《OSPF基础》课件

基础OSPFOSPF是内部网关协议IGP的一种，用于在自治系统AS内路由IP数据包它基于链路状态路由协议，使用Dijkstra算法计算最短路径投稿人DingJun HongDH协议概述OSPF开放式最短路径优先协议链路状态路由协议网络拓扑信息OSPF是一种内部网关协议（IGP），用于OSPF是一种链路状态路由协议，它使用OSPF通过链路状态通告（LSA）在网络节在自治系统（AS）内部路由网络流量Dijkstra算法来计算最短路径点之间交换网络拓扑信息协议特点OSPF层次化设计OSPF协议采用分层设计，将网络划分为多个区域，每个区域内部独立计算路由，并通过区域间路由协议进行交互这使得OSPF能够适应大型网络环境，提高路由计算效率支持多路径路由协议基本概念OSPF链路状态协议区域划分12OSPF是一种基于链路状态的路为了简化路由计算，OSPF将网由协议，它维护整个网络的拓络划分为不同的区域，区域之扑信息间通过ASBR路由器进行连接路由器状态信息路由计算算法34OSPF协议使用链路状态报文OSPF使用Dijkstra算法来计算LSA来传播路由信息，每个最短路径，保证数据包能够在路由器都会维护一份完整的网网络中高效地传输络拓扑图路由器的状态信息OSPF协议中，路由器会维护状态信息，用于跟踪网络拓扑和路由信息状态信息主要包括邻居关系、路由信息和链路状态数据库，用于路由计算和转发数据包邻居关系建立过程发送Hello报文路由器在启动时，会向其所有连接到OSPF网络的接口发送Hello报文Hello报文中包含路由器的路由器ID、网络掩码、优先级等信息接收Hello报文当其他路由器接收到Hello报文时，会检查报文中包含的信息，判断是否与自己的路由器ID、网络掩码等信息一致如果一致，则认为该路由器是自己的邻居建立邻居关系如果两个路由器都向对方发送了Hello报文，并且确认了对方是自己的邻居，则它们之间就会建立邻居关系邻居关系的建立意味着它们之间可以进行路由信息的交换邻居状态检查邻接关系验证数据包交互链路状态变化OSPF协议通过定期发送Hello报文进行邻居之间交换DD报文，校验邻居的路一旦检测到链路状态发生变化，比如链邻居状态检查，确保邻居仍然处于活动由器ID和优先级信息，确保一致性路断开或链路恢复，邻居会及时更新状状态态信息路由信息交换过程邻居建立1路由器之间通过Hello报文建立邻居关系数据库同步2邻居关系建立后，路由器交换LSA报文同步路由信息路由计算3路由器根据收到的LSA报文进行路由计算，更新路由表OSPF采用Link State路由协议，路由器之间交换网络拓扑信息，而不是路由表路由器将收到的LSA信息加入到自己的Link State数据库中，然后根据数据库信息计算最优路径OSPF路由信息交换过程包括邻居建立、数据库同步和路由计算三个步骤路由计算算法SPF算法路由表更新SPF算法计算最短路径树，确保所有路由器到其当网络拓扑发生变化，SPF算法会重新计算最短他所有路由器的最短路径路径，更新路由表网络图链路开销OSPF将网络抽象为图模型，节点表示路由器，链路开销作为权重，影响路由计算，通常与带边表示连接宽成反比区域划分目的类型OSPF网络可以划分成多个区域，以简化路由计算，减少路由信息OSPF网络中可以分为三种类型的区域骨干区域（Backbone传播范围Area）、非骨干区域（Non-Backbone Area）、Stub区域（Stub Area）每个区域都有一个唯一的区域标识符（Area ID），用于区分不同的区域骨干区域是所有区域的中心，所有区域的路由信息最终都要通过骨干区域进行传播区域内路由计算123区域内路由计算链路状态信息路由表更新OSPF协议使用Dijkstra算法，计算区每个路由器通过LSA报文，将链路状态路由器通过分析LSA信息，构建区域内域内最短路径，建立路由表信息传播给其他路由器路由表该算法基于链路状态信息，每个路由器这些信息包括网络地址、链路代价、链每个网络地址对应最短路径，以及到达都拥有区域内所有链路状态信息路类型等该路径的下一跳路由器区域间路由计算区域间路由计算1不同区域间路由信息交换ASBR路由器2将外部路由信息注入到OSPF区域边界路由器3负责区域间路由信息传递区域间路由计算是OSPF中关键环节，确保不同区域之间路由信息交换通过ASBR路由器将外部路由信息注入到OSPF，再由区域边界路由器负责将这些路由信息传递到其他区域，实现整个网络的路由信息共享和路由器ABR ASBR区域边界路由器ABR自治系统边界路由器ASBR连接两个或多个区域，负责在区域之间传递路连接OSPF域和外部路由协议，例如RIP或由信息，例如，从区域内部的LSA转换为AS BGP，负责将外部路由信息导入OSPF域外部的LSA报文类型LSA

11.Router LSA

22.Network LSA描述路由器自身信息，包括路由器ID、连接的链路、成本等描述一个网络的信息，包括网络ID、掩码、路由器ID、成本等

33.Summary LSA

44.External LSA用于区域间路由信息的汇总，方便区域间路由计算用于描述外部网络信息，用于连接到其他自治系统Link State Advertisement LSALSA是OSPF协议中用于传播网络拓扑信息的报文LSA包含网络中各个节点的链路信息，例如链路类型、带宽、延迟等路由器通过LSA来构建网络拓扑图，并计算最优路径区域间路由传播ASBR路由器ASBR AutonomousSystem BoundaryRouter连接不同的自治系统AS，它接收来自内部区域的路由信息，并将其转换为外部路由信息，以便在不同的AS之间传播外部路由信息ASBR将内部区域的路由信息封装为Type5LSA Link-StateAdvertisement，并在AS之间进行传播Type5LSA包含了外部网络的地址、距离、以及到达该网络的下一跳路由器信息路由更新当ASBR收到来自其他AS的路由更新信息时，它会更新其路由表，并将新的路由信息传播到内部区域路由聚合减少路由表条目简化路由选择隐藏网络细节通过聚合，可以将多个路由条目合并为一个减少路由条目，简化路由选择过程，提升网聚合可以隐藏网络内部细节，提高网络安全，减少路由表大小，降低路由器资源消耗络性能和可靠性性报文格式OSPF报文类型报文头OSPF协议使用多种报文类型，例每个OSPF报文都包含一个标准的如Hello报文，DD报文，报文头，包括版本号，报文类型LSR/LSU/LSAck报文等，报文长度，校验和等信息报文体报文体包含具体的数据内容，根据不同的报文类型而有所不同协议Hello邻居发现网络连接状态计时器管理Hello报文用于在邻居之间建立和维护邻居Hello报文可以反映路由器与邻居的连接状Hello报文用于管理邻居之间的计时器，例关系态，例如网络是否可用、网络是否正常运行如Dead Interval计时器，用于检测邻居故障协议DD目的功能应用场景流程DD协议用于在OSPF邻居之间DD协议可以用于确定路由器DD协议在OSPF的邻居关系建DD协议使用Hello报文进行邻传递DD报文，用于发现网络是否在线以及确定路由器的网立和维护过程中起到重要作用居发现，当两个路由器建立中的其他路由器络地址邻居关系后，它们将通过DD协议进行数据交换协议LSR/LSU/LSAckLSR（链路状态请求）用于请求邻居路由器发送链路状态更新信息LSU（链路状态更新）用于将链路状态更新信息发送给邻居路由器LSAck（链路状态确认）用于确认链路状态更新信息的接收LSR、LSU和LSAck协议用于在OSPF邻居之间交换链路状态信息LSR用于请求邻居路由器发送链路状态更新信息，LSU用于将链路状态更新信息发送给邻居路由器，而LSAck用于确认链路状态更新信息的接收路由收敛机制OSPF协议采用链路状态路由协议，每个路由器会维护一个完整的网络拓扑信息当网络拓扑发生变化时，路由器会更新其链路状态数据库并重新计算路由，这个过程被称为路由收敛链路状态数据库更新1路由器根据收到的LSA更新其数据库路由计算2使用Dijkstra算法计算最短路径路由更新3将更新后的路由信息发送给邻居路由收敛的影响因素网络拓扑网络延迟12复杂网络拓扑会延长路由收敛高延迟网络环境会减慢路由收时间，因为需要更多时间来传敛速度，因为信息传播速度变播路由信息慢路由器性能配置错误34处理能力较弱的路由器会影响配置错误会导致路由收敛问题路由收敛速度，因为它们需要，例如错误的区域划分或路由更多时间来计算和转发路由信策略息协议配置案例OSPFOSPF协议配置案例展示了如何配置网络设备，以实现OSPF协议的路由功能案例中，我们将使用模拟环境，演示如何配置一台路由器，使其加入到一个OSPF网络中，并与其他路由器进行通信这个案例将涵盖基本配置，例如接口配置、区域配置和路由策略配置接口参数配置网络类型IP地址配置接口的网络类型，例如点到分配接口的IP地址和子网掩码，点、广播、非广播等确保路由器能够与其他设备通信成本优先级设置接口的成本，用于影响路由设置接口的优先级，用于选举指计算，成本越低，路径优先级越定路由器成为DR或BDR高区域参数配置区域标识符区域类型12每个区域都有一个唯一的标识符，用于区分不同的区域OSPF区域可以分为标准区域、非标准区域、虚拟链接区域以及stub区域区域路由器类型区域认证34区域路由器包括区域边界路由器（ABR）和自治系统边界路可以配置区域间的认证机制，以确保路由信息的安全性由器（ASBR）路由策略配置控制路由路径过滤路由条目优先级排序安全控制可以使用路由策略控制数据包通过配置路由策略，可以过滤路由策略可用于定义路由路径路由策略可用于实现安全策略的路由路径，以优化网络性能掉不必要的路由条目，简化路的优先级，确保关键流量优先，例如阻止来自特定网络的数或满足特定安全需求由表，提高路由器性能通过特定路径据包协议应用场景OSPF大型企业网络互联网服务提供商OSPF适用于大型企业网络，支持OSPF是互联网服务提供商的常用复杂拓扑结构，提供可靠的路由路由协议，用于管理和优化网络协议服务流量，提高网络性能数据中心网络无线网络OSPF用于构建数据中心网络，支OSPF可以应用于无线网络，提供持高带宽、低延迟的网络连接，可靠的无线路由服务，支持移动满足高性能计算的需求设备的访问和网络连接协议发展趋势OSPF高速网络支持OSPF协议不断改进以满足高速网络需求，例如支持更大网络规模和更高带宽安全增强OSPF协议增强安全性，例如通过身份验证机制防止攻击和伪造路由信息云计算集成OSPF协议与云计算环境整合，支持虚拟化和软件定义网络（SDN）技术协议总结OSPF优点应用OSPF协议是内部网关协议的一种，使用OSPF协议在现代网络中被广泛应用于企链路状态路由算法，在网络拓扑结构发生业网络、校园网络、互联网骨干网络等各变化时，可以快速收敛，并提供快速路由种网络环境中，为网络提供稳定可靠的路OSPF协议的安全性较高，通过身份验由服务OSPF协议支持多种路由协议，证机制可以防止攻击者伪造数据可以与其他路由协议进行互操作，从而提供更好的网络扩展性和灵活性。