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華為HCIP認(rèn)證考試 - OSPF域內(nèi)路由原理與配置詳解

  發(fā)布時(shí)間：2020-05-02 14:49:09   作者：咸魚13   我要評(píng)論
這篇文章主要介紹了華為HCIP認(rèn)證考試 - OSPF域內(nèi)路由原理與配置,結(jié)合實(shí)例形式總結(jié)分析了華為HCIP認(rèn)證考試OSPF域內(nèi)路由概念、原理、配置方法與相關(guān)注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

本文講述了華為HCIP認(rèn)證考試 - OSPF域內(nèi)路由。分享給大家供大家參考，具體如下：
 

OSPF域內(nèi)路由

◉ Router-LSA

Router-LSA描述P2P網(wǎng)絡(luò)

在這里插入圖片描述
每臺(tái)OSPF路由器使用一條Router-LSA描述本區(qū)域內(nèi)的鏈路狀態(tài)信息。LSA頭部的三個(gè)字段含義如下：

  • Type：LSA類型，Router-LSA是一類LSA。
  • LS id：鏈路狀態(tài)ID。
  • Adv rtr：產(chǎn)生此Router-LSA的路由器Router ID。

一條Router-LSA可以描述多條鏈接，每條鏈接描述信息由Link ID，Data，Link Type和Metric組成，其關(guān)鍵字含義如下：

  • Type：鏈接類型（并非OSPF定義的四種網(wǎng)絡(luò)類型），Router LSA描述的鏈接類型主要有：
    • Point-to-Point：描述一個(gè)從本路由器到鄰居路由器之間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈接，屬于拓?fù)湫畔ⅰ?/li>
    • TransNet：描述一個(gè)從本路由器到一個(gè)Transit網(wǎng)段（例如MA網(wǎng)段或者NBMA網(wǎng)段）的鏈接，屬于拓?fù)湫畔ⅰ?/li>
    • StubNet：描述一個(gè)從本路由器到一個(gè)Stub網(wǎng)段（例如Loopback接口）的鏈接，屬于路由信息。
  • Link ID：此鏈接的對(duì)端標(biāo)識(shí)，不同鏈接類型的Link ID表示的意義也不同。
  • Data：用于描述此鏈接的附加信息，不同的鏈接類型所描述的信息也不同。
  • Metric：描述此鏈接的開銷。

Router-LSA描述MA網(wǎng)絡(luò)或NBMA網(wǎng)絡(luò)

在這里插入圖片描述
在描述MA或NBMA網(wǎng)絡(luò)類型的Router-LSA中，Link ID為DR的接口IP地址，Data為本地接口的IP地址。

如圖所示，RTB、RTC、RTE之間通過以太鏈路互連，以RTC產(chǎn)生的LSA為例，Link ID為DR的接口IP地址（10.1.235.2），Data為本地路由器連接此MA網(wǎng)絡(luò)的接口IP地址（10.1.235.3），Link Type為TransNet，Metric表示到達(dá)DR的開銷值。

TransNet描述的鏈接中僅包括與DR的連接關(guān)系及開銷，沒有網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼及共享鏈路上其他路由器的任何信息。

◉ Network-LSA

Network-LSA描述MA網(wǎng)絡(luò)或NBMA網(wǎng)絡(luò)

在這里插入圖片描述
MA共享網(wǎng)段或NBMA共享網(wǎng)段中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼及路由器間的鏈接關(guān)系，通過Network-LSA來呈現(xiàn)。

在Network-LSA中關(guān)鍵字的含義如下：

  • Type：LSA類型，Network-LSA是二類LSA。
  • LS id：DR的接口IP地址。
  • Adv rtr：產(chǎn)生此Network-LSA的路由器Router ID，即DR的Router ID。
  • Net mask：該網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)掩碼。
  • Attached Router：連接到該網(wǎng)段的路由器列表，呈現(xiàn)了此網(wǎng)段的拓?fù)湫畔ⅰ?/li>

基于上述字段表達(dá)的信息，Ls id和Net mask做與運(yùn)算，即可得出該網(wǎng)段的IP網(wǎng)絡(luò)號(hào)，另外，從DR路由器到其所連接的路由器的開銷為0。

從Attached Router部分可以看出，2.2.2.2、3.3.3.3、5.5.5.5共同連接到該共享MA網(wǎng)段中，DR路由器為2.2.2.2，網(wǎng)絡(luò)號(hào)10.1.235.0，掩碼255.255.255.0。

OSPF區(qū)域內(nèi)LSDB

在這里插入圖片描述
如圖所示，五臺(tái)路由器互連并運(yùn)行OSPF協(xié)議。以RTA的LSDB為例，其中包括了五個(gè)路由
器產(chǎn)生的Router-LSA，以及兩個(gè)廣播型網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的Network-LSA。

LSDB：鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫

◉ SPF計(jì)算過程

SPF算法

在一類LSA和二類LSA中，包括了拓?fù)湫畔⒑吐酚尚畔ⅰ?/p>

Phase 1 ：構(gòu)建SPF樹

  • 根據(jù)Router-LSA和Network-LSA中的拓?fù)湫畔?，?gòu)建SPF樹干。

Phase 2 ：計(jì)算最優(yōu)路由

  • 基于SPF樹干和Router-LSA、Network-LSA中的路由信息，計(jì)算最優(yōu)路由。

構(gòu)建SPF樹

在這里插入圖片描述
OSPF路由器將分別以自身為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最短路徑樹。

以RTA為例，計(jì)算過程如下：

  • RTA將自己添加到最短路徑樹的樹根位置，然后檢查自己生成的Router-LSA，對(duì)于該LSA中所描述的每一個(gè)連接，如果不是一個(gè)Stub連接，就把該連接添加到候選列表中，分節(jié)點(diǎn)的候選列表為Link ID，對(duì)應(yīng)的候選總開銷為本LSA中描述的Metric值和父節(jié)點(diǎn)到達(dá)根節(jié)點(diǎn)開銷之和。
  • 根節(jié)點(diǎn)RTA的Router-LSA中存在TransNet中Link ID為10.1.12.2 Metric=1和P-2-P中Link ID為3.3.3.3 Metric=48的兩個(gè)連接，被添加進(jìn)候選列表中。
  • RTA將候選列表中候選總開銷最小的節(jié)點(diǎn)10.1.12.2移到最短路徑樹上，并從候選列表中刪除。

在這里插入圖片描述
DR被加入到SPF中，接下來檢查Ls id為10.1.12.2的Network-LSA。如果LSA中所描述的分
節(jié)點(diǎn)在最短路徑樹上已經(jīng)存在，則忽略該分節(jié)點(diǎn)。

如圖所示，在Attached Router部分：

  • 節(jié)點(diǎn)1.1.1.1被忽略，因?yàn)?.1.1.1已經(jīng)在最短路徑樹上。
  • 將節(jié)點(diǎn)2.2.2.2，Metric=0，父節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的開銷為1，所以候選總開銷為1，加入候選列表。
  • 候選節(jié)點(diǎn)列表中有兩個(gè)候選節(jié)點(diǎn)，選擇候選總開銷最小的節(jié)點(diǎn)2.2.2.2加入最短路徑樹并從候選列表中刪除。

在這里插入圖片描述
節(jié)點(diǎn)2.2.2.2新添加進(jìn)最短路徑樹上，此時(shí)繼續(xù)檢查Ls id為2.2.2.2的Router-LSA：

  • 第一個(gè)TransNet連接中，Link ID為10.1.12.2，此節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在最短路徑樹上，忽略。
  • 第二個(gè)TransNet連接中，Link ID為10.1.235.2，Metric=1，父節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的開銷為1，候選總開銷為2，加入候選列表。
  • 第三個(gè)P-2-P連接中，Link ID為4.4.4.4，Metric=48，父節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的開銷為1，候選總開銷為49，加入候選列表。

候選節(jié)點(diǎn)列表中有三個(gè)候選節(jié)點(diǎn)，選擇候選總開銷最小的節(jié)點(diǎn)10.1.235.2加入最短路徑樹并從候選列表中刪除。

在這里插入圖片描述
DR被加入到SPF中，接下來檢查Ls id為10.1.235.2的Network-LSA。

如圖所示，在Attached Router部分：

  • 節(jié)點(diǎn)2.2.2.2被忽略，因?yàn)?.2.2.2已經(jīng)在最短路徑樹上。
  • 將節(jié)點(diǎn)3.3.3.3，Metric=0，父節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的開銷為2，候選總開銷為2，加入候選列表。（如果在候選列表中出現(xiàn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)ID一樣但是到根節(jié)點(diǎn)的開銷不一樣的節(jié)點(diǎn)，則刪除到根節(jié)點(diǎn)的開銷大的節(jié)點(diǎn)。所以刪除節(jié)點(diǎn)3.3.3.3 累計(jì)開銷為48的候選項(xiàng))。
  • 將節(jié)點(diǎn)5.5.5.5，Metric=0，父節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的開銷為2，候選總開銷為2，加入候選列表。
  • 候選節(jié)點(diǎn)列表中有三個(gè)候選節(jié)點(diǎn)，選擇候選總開銷最小的節(jié)點(diǎn)3.3.3.3和5.5.5.5加入最短路徑樹并從候選列表中刪除。

在這里插入圖片描述
節(jié)點(diǎn)3.3.3.3和5.5.5.5新添加進(jìn)最短路徑樹上，此時(shí)繼續(xù)檢查Ls id分別為3.3.3.3和5.5.5.5的
Router-LSA。

Ls id為3.3.3.3的LSA：

  • Link ID為10.1.235.2的節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在最短路徑樹上，忽略。
  • Link ID為1.1.1.1的節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在最短路徑樹上，忽略。

在這里插入圖片描述
Ls id為5.5.5.5的LSA：

  • Link ID為10.1.235.2的節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在最短路徑樹上，忽略。
  • Link ID為4.4.4.4的P-2-P連接，Metric=48，父節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的開銷為2，候選總開銷為50。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)4.4.4.4已經(jīng)在候選列表中出現(xiàn)，且候選總開銷為49。49<50，所以子節(jié)點(diǎn)4.4.4.4的父節(jié)點(diǎn)選擇2.2.2.2。

至此，再通過命令display ospf lsdb router 4.4.4.4發(fā)現(xiàn)，LSA中的連接所描述的相鄰節(jié)點(diǎn)
都已經(jīng)添加到了SPF樹中。

此時(shí)候選列表為空，完成SPF計(jì)算，其中10.1.12.2和10.1.235.2是虛節(jié)點(diǎn)（DR）。

計(jì)算最優(yōu)路由

在這里插入圖片描述
第二階段根據(jù)Router LSA中的Stub、Network LSA中的路由信息，完成最優(yōu)路由的計(jì)算。

從根節(jié)點(diǎn)開始，依次添加LSA中的路由信息（添加順序按照每個(gè)節(jié)點(diǎn)加入SPF樹的順序）：

  • 1.1.1.1（RTA）的Router LSA中，共1個(gè)Stub連接，網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.13.0/24，Metric=48；
  • 10.1.12.2（DR）的Network LSA中，網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.12.0/24，Metric=1+0=1；
  • 2.2.2.2（RTB）的Router LSA中，共1個(gè)Stub連接，網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.24.0/24，Metric=1+0+48=49；
  • 10.1.235.2（DR）的Network LSA中，網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.235.0/24，Metric=1+0+1=2；
  • 3.3.3.3（RTC）的Router LSA中，共1個(gè)Stub連接，網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.13.0/24，已在RTA上，忽略；
  • 5.5.5.5（RTE）的Router LSA中，共1個(gè)Stub連接，網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.45.0/24，Metric=1+0+0+1+48=50；
  • 4.4.4.4（RTD）的Router LSA中，共2個(gè)Stub連接，網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.24.0/24，已在RTB上，忽略；網(wǎng)絡(luò)號(hào)/掩碼10.1.45.0/24，已在RTE上，忽略。

在這里插入圖片描述
經(jīng)歷上述兩個(gè)階段的計(jì)算，RTA生成的OSPF路由如上圖所示。

經(jīng)過OSPF優(yōu)選后的路由并不一定會(huì)安裝進(jìn)系統(tǒng)路由表，因?yàn)槁酚善鬟€可以通過其他協(xié)議獲
得路由，通過不同方式獲得的路由需要進(jìn)行優(yōu)先級(jí)比較。

單區(qū)域OSPF配置實(shí)現(xiàn)

在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述
以RTA為例，RTA分別和RTB、RTC建立了鄰接關(guān)系。

◉ 思考題

Router-LSA中主要包含哪幾種鏈路類型？

P2P、TransNet、StubNet、vlink

經(jīng)過SPF算法計(jì)算后，被認(rèn)為是最優(yōu)的OSPF路由是否一定會(huì)被放入路由器的路由表中？

不一定，路由器可能通過多種路由協(xié)議獲得同一路由前綴的路由信息，還需要通過路由優(yōu)先級(jí)比較確定通過哪個(gè)路由協(xié)議獲得的路由會(huì)放入路由表。

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