高级网络协议(isis、ospf)

处于同一个区域时
区域边界路由器： 区域边界路由器：一个路由器与多个区域相连 主干路由器： 主干路由器： 至少有一个接口定义成区域0的路
由器
路由选择类型
• 区域内路由选择 • 区域间路由选择
域0
域1
域2
OSPF协议工作过程 OSPF协议工作过程 的域内路由 Down：这是OSPF建立交互关系的初始化状态
链路状态确认分组 识别接收方确认的LSA分组
OSPF 配置
OSPF的典型特点就是需要许多内部路由器、区域边界路由器 (与多个区域相连) 和自治系统边界路由器的协调。最低限度 上，基于OSPF的路由器或访问服务器的配置为缺省参数值、 无认证且没有分配到区域的接口。如果想自行设置环境，必 须保证所有路由器的配置协调一致。
OSPF 5种不同类型的分组 hello分组
建立并维护邻节点之间关系的协议（网络掩码， hello间隙，路由失效间隙） 数据库描述分组 初始化交换该分组， 描述但不实际传输OSPF路由器链路数据库的内容 链路状态请求分组 请求邻接路由器链路状态数据库的特定内容，如内 容不新也不全，发出该分组
链路状态更新分组 向邻接节点实际传输LSA， LSA 有5种： • • • • • 路由器LSA：描述路由器链路到该区域的状态和代价 网络LSA：网络中所有链路状态及代价信息的集合 汇总LSA-IP网络：与邻接区交流本区域汇总的路由选择信息 汇总LSA-AS边缘路由器：描述到OSPF网络的外部路由 AS-外部的LSA ：描述OSPF网络之外的目标
网络变化时手动修改路由
动态路由选择
•距离矢量路由选择 距离矢量路由选择
在基于距离矢量算法的路由选择中，该算法定期给直接相邻的 网络邻居传送他们路由选择表的副本，每个接受者将一个距离矢量加 到表中，并转发给他的邻居
•链路状态路由选择 链路状态路由选择
链路状态协议建立和维护了网络路由器以及它们怎样互连的整体 情况
路由协议： 路由协议：
• • 静态路由 动态路由 RIP (初级培训） IGRP EIGRP （初级培训） OSPF IS-IS
静态路由的优点：
有利于网络的安全：只有一个路径进出与静态定义的路由相连接 的网络； 更充分利用资源，带宽小，无路由计算而导致浪费路由器的CPU 和内存的缺陷。
静态路由的缺点：
OSPF 配置实例
IS-IS
中间系统到中间系统（Intermediate System to Intermediate System），是
ISO的无连接网络协议CLNP（Connectionless Network Protocol）的路由协议，
IS：一个路由器就是一个中间系统(Intermediate System),即一个IS； ： ES： 一个主机是一个末端系统（End System）,即一个ES ： ES-IS： ES和IS之间相通信的协议 ： IS-IS：路由器IS之间的协议 ：
to link cost R2 A 5 R3 C 10 R1 A 5 R4 B 50 R1 C 10 R4 D 10 R2 B 50 R3 D 10 R5 E 100 R4 E 100
C
发布LSP 发布
R2 B R4 D R3 E
R1
A
R5
From R1 R1 R2 R2 R3 R3 R4 R4 R4 R5
高级网络培训教程
AS (autonomous systems )
是拥有同一选路策略、在同一技术管理部门下运行的一组路由 器， 在外部看来整个AS是一个单一实体。每个AS有一个因特网登记 处或提供者分配给他的识别码（AS号）
外部路由 ：
用于自治系统外部的路由选择协议
内部路由： 内部路由：
用于自治系统内部的路由选择协议
Neighbor Discovery
R2
Hello,I’m R1
R1
A
B R4 C R3 D E
R5
Neighbor Discovery
R2
Hello,I’m R2
R1
A
B R4 C R3 D E
R5
Neighbor Discovery
R2 R1 A B R4 C
Hello,I’m R1
E
R5
OSPF（开放的最短路径优先协议） OSPF（开放的最短路径优先协议）
概况 • 目前Internet广域网和Intranet企业网采用最多、应用 最广泛的路由协议之一 • 基于SPF算法的典型的链路状态（Link-state）的路由 协议 • 用于同一个路由域内（AS）
SPF 算法
链路状态路由
•邻居发现 邻居发现 •构筑 构筑LSP 构筑 • 发布 发布LSP • 计算路由
域间路由
•所有的区域都必须与区域0相联 •这一个区域边界路由器会将其相联接的区域内部结构 数据通过Summary Link广播至区域0，也就是广播至所 有其它区域的边界路由器 •边界路由器能够计算出至目的地的路由
OSPF的数据结构
版本号字段：标识协议的版本号 类型字段：指明 指明OPSF分组类型 分组类型 分组长度字段：表示分组长度 路由器ID字段：路由器识别号 区域ID字段：识别区域的标识号 校验和字段：检测传输中的报文存在是否损坏 鉴别类型字段：识别报文中使用的鉴别类型
5 10
R3
计算路由
将R4加入计算 加入计算
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 R4 逻辑连接 D R5 R4 E 100 R2
50 5 10
R3
计算路由
计算R3的路径 计算 的路径
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 R4 逻辑连接 R4 D R5 R4 E 100 R2
ES IS-IS ES ES-IS IS-IS IS-IS ES-IS
ES
IS-IS • ISIS 有两个域： 有两个域： • 主干域 • 非主干域 • 非主干 非主干area之间网络流量 之间网络流量 必须通过主干area 必须通过主干 • • • • IS 可能是： 可能是： Level-1 router Level-2 router Level-1-2 router
AS1 IGP BGP IGP IGP BGP BGP
AS2
AS3
路由选择的两种类型：
静态路由选择和动态路由选择 动态路由选择协议
是路由器动态地发现和维护路由，然后将分组（数据报）转 发到相应的路由上。
静态路由选择
静态设置的路由器只能使用定义好的路由来转发分组，不能 发现路由，缺乏与其它路由器交换路由选择信息的机制
主干和非主干路由器 • Level-1-2 路由器 可以和任何域建立连接 拥有两个LSDB: 拥有两个 level-1 for the intra-area routing level-2 for the inter-area routing
OSPF Area的分界处在路由器上，如图所示，一些接口 在一个Area内，一些接口在其它Area内，当一个OSPF 路由器的接口分布在多个Area内时，这个路由器就被 称为边界路由器(ABR)。
发布LSP 发布
R2
LSP LSP
R1
A
B R4 E
LSP
R5
LSP
C R3
D
LSP
发布LSP 发布
R2
LSP LSP
R1
A
B R4 E
LSP
R5LLeabharlann PC R3DLSP
发布LSP 发布
R2 R1 A B R4 C R3 D E R5
发布LSP 发布
R2 B R4 D R3 E
R1
A
R5
From R1 R1 R2 R2 R3 R3 R4 R4 R4 R5
发布LSP 发布
R2
LSP
R1
A
B R4 C R3 D E
R5
LSP
发布LSP 发布
R2
LSP LSP
R1
A
B R4 E
R5
LSP
C R3
D
LSP
发布LSP 发布
R2
LSP LSP
R1
A
B R4 E
LSP
R5
LSP
C R3
D
LSP
发布LSP 发布
R2 R1 A B R4 C R3 D E R5
OSPF区域： 区域： 区域
将一个网络划分成许多较小的区域，为每个区域定义一个独立的区 域号并将此信息配置给网络中的每个路由器 • 提高网络可扩展性 • 加快会聚时间
主干路由器
域0
域1
域2
域边界路由器
内部路由器
OSPF路由器类型： OSPF路由器类型： 路由器类型 内部路由器： 内部路由器 ： OSPF路由器上所有直联的链路都
50 5 10
R3
10
计算路由
比较路由
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 R4 逻辑连接 R4 D R5 R4 E 100 R2
50 10 5 10
R3
计算路由
找到更优路由
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 R4 逻辑连接 R4 D R5 R4 E 100 R2
D R3
Neighbor Discovery
R2 R1 A B R4 C
Hello,I’m R3
E
R5
D R3
构筑LSP 构筑
R2 R1 A 5 50 B 10 D R3 100 R4 E R5
C 10 From To link R1 R1 R2 A R3 C cost 5 10
Link State PDU
计算路由
将R2和R3加入路径计算 和 加入路径计算
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 逻辑连接 D R5 R4 E 100 R2
5 10
R3
计算路由
检查R2的 检查 的LSP
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 逻辑连接 D R5 R4 E 100 R2
L1 L1 L1 L1/L2 L1/L2
L2 L2
L1
L1/L2 L1
L1
L1
主干和非主干路由器 • Level-1 路由器 •只和本 只和本area的其它路由器建立邻接关系 只和本 的其它路由器建立邻接关系 •拥有本 拥有本area的链路状态数据库 拥有本 的链路状态数据库 • Level-2路由器 路由器 •可以和提他 可以和提他area的Level-2路由器建立邻接关系 可以和提他 的 路由器建立邻接关系 •拥有 拥有Inter—area的Level-2路由器链路状态数据库 拥有 的 路由器链路状态数据库
Attempt：表示在一定时间内没有接收到某一相邻路由器的信 息 Init：已经接收到相邻路由器发送来的Hello数据包
2-Way：双向通信已经建立
Exstart：路由器要决定用于数据交换的初始的数据库描述数据 包的序列号，以保证路由器得到的永远是最新的链路状态信息。
路由器向相邻的OSPF路由器发送数据库描述 数据包来交换链路状态信息，每一个数据包都有一个 数据包序列号 路由器会就其发现的相邻路由器的新的链路 状态数据及自身的已经过期的数据向相邻路由器提出 请求，并等待相邻路由器的回答。 w Full： 建立起交互关系的路由器之间已经完成了数 据库同步的工作，它们的链路状态数据库已经一致
构筑LSP 构筑
R2 R1 A 5 50 B 10 D R3 From To R4 R4 R4 R2 R3 R5 link B D E cost 50 10 100 R4 E 100 R5
C 10
Link State PDU
发布LSP 发布
特点: 特点: •复杂和严格 复杂和严格 •必须一致 必须一致 •必须很快 必须很快 •对网络不造成负载过重 对网络不造成负载过重
to link cost R2 A 5 R3 C 10 R1 A 5 R4 B 50 R1 C 10 R4 D 10 R2 B 50 R3 D 10 R5 E 100 R4 E 100
C
Touting Table
?
计算路由
开始：以某一路由器为ROOT 开始：以某一路由器为
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 逻辑连接 D R5 R4 E 100
50 10 5 10
R3
计算路由
将R5加入 加入
R1
R2 R1 A5 C 10 50 B 10 R3 物理连接 逻辑连接
50 5 10
R5 R4 E 100
R2
10
R3
D
R4
R5
OSPF的基本特征： 的基本特征： 的基本特征 • SPF路由信息不受物理跳数的限制，与网络中链 路的带宽等相关 • OSPF路由协议对VLSM有良好的支持性。 • 当网络比较稳定时，网络中的路由信息是比较少 的，并且其广播也不是周期性的 • • • 支持分层 路由协议支持验证 对负载分担的支持性能较好
ABR ABR
ABR
所有的路由器都完全处于某一Area内，Area的分界 点在线上，而不在路由器上。用来连接Area的路由 器是Level 2和Level 1/Level 2路由器，和其它Area 不直接相连的路由器是Level 1路由器。