OSPF路由协议综述及其配置(1)

链路状态路由协议(link-state routing protocol)的一些特征:

1.对网络发生的变化能够快速响应

2.当网络发生变化的时候发送触发式更新(triggered update)

3.发送周期性更新(链路状态刷新),间隔时间为30分钟

链路状态路由协议只在网络拓扑发生变化以后产生路由更新.当链路状态发生变化以后,检测到变化的设备创建LSA(link state advertisement),通过使用组播地址传送给所有的邻居设备,然后每个设备拷贝一份LSA,更新它自己的链路状态数据库(link state database,LSDB),接着再转发LSA给其他的邻居设备.这种LSA的洪泛(flooding)保证了所有的路由设备在更新自己的路由表之前更新它自己的LSDB

LSDB通过使用Dijkstra算法(shortest path first,SPF)来计算到达目标网络的最佳路径,建立一条SPF树(tree),然后最佳路径从SPF树里选出来,被放进路由表里OSPF和IS-IS协议被归类到链路状态路由协议中.链路状态路由协议在一个特定的区域(area)里从邻居处收集网络信息,一旦路由信息都被收集齐以后,每个路由器开始通过使用Dijkstra算法(SPF)独立计算到达目标网络的最佳路径

运行了链路状态路由协议的路由器跟踪以下信息:

1.它们各自的邻居

2.在同一个区域中的所有路由器

3.到达目标网络的最佳路径

Link-State Data Structures

为了能够做出更好的路由决策,OSPF路由器必须维持的有以下内容:

1.neighbor table:也叫adjacency database.存储了邻居路由器的信息.如果一个OSPF路由器和它的邻居路由器失去联系,在几秒中的时间内,它会标记所有到达那条路由均为无效并且重新计算到达目标网络的路径

2.topology table:一般叫做LSDB.OSPF路由器通过LSA学习到其他的路由器和网络状况,LSA存储在LSDB中

3.routing table:也就是我们所说的路由表了,也叫forwarding database,包含了到达目标网络的最佳路径的信息

链路状态路由协议和距离向量路由协议的一个区别就是:距离向量路由协议是routing by rumors,也就是说,距离向量路由协议依靠邻居发给它的信息来做路由决策,而且路由器不需要保持完整的网络信息;而运行了链路状态路由协议的路由器保持的有完整的网络信息的快照,而且每个路由器自己做出路由决策

Defining an OSPF Area

OSPF的网络设计要求是双层层次化(2-layer hierarchy),包括如下2层:

1.transit area(backbone或area 0)

2.regular areas(nonbackbone areas)

transit area负责的主要功能是IP包快速和有效的传输.transit area互联OSPF其他区域类型.一般的,这个区域里不会出现端用户(end user)

regular areas负责的主要功能就是连接用户和资源.这种区域一般是根据功能和地理位置来划分.一般的,一个regular area不允许其他区域的流量通过它到达另外一个区域,必须穿越transit area比如area 0.regular areas还可以有很多子类型,比如stub area,locally area和not-so-stubby area

在链路状态路由协议中,所有的路由器都保持的有LSDB,OSPF路由器越多,LSDB就越大.这可能对了解完整的网络信息有帮助,但是随着网络的增长,可扩展性的问题就会越来越大.采用的折中方案就是引入区域的概念.在某一个区域里的路由器只保持的有该区域中所有路由器或链路的详细信息和其他区域的一般信息.当某个路由器或某条链路出故障以后,信息只会在那个区域以内在邻居之间传递.那个区域以外的路由器不会收到该信息.OSPF要求层次化的网络设计,意味着所有的区域要和area 0直接相连.如下图:

注意area 1和area 2或3之间的连接是不允许的,它们都必须通过backbone area 0进行连接.Cisco建议每个区域中路由器的数量为50到100个构建area 0的路由器称为骨干路由器(backbone router,BR),如上图,A和B就是BR;区域边界路由器(area border router,ABR)连接area 0和nonbackbone areas.如图,C,D和E就是ABR.ABR通常具有以下特征:

1.分隔LSA洪泛的区域

2.是区域地址汇总的主要因素

3.一般做为默认路由的源头

4.为每个区域保持LSDB

理想的设计是使每个ABR只连接2个区域,backbone和其他区域,3个区域为上限