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OSPF基础

路由

 

静态

 

动态

RIP、OSPF,两者的算法不一致,马路案例(八车道大马路,乡间小路)

 

特点

OSPF

无环路

OSPF是一种基于链路状态的路由协议,它从设计上就保证了无路由环路。OSPF支持区域的划分,区域内部的路由器使用SPF最短路径算法保证了区域内部的无环路。OSPF还利用区域间的连接规则保证了区域之间无路由环路。

收敛快

OSPF支持触发更新,能够快速检测并通告自治系统内的拓扑变化。

扩展性好

OSPF可以解决网络扩容带来的问题。当网络上路由器越来越多,路由信息流量急剧增长的时候,OSPF可以将每个自治系统划分为多个区域,并限制每个区域的范围。OSPF这种分区域的特点,使得OSPF特别适用于大中型网络。OSPF可以提供认证功能。

支持认证

OSPF路由器之间的报文可以配置成必须经过认证才能进行交换。

 

RIP

基于距离矢量的路由协议

 

像刚来上海的新手司机,开车跟着导航走,如果导航出错就不能到达目的地或者会绕远路(RIP的传闻路由)

OSPF

开放式最短路径优先(基于链路状态的路由协议)

 

像常年生活在上海开滴滴的司机,对每一条路都了如指掌,高峰期什么路段会拥堵,什么地方有捷径可走都一清二楚,有自己的判断

传闻路由(RIP)

一个人算完以后将信息告诉一下个人,下一个人根据上一个人提供的信息去计算路由,如果第一个人的信息是错的,那么整个网络中的路由都是错误的

传信路由(OSPF)

收到一个信息之后并不是先计算,而是先把收到的消息向全网去传递告诉所有人,这样可以很大程度提升收敛速度

SPF算法

以自己为根,计算到达每个节点的最短路径

串行链路带宽

E1:   欧洲标准,我国也使用这个标准,2.048MB

T1:北美标准,日本好像也是的,1.554MB

 

LS

链路状态:

  • 链路的类型;
  • 接口IP地址及掩码;
  • 链路上所连接的邻居路由器;
  • 链路的带宽(开销)

LSA

链路状态通告

LSDB

链路状态数据库

 

 

 

 

OSPF中专用的组播地址

DR/BDR 发送:224.0.0.5(DRother侦听)

DR other 发送:224.0.0.6 (DR/BDR侦听)

 

端口配置了OSPF之后会自动发送组播报文(目的地址224.0.0.5),去发现邻居,并且同时也会侦听目的地址为224.0.0.5的报文信息

Hello  interval

发送间隔

Dead  interval

邻居失效间隔

协商参数

1. RID。如果直连的两台路由器具有相同的RID,则他们不会建立邻接关系。如果一个区域内两台不直连的路由器具有相同的RID,他们互相得不到对方的LSA。

2.HELLO和DEAD的时间间隔

3.子网掩码。这个只在MA网络中检测。P2P网络中,只要ping通对端即可。

4.区域类型(STUB/NSSA)

5.MTU。可以在接口下用ip ospf mtu-ignore忽略这个匹配,哪端修改MTU就在哪端输入。

6.区域ID

 

如果两台设备协商的参数不一致,是无法建立邻居的,就好像两个人三观不一致是走不到一起的,哪怕走到一起也不会长久

 

 

 

ATM

Asynchronous Transfer Mode(ATM)异步传输模式

 

ATM是以信元为基础的一种分组交换复用技术

ATM采用面向连接的传输方式,将数据分割成固定长度的信元,通过虚连接进行交换。ATM集交换、复用、传输为一体,在复用上采用的是异步时分复用方式,通过信息的首部或标头来区分不同信道。

复用技术(FDM)

复用技术是指一种在传输路径上综合多路信道

频分复用:将载波带宽分为多种不同子信道,每个子信道可以并行传送一路信号

时分复用:在交互时间间隔内在同一信道上传送多路信号

分组交换(TDM)

    分组交换也称为包交换,它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段,在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部,每个带有首部的数据段就构成了一个分组。首部指明了该分组发送的地址,当交换机收到分组之后,将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地,这个过程就是分组交换

    分组交换的思想来源于报文交换,报文交换也称为存储转发交换,它们交换过程的本质都是存储转发,所不同的是分组交换的最小信息单位是分组,而报文交换则是一个个报文。由于以较小的分组为单位进行传输和交换,所以分组交换比报文交换快。报文交换主要应用于公用电报网中

异步时分复用

    异步时分复用又称统计时分复用( STDM, Statistical Time Division Multiplexing)或智能时分复用,它对用户采用动态“按需分配”时隙,即只要用户有传输数据的需要时就应为其分配时隙,用户需要传输的数据量较大时,可以分配给它较多的时隙,需要传送的数据量较小时,就分配给它较小的时隙;用户如果没有数据需要传送,则可以不分配时隙给它。因此每个用户分配的时隙宽度及顺序均不固定,而是随用户要求传输的数据量变化而变化。异步时分多路复用是目前计算机网络中应用广泛的多路复用技术。

帧中继(FR)

帧中继(frame relay)是于1992年兴起的一种新的公用数据网通讯协议,1994年开始获得迅速发展。帧中继是一种有效的数据传输技术,它可以在一对一或者一对多的应用中快速而低廉的传输数字信息

 

带宽范围 56Kbps到1.544Mbps

主要场景:综合业务数字网(数字电话网)(ISDN):打电话,可视电话、会议电视等

 

OSPF开销修改

 

接口开销

在接口中

ospf  cost   100

参考带宽

OSPF进程视图下

bandwith-reference   1000

 

OSPF  version(版本)

v2  用在ipv4

v3  用于ipv6中

 

邻居状态机

路由器在运行OSPF协议之后,会经历的8种状态

Down

停机。刚运行协议的时候,还没有发送Hello报文的时候

Init

初始状态。路由器已经从邻居收到了Hello报文,但是自己不在所收到的Hello报文的邻居列表(neighbour)中,尝试建立邻居关系,但还没成功建立双向的邻居关系

2-Way

这个状态下,双向交接了Hello报文,完成了邻居关系的建立

这是邻接关系前的最高状态

ExStart

从邻居关系开始向邻接关系转变的第一个步骤,路由器开始单向发送DD报文(只有头部信息,没有摘要信息,为了选举主从路由器)根据Router  id的大小进行选举,大的为主,小的为从

Exchange

双向交接DD报文(有摘要信息),描述本地LSDB

Loading

相互发送LSR报文请求自己所缺的LSA,发送LSU报文通告LSA

这个状态下会交互三种报文:LSR(请求)、LSU(进行传输同步)、LSACK(确认)

Full

路由器的LSDB已经完成同步,完成邻接关系

Attempt

尝试。只会在NBMA(非广播-多路访问网络)上存在,表示已经周期性的向邻居发送了报文,间隔为HelloInterval,但是并没有收到邻居的任何回应信息,如果RouterDeadInterval(失效时间)间隔内未收到邻居的Hello报文,则转为Down状态

 

Exstart

发送的DD报文为假的(只有头部信息,没有链路状态的描述信息),为了确定主从关系(Master/Slave),确定初始DD报文的序列号(谁先开始发)

DD报文参数

I-bit设置为1,表示这是第一个DD报文,M-bit设置为1,表示后续还有DD报文要发送,MS-bit设置为1,表示RTA宣告自己为Master

 

LSA头部

 

 

生存时间(LS age)越小越好,因为越小表示越新也就越可靠。

序列号LS sequence number越大越好,代表数据发的越晚,越可靠

 

LS type(报文类型),Link State ID(描述的对象)和Advertising Router(通告者,谁发出来的)的组合共同标识一条LSA。

LSDB中除了自己生成的LSA,另一部分是从邻居路由器接收的。邻居路由器之间相互更新LSA必然需要一个“通道”。

  • LS type:此字段标识了LSA的格式(一类二类三类等等)和功能。常用的LSA类型有五种。
  • Link State ID:此字段是该LSA所描述的那部分链路的标识,例如Router ID等。
  • Advertising Router:此字段是产生此LSA的路由器的Router ID
  • LS sequence number:此字段用于检测旧的和重复的LSA
  • LS age:此字段表示LSA已经生存的时间,单位是秒。

 

DR/BDR选举基于接口

一个网段中选举一个DR和BDR(广播和非广播多路访问(NBMA)网络)

Router Priority

路由器优先级(越大越优),缺省为1,取值0-255,用于选举DR(指定路由器)和BDR(备份指定路由器)

 

 

不抢占机制

当OSPF中DR完成了选举以后,网络中加入了一个优先级更高的路由器,这个时候DR的角色不会改变。因为如果重新选举且改变了角色会使得整个网络重新进行LSDB的同步,在这段时间内网络是不通的,黑客就可以趁此机会攻击网络

顺位继承

当DR挂了以后,由BDR继任,然后在其他路由器中去选举新的BDR(包含新加入的路由器)


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