OSPF协议概述(二)

1.       OSPF的邻居状态机

Down:邻居状态机的初始状态,是指在过去的 Dead-Interval 时间内没有收到对方的Hello 报文。

Attempt:只适用于 NBMA 类型的接口,处于本状态时,定期向那些手工配置的邻居发送HELLO 报文。

Init:本状态表示已经收到了邻居的HELLO 报文,但是该报文中列出的邻居中没有包含我的Router ID(对方并没有收到我发的HELLO 报文)。

2-Way:本状态表示双方互相收到了对端发送的 HELLO 报文,建立了邻居关系。在广播和NBMA 类型的网络中,两个接口状态是DROther 的路由器之间将停留在此状态。其他情况状态机将继续转入高级状态。

ExStart:在此状态下,路由器和它的邻居之间通过互相交换 DD 报文(该报文并不包含实际的内容,只包含一些标志位)来决定发送时的主/从关系。建立主/从关系主要是为了保证在后续的DD报文交换中能够有序的发送。

Exchange:路由器将本地的 LSDB DD 报文来描述,并发给邻居。

Loading:路由器发送 LSR 报文向邻居请求对方的LSU 报文。

Full:在此状态下,邻居路由器的 LSDB 中所有的LSA 本路由器全都有了。即,本路由器和邻居建立了邻接(adjacency)状态。

2.       链路状态数据库的同步过程

链路状态数据库同步过程的主要步骤:HELLO报文发现邻居,主从关系协商,DD报文交换,LSA请求,LSA更新。

说明:

以上过程是两台路由器由相互没有发现对方的存在到建立邻接关系的过程。或者可以理解为网络中新加入一台路由器时的处理情况。当两台路由器之间的状态机都已经达到Full 状态之后,如果此时网络中再有路由变化时,就无须重复以上的所有步骤。只由一方发送LS Update报文通知需要更新的内容,另一方发送LS Ack 报文予以回应即可。双方的邻居状态机在此过程中不再发生变化。

3.       OSPF的四种网络类型

4.       DRBDR的引入:(为了减少在广播和NBMA网段内带宽的占用)

网络中有N台路由器

在无DR情况下:需建立N*(N-1)/2个邻接关系。路由变化需要进行N*(N-1)/2次的传递。

DR情况下,只需建立N个邻接关系。路由变化需要进行2*N次的传递

BDRDR同时被选举出来。它也与本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。DR失效后,BDR立即成为DR

5.       NBMA(NonBroadcast MultiAccess)PTMP(point-to-multipoint)

NBMA:非广播多点可达的网络。ATMX.25Frame Relay

点到多点与NBMA最本质的区别是:在点到多点的网络中不选举DRBDR,即这种类型的网络中任意两台路由器之间都交换路由信息。

NBMA p2mp 之间的区别:

1)   OSPF 协议中NBMA 是指那些全连通的、非广播、多点可达网络。而点到多点的网络,则并不需要一定是全连通的。

2) NBMA 上需要选举DR BDR,而在点到多点网络中没有DR BDR

3)  NBMA 是一种缺省的网络类型,例如:如果链路层协议是ATMOSPF 会缺省的认为该接口的网络类型是NBMA(不论该网络是否全连通)。点到多点不是缺省的网络类型,没有哪种链路层协议会被认为是点到多点,点到多点必须是由其它的网络类型强制更改的。最常见的做法是将非全连通的NBMA 改为点到多点的网络。

4)  NBMA 用单播发送协议报文,需要手工配置邻居。点到多点是可选的,即可以用单播

发送,又可以用多播发送报文。

6.       路由器的类型:

IAR(Internal Area Router):区域内路由器,是指该路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域。这种路由器只生成一条Router LSA,只保存一个LSDB.

ABR(Area Border Router):区域边界路由器,该路由器同时属于两个以上的区域(其中必须有一个是骨干区域,也就是区域0)。

BBR(BackBone Router):该路由器至少有一个接口属于骨干区域。

ASBR(AS Boundary Router):自治系统边界路由器。

7.       骨干区域的引入:消除路由自环问题。骨干区域负责区域之间的路由,非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发。

虚连接的引入:为了保证所有非骨干区域与骨干区域保持连通;骨干区域自身也保持连通。 虚连接是指在两台ABR之间通过一个非骨干区域而建立的一条逻辑上的链接通道。

8.       OSPF一共将路由分为四级,按优先级从高到低排列:

优选区域内的路由。

优选区域间的路由:同为区域间的路由则优选通过骨干区域的。

优选自治系统Type1类外部路由(IGP:静态路由和RIP路由)

优选自治系统TYPE2类外部路由(EGP

9.       OSPF协议与RIP路由协议的比较:

1) RIP 路由协议中用于表示目的网络远近的唯一参数为跳(HOP),也即到达目的网络所要经过的路由器个数。在RIP 路由协议中,该参数被限制为最大15,也就是说RIP 路由信息最多能传递至第16 个路由器;对于OSPF 路由协议,路由表中表示目的网络的参数为Cost,该参数为一虚拟值,与网络中链路的带宽等相关。也就是说OSPF 路由信息不受物理跳数的限制,在某些特殊情况下RIP 可能会产生环路,生成次优路由。因此,OSPF 比较适合应用于大型网络中。

2) RIPv1 路由协议不支持变长子网屏蔽码(VLSM),这被认为是RIP 路由协议不适用于大型网络的又一重要原因。采用变长子网屏蔽码可以在最大限度上节约IP 地址。OSPF路由协议不仅支持VLSM,而且支持CIDR

3) RIP 路由协议路由收敛较慢。RIP 路由协议周期性地将整个路由表作为路由信息广播至网络中,该广播周期为30 秒。在一个较为大型的网络中,RIP 协议会产生很大的广播信息,占用较多的网络带宽资源;并且由于RIP 协议30 秒的广播周期,影响了RIP 路由协议的收敛,甚至出现不收敛的现象。当网络状态比较稳定时,网络中传递的链路状态信息是比较少的,或者可以说,当网络稳定时,网络中是比较安静的。因此,OSPF路由协议即使是在大型网络中也能够较快地收敛,这也正是链路状态路由协议区别与距离矢量路由协议的一大特点。

4) RIP 协议中,网络是一个平面的概念,并无区域及边界等的定义。在OSPF 路由协议中,一个网络,或者说是一个路由域可以划分为很多个区域area,每一个区域通过OSPF 边界路由器相连,区域间可以通过路由汇总(Summary)来减少路由信息,减小路由表,提高路由器的运算速度。

5) OSPF 路由协议支持路由验证,只有互相通过路由验证的路由器之间才能交换路由信息。并且OSPF 可以对不同的区域定义不同的验证方式,提高网络的安全性。

6) OSPF 路由协议对负载分担的支持性能较好。OSPF 路由协议支持多条Cost 相同的链路上的负载分担,目前我们VRP3.4 平台的路由器支持3 条链路的负载分担。

7)  OSPF 占用的实际链路带宽比RIP 少,因为它的路由表是有选择的广播(只在建立邻接关系的路由器间),OSPF 使用的CUP 时间比RIP 少,因为OSPF 达到平衡后的主要工作只是发HELLO 报文,RIP 是发送路由表,OSPF 用的路由器的内存比RIP 大,因为OSPF 相对有一个大的路由表。

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