OSPF的基本配置
OSPF路由計算
前言:
1)同一區域內的OSPF路由器擁有完全一致的LSDB,在區域內部,OSPF采用SPF算法完成路由計算。
2)隨著網絡規模不斷擴大,路由器為了完成路由計算所消耗的內存、CPU資源也越來越多。通過區域劃分可以在一定程度上緩解路由器的壓力。
3)在大規模網絡中除了OSPF之外,還可以存在其他路由協議,OSPF支持外部路由引入,從而使得OSPF路由器知曉到達域外的路由。
LSA的基本概念:
1)Link State Advertisment是OSPF進行路由計算是關鍵依據
2)OSPF的LSU報文可以攜帶多種不同類型的LSA
3)各個類型的LSA擁有相同的報文頭部
LS Age(鏈路狀態老化時間):此字段表示LSA已經生存的時間,單位是秒
Options(可選項):每一個bit都對應了OSPF所支持的某種特性
LS Type(鏈路狀態類型):指示本LSA的類型
Link State ID(鏈路狀態ID):不同的LSA,對該字段的定義不同
Advertising Router(通告路由器):產生該LSA的路由器的Router ID
LS Sequence Number(鏈路狀態序列號):當LSA每次有新的實例產生時,序列號就會增加
LS Sequence Number(鏈路狀態序列號):當LSA每次有新的實例產生時,序列號就會增加
LS?Checksum(校驗和):用于保證數據的完整性和準確性
Length:是一個包含LSA頭部在內到達LSA的總長度值
(1.鏈路狀態類型、鏈路狀態ID、通告路由器三元組唯一地標識了一個LSA
2.鏈路狀態老化時間、鏈路狀態序列號、校驗和用于判斷LSA的新舊)
常見LSA的類型
1.路由器LSA(Router LSA):每個設備都會產生,描述子設備的鏈路狀態和開銷,該LSA只能在接口所屬是本區域內泛洪
2.網絡LSA(Network LSA):由DR產生,描述該DR所接入的MA網絡中所有與之形成鄰接關系的路由器,以及DR自己,該LSA只能在接口所屬本區域內泛洪
3.網絡匯總LSA(Network Summary LSA):由ABR產生,描述區域內某個網段的路由,該類LSA主要用于區域間路由的傳遞
4.ASBR匯總LSA(ASBR Summary LSA):由ABR產生,描述到ASBR的路由。通告給除ASBR所在區域的其他相關區域
5.AS外部LSA(AS External LSA):由ASBR產生,用于描述到達OSPF域外的路由
SPF算法
OSPF采用SPF(Shortest Path First,也成為Dijkstra算法)算法計算路由,可以達到路由無環且快速收斂的目的。
Phase1:構建SPF樹
1)路由器將自己作為最短路徑樹的樹根,根據Router-LSA和Network_LSA中的拓撲信息,依據將Cost值最小是路由器添加到SPF數中。路由器以Router ID或者DR標識。
2)廣播網絡中DR和其所連接路由器的Cost值為0
3)SPF樹中只有單向的最短路徑,保證了OSPF區域內路由計算不會出現環路。
Phase2:計算最優路由
1.將Router-LSA、Network-LSA中的路由信息以葉子節點形式附加在對應的OSPF路由器上,計算最優路由
2.已經出現的路由信息不會再添加到SPF樹干上。
區域間路由計算
在大型網絡 ,單區域OSPF存在是問題
1)一系列連續的OSPF路由器構成的網絡成為OSPF域(Domain)
2)OSPF要求網絡內的路由器同步LSDB,實現對于網絡的一致認知
3)當網絡規模越來越大時,LSDB將變得非常臃腫,設備基于該LSDB進行路由計算,其負擔也極大地增加了,此外路由器的路由表規模也變大了,這些無疑都將加大路由器的性能損耗
4)當網絡拓撲發生變更時,這些變更需要被擴散到整個網絡,并可能引發整網的路由重計算
5)單區域的設計,使得OSPF無法部署路由匯總
區域劃分
Router LSA和Network LSA只在區域內泛洪,因此通告區域劃分在一定程度上降低網絡設備的內存及CPU的消耗
劃分區域后,路由器可以分為兩種角色:
- 區域內部路由器(Internal Router):該類設備的所有接口都屬于同一個OSPF區域
- 區域邊界路由器(Area Border Router):該類設備接口分別連接兩個及兩個以上的不同區域
區域間路由信息傳遞
OSPF區域間路由信息傳遞是通告ABR產生的Network Summary LSA(3類LSA)實現的。
Network Summary LSA詳解
Network Summary LSA(3類LSA)由ABR產生,用于向一個區域通告到達另一個區域的路由
解釋:
LS Type:取值3,代表Network Summary LSA
Link State ID:路由的目的網絡地址
Advertising Router:生成LSA的Router ID
Network Mask:路由的網絡掩碼
metric:到目的地址的路由開銷