最理想的路径。路由器优先根据带宽(而非跳数)的度量值来确定最短路径。OSPF的管理距离是110，低 于RIP，这是因为其度量的可信度和准确性较高。OSPF的度量和收敛OSPF根据各条链路的带宽或速度来衡量链路的开销。特定目的网络的开销度量标准是所有

4、 链路在该路径中的总开销。如果网络中有多条路径，则总开销最小的路径被列为首选路径并 保存在路由表中。OSPF链路开销的计算公式为：开销=100,000,000 /以bps表示的链路带宽公式中的带宽值取所配置的接口带宽。接口的带宽可通过show interfaces命令来确定。对于速度为100 Mbps或更高的链路，例如快速以太网和千兆网络，使用上述公式会带来一 个问题。上面的公式无视这两种链路之间的速度差异，两种链路算出的开销值均为1，因此 尽管两者之间差距悬殊，却享受同等的优先级。要解决这个问题，请使用ip ospf cost命令 手动配置接口的开销值。Intefface Type= Cos

5、tzasl Eihemet and faster00,000,000 bps= IEthernetHFS/10.000.000 bps = IDEi1(81/2,046,000 bps - 48T11FS/1,544,000 bps -6412A kbpsbps = 75164 ktips1K&/54,000 bps56 kbpsKKSl/Sfi.OOO bps 1765某个区域内的OSPF路由器会向其邻居通告它们的链路状态信息。路由器使用名为链路状 态通告（LSA）的消息通告此状态信息。一旦收到描述区域内所有链路状态的LSA，OSPF路由器便会使用SPF算法（也称为 Dijkstra算法）生

6、成拓扑树（即网络结构图）。每台运行该算法的路由器都会将自己列为其 SPF树的根。SPF树从根开始确定通往每个目的地址的最短路径以及每条路径的总开销。OSPF链路状态或拓扑数据库会存储SPF树信息。路由器会在路由表中为每个网络设定最 短路径。当所有路由器运行以下功能后，网络便达到收敛状态：接收网络上每台目的设备的信息利用SPF算法处理此信息更新各自的路由表单贵每路由器,童胃其SPF树耕路径&OSPF的邻居和邻接关系在OSPF网络中，在网络发生变动时将会发送链路状态更新信息。但路由器如何知道相邻 路由器何时出现故障呢？ OSPF路由器会建立和维护与其它相连OSPF路由器的邻居（或 邻接）关系。邻接

7、是高级邻居关系，邻接的路由器之间可以交换路由信息。路由器在邻居之 间启动邻接关系时，将会开始交换链路状态更新信息。在链路状态数据库中同步视图后，路 由器即达到FULL （完全）邻接状态。在与其邻居达到完全邻接之前，路由器会经历几种状态变化。Init （初始化状态）2-Way（双向状态）Exstart （预启动状态）Exchange （交换状态）Loading （加载状态）Full （完全邻接）OSPF路由器使用Hello协议开始建立和维护邻接关系ohello协议通过组播地址224.0.0.5 向直接连接的OSPF路由器发送很小的hello数据包。这些数据包在以太网和广播链路上 每10秒发送一次

8、，在非广播链路上则是每30秒发送一次。hello数据包中还包含路由器 设置信息。这些设置包括hello间隔、dead间隔和网络类型，还可能包括身份验证类型和 身份验证数据（若已配置）。任何两台路由器要组成邻接关系，其所有设置都必须一致。路 由器会将找到的邻居邻接关系记录到OSPF邻接数据库中。FULL是OSPF路由器的正常状态。如果路由器陷入其它状态，则表明可能存在问题，譬 如路由器的设置不匹配。唯一的例外是2-way状态。在广播环境中，路由器只能与指定路 由器(DR)或备用指定路由器(BDR)达到FULL状态。可以看到的其它所有邻居均处于 2-way状态。DR和BDR的作用是减少发送的更新数

9、量，减少不必要的流量以及减少所有路由器的处理 开销。通过要求所有路由器仅从DR接收更新即可实现上述目的。在广播网段上只有一个 DR和BDR。所有其它路由器都必须连接到DR和BDR。当某条链路出现故障时，包含 该链路信息的路由器会使用组播地址224.0.0.6将此信息发送给DR。DR负责通过组播地 址224.0.0.5将此变化发布到其它所有OSPF路由器上。除了减少通过网络发送的更新数 量以外，此过程还可确保所有路由器从统一的源设备同时接收相同的信息。BDR确保不会出现单点故障。与DR类似，BDR会监听224.0.0.6并接收发送到DR的 所有更新。如果DR出现故障，则BDR会立即接管DR并选择

10、新的BDR。任何未被选 为DR或BDR的路由器均叫做DROther。本地网络中路由器ID最高的路由器将被选作DR。路由器ID第二高的则被选作BDR。路由器ID是一个IP地址，其确定方法如下：1, 使用router-id命令配置的值2, 若未使用router-id命令配置该值，则路由器ID是任何环回接口上已配置的最大IP地 址3, 若未配置环回接口，则路由器ID是任何活动物理接口上的最大IP地址路由器ID可以使用以下show命令查看：show ip protocols show ip ospf 或 show ip ospf interface 命令。 在某些情形下，管理员可能希望另行指定路由器作

11、为DR和BDR。比如选择处理能力更强 或流量负载更低的路由器。管理员可以强行指定DR和BDR，其方法是使用以下接口配置 命令配置优先级ip ospf priority number默认情况下，OSPF路由器的优先级值为1。如果更改了某台路由器的优先级值，则优先级 设置最高（而不是路由器ID最高）的路由器将被选为DR。路由器优先级可以设置的最大 值为255。优先级值为0表示该路由器不能充当DR或BDR。我的优先组是默认值L我是DROthero并非所有类型的链路都需要DR和BDR。OSPF识别的链路类型包括:广播型多路访问网络以太网点对点协议（PPP）网络串行T1/E1非广播型多路访问（NBMA）

12、网络 帧中继ATM在广播型多路访问网络（例如以太网）中，邻居关系数量可能会很大，因此需要选择DR。而在点对点的网络中，并不需要建立完全的邻接关系，因为根据点对点网络的定义，该链路 中只有两台路由器。因此，没有必要也不会选择DR。在NBMA网络上，OSPF有两种运行模式: 模拟广播环境：管理员可将网络类型定义为广播，该网络将选择一个DR和一个BDR模 拟广播网络。这种环境下，通常建议管理员通过配置路由器的优先级来选择DR和BDR。 这样可以确保DR和BDR能够完好地连接到所有其它相邻路由器上。在OSPF配置模式 下，也可使用neighbor命令静态指定相邻路由器。点对多点环境：该环境下，每个非广

13、播网络都被视为多个点对点链路的集合，不会选择DR。 该环境还要求静态指定相邻路由器。广播型多路访I单志广惜型多篇访问, 点对点”血非拂里蚤路访司在看咎种寅理的托手卜“单志，广洋里条路遣间，点时点”或非广播壅辛堪苗间杏者害种斐理的托升“单忘，广符型条蹄访间,.点我点”成非广播型多路,问，虚电种斐里的托于卜“OSPF区域所有OSPF网络都以区域0 （也称为主干区域）开始。在扩展网络时，可以创建与区域0 相邻的其它区域。可以为新建的这些区域分配任何编号（最大为65535）。每个区域中最多 可以有50台路由器。OSPF采用双层设计。区域0（也称为主干区域）位于顶层，而其它所有区域则位于下一层。 所有非

14、主干区域都必须直接连接到区域0。这些区域共同组成OSPF自治系统（AS）。某个区域内的OSPF运作与该区域和主干区域之间的OSPF运作不同。例如，当拓扑发生 变化时，只有位于受影响区域的路由器才接收LSP并运行SPF算法。网络信息的总结通 常发生在两个区域之间。这样有助于减小主干区域中路由表的大小。总结还可将时常变化、 不稳定或摆动的链路隔离到路由域的指定区域中。将一个区域连接到主干区域的路由器叫区域边界路由器（ABR）。将某个区域连接到另一个 路由协议（例如EIGRP）或将静态路由重分布到OSPF区域的路由器称为自治系统边界路 由器（ASBR）o在单区域中配置基本OSPF配置基本OSPF并不

15、难，只需两个步骤。第一步是启用OSPF路由过程。第二步是确定要 通告的网络。步骤1：启用OSPFrouter(config)#router ospf 进程ID由管理员选择，其编号范围为1到65535。进程ID只在本地使用，不必与其它 OSPF路由器的ID相匹配。步骤2：通告网络Router(config-router)#network area 此network命令与其它IGP路由协议中的network命令功能相同，可确定要启用哪些接 口来收发OSPF数据包。该语句确定OSPF路由更新中要包含哪些网络。OSPF network命令结合使用了网络地址和通配符掩码。网络地址和通配符掩码共同指定要

16、启用的OSPF接口地址(或地址范围)。区域ID确定网络属于哪个OSPF区域。即使未指定任何区域，也总会存在区域0。在单 区域OSPF环境中，唯一的区域便是区域0。10.10.10.0/24R1 (config-) txouteE oapf 1R1 (config router) fnebrorkR1 (config-router) tnetworkR1(config- router)tnetwork172.16.1.16 0.0.0.15 area 0192.18.10.0 0.0.0.3 area 0192.165.10.4 0.0.0.3 area 0R3 (config ) router

17、 ospf 1R3GQnfig-iQUtex)tuetoroxkRiKconfig-router) tnetiroxkR3/0/0R1?confi5-ifLip address 10.0-0-1 2S5-255.255.0R1 (config-if J H-ip oapf luesaage-digeBt-kEy 10 mds azeapasBword落戒株指针息停在路由雒上埃查看使用MD5的阳置蚌调整OSPF参数除了执行基本的OSPF配置之外，管理员经常还需要修改或调整某些OSPF参数。例如，有时网络管理员需要指定哪些路由器作为DR和BDR。在指定路由器上设置接口优 先级或路由器ID即可满足此

18、要求。路由器依照下列顺序，选择以下任一参数最大的路由器作为DR：1. 接口优先级：接口优先级使用priority命令设置。2. 路由器ID： 路由器ID 使用 OSPF router-id configuration命令配置。3. 最大环回地址：默认情况下使用IP地址最大的环回接口作为路由器ID。OSPF支持环 回接口，因为环回接口是逻辑接口，不是物理接口。逻辑接口总是处于运行状态。4. 最大物理接口地址：路由器从其接口中选择活动IP地址最大的作为路由器ID。如果接 口关闭或经过重新配置，此选项会带来问题。在更改路由器的ID或接口的优先级之后，将会重置邻居邻接关系。使用clear ip osp

19、f process命令。此命令可确保新值生效。R1 (config) interface fastethernet 0/0R1(config-i fospf priority 50路由IS ID环回接口*e-et先垠二路由器id,和“环接口.以jftVRS命令。R1(config)router ospf 1R1(conf ig-router)frouter-id 10 .1.1.1优先级环回投口先级二 潞由拓ID唤“环回性口以查看BSil命合.R1(config)#interface loopback 1El(config-iff tip address 10-1.11 255.255-255

20、-255路由髭ID忧先蝴*击-世先姬“、”藉由器I口却“环回援口*磁金看叽置南令“带宽是另一个经常需要修改的参数。在Cisco路由器上，许多串行接口的带宽值默认为 1.544 Mbps（T1的速度）。此带宽值决定了链路的开销，但并不会实际影响链路的速度。在某些情形下，服务提供商为组织提供的带宽是部分T1。举个例子，部分T1可以是T1全 速连接的四分之一，即384 Kbps。尽管接口的实际收发速度仅为384 Kbps，但IOS仍然 假设串行链路的带宽值为T1。这种假设会误导路径的选择，因为路由协议假定的链路速度 比链路的实际速度快。如果串行接口的实际工作速度不是默认T1速度，则需要手动修改该接口

21、。分别配置链路 两端的接口，使得两个接口的带宽值相同。在OSPF中，无论是使用bandwidth interface命令修改，还是使用ip ospf cost interface命 令修改，最终的效果都是相同的。这两个命令都可指定一个准确的值，OSPF使用该值可以 确定最佳的路径。bandwidth命令可以修改计算OSPF开销度量所用的带宽值。要直接修改接口的开销，请 使用ip ospf cost命令。与OSPF开销度量相关的另一个参数是参考带宽，参考带宽用于计算接口的开销，接口开 销也称为链路开销。每个接口的带宽值的计算公式为：100,000,000/带宽。100,000,000 （即10人

22、8）称为参考带宽。速度更高的链路（例如千兆以太网和万兆以太网链路）存在一个问题。使用默认的参考带宽 （100,000,000）会导致带宽值等于或大于100 Mbps的接口具有相同的OSPF开销值1。为获得更准确的开销计算结果，可能需要调整参考带宽值。参考带宽使用OSPF命令 auto-cost reference-bandwidth 进行修改。如果需要使用此命令，请同时用在所有路由器上，以使OSPF路由度量保持一致。新的参 考带宽以Mbps为单位。要将参考带宽设置为10 Gb，请将该值设置为10,000。检验OSPF的运行情况配置OSPF之后，可以使用几个命令来校验OSPF是否正常运行。当排除

23、OSPF网络故障时，可以使用show ip ospf neighbor命令来验证该路由器是否已与 其相邻路由器建立邻接关系。若未显示相邻路由器的路由器ID，或未显示FULL状态，则表明两台路由器未建立OSPF 邻接关系。如果路由器是DROther，则当状态为FULL或2-Way时建立邻接关系。如果是多路访问以太网，则会在State栏中的FULL后面显示DR和BDR的标签。在下列情况下，两台路由器不会建立OSPF相邻关系：子网掩码不匹配，导致这两台路由器分处于不同的网络中。OSPF hello计时器或dead计时器不匹配。OSPF网络类型不匹配存在信息缺失或不正确的OSPF network命令在

24、校验OSPF的运行状况时，可以使用以下几个show命令。show ip protocols显示路由器ID、OSPF通告的网络以及邻接邻居的IP地址等信息。show ip ospf 显示路由器ID和关于OSPF过程、计时器和区域的详细信息。该命令还显示最近执行 SPF算法的时间。show ip ospf interface显示路由器ID、网络类型开销和计时器设置等信息。show ip route校验每台路由器是否通过OSPF收发路由。配置和传播默认路由大多数网络通过Internet连接到其它网络。OSPF提供AS内部网络的路由信息。OSPF还 必须提供有关访问AS外部网络的信息。有时，管理员会在

25、特定的路由器上配置静态路由来提供无法通过路由协议接收的信息。在大 型网络中，要在所有路由器上都配置静态路由无疑非常繁琐。较简单的方法是为网络配置指 向Internet连接的默认路由。利用OSPF，管理员可以在自治系统边界路由器(ASBR)上配置此路由。ASBR常常也称 为自治系统边界路由器。ASBR将OSPF网络连接到外部网络。在ASBR的路由表中输 入默认路由后，即可配置ASBR使之通告到OSPF网络其它部分的路径。该过程会将默认 路由信息通告给AS内的所有路由器并减轻管理员的工作量，因为管理员无需再为网络中 的每台路由器配置静态路由。要配置路由器使之将默认路由分布到OSPF网络中，请遵循以

26、下步骤操作。步骤1为ASBR配置默认路由。R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/0/0默认静态路由语句可以指定一个接口或下一跳的IP地址。步骤2配置ASBR以便将默认路由传播到其它路由器。默认情况下，即使路由表中存在默认路由， OSPF也不会将此路由加在通告中。R1(config)#router ospf 1R1(config-router)#default-information originate现在，对于OSPF域中的其它路由器，其路由表中应该会有最后选用网关以及通往0.0.0.0 /0网络的入口。默认路由将添加到OSPF域中，这样在其

27、它路由器的路由表中，该默认路由会显示为第2类外部路由（E2）。R1 (eonfxcj) route 0.0. Q , 0 0.0,0 - 0 ferial 0/0/1R1 (config) |z-outee ospf 1kl (con fig;- router) #defaTjlt-infonnatijn originateRlHsbow ip routeGateway Last resort is 0 -0.0.0 to ns two i192.168-10.0/33 is subnettE-d, 1 auhaEtEC 152-16-10-0 is directly conne-ztedr

28、10-0-0.0/24 is aubnsttEdp 1 subnets010.10.ID.0 110/72 via 192.16a.ltGatewayp xout：Bf Last resort is142,168,12.七n rI S4, fl-fl-fl-fl/0 is directly connected, Seri-E192-163-10-0/30 in suhnetted 1 Hubnet:C192.148u10j0 is direztly EannectEdi100.0.0/24 is Bubnetted- 1 srubnetECIQ 10.10 -0 is dJ-reztLy na

29、nnected, IO*E2 DuO.Q-D/0 110/1 via 192.168 AQ .1 f flt我会通过sOW1发送流知我会通过sQiQiQ发送来卸流焦rSO/tl/Dj show ip route 和 show ip ospf neighbor。网络管理员先在ASBR上配置默认路由，然后配置ASBR使之向OSPF网络的其它路由 器通告此默认路由。域间路由总结在ABR上配置，并应用于AS内的路由。自治系统之间的总结路由在ASBR 上配置。OSPF需要更多的路由器内存和CPU资源，这意味着需要更强大、更昂贵的路由器。通过路由重分布，可以将一种路由协议的路由或静态路由导入到其它路由协议中。AD和最长的前缀匹配长度决定了网络的首选路由。