OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP),用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现,隶属内部网关协议(IGP),故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法(Dijkstra)被用来计算最短路径树。与RIP相比,OSPF是链路状态协议,而RIP是距离矢量协议
OSPF区域
因为OSPF路由器之间会将所有的链路状态(LSA)相互交换,毫不保留,当网络规模达到一定程度时,LSA将形成一个庞大的数据库,势必会给OSPF计算带来巨大的压力;为了能够降低OSPF计算的复杂程度,缓存计算压力,OSPF采用分区域计算,将网络中所有OSPF路由器划分成不同的区域,每个区域负责各自区域精确的LSA传递与路由计算,然后再将一个区域的LSA简化和汇总之后转发到另外一个区域,这样一来,在区域内部,拥有网络精确的LSA,而在不同区域,则传递简化的LSA。
邻居(Neighbor)
OSPF只有邻接状态才会交换LSA,路由器会将链路状态数据库中所有的内容毫不保留地发给所有邻居,要想在OSPF路由器之间交换LSA,必须先形成OSPF邻居,OSPF邻居靠发送Hello包来建立和维护,Hello包会在启动了OSPF的接口上周期性发送,在不同的网络中,发送Hello包的间隔也会不同,当超过4倍的Hello时间,也就是Dead时间过后还没有收到邻居的Hello包,邻居关系将被断开。
两台OSPF路由器必须满足4个条件,才能形成OSPF邻居,4个必备条件如下:
Area-id(区域号码)
即路由器之间必须配置在相同的OSPF区域,否则无法形成邻居。
Hello and Dead Interval(Hello时间与Dead时间)
即路由器之间的Hello时间和Dead时间必须一致,否则无法形成邻居。
Authentication(认证)
路由器之间必须配置相同的认证密码,如果密码不同,则无法形成邻居。
Stub Area Flag(末节标签)
路由器之间的末节标签必须一致,即处在相同的末节区域内,否则无法形成邻居。
注:
★OSPF只能使用接口的Primary地址建立邻居,不能使用Secondary建立邻居。
★路由器双方接口要么都为手工配置地址(Numbered),要么都为借用地址(Unnumbered),否则无法建立邻居。
邻接(Adjacency)
两台OSPF路由器能够形成邻居,但并不一定能相互交换LSA,只要能交换LSA,关系则称为邻接(Adjacency)。邻居之间只交换Hello包,而邻接(Adjacency)之间不仅交换Hello包,还要交换LSA。
DR/BDR
当多台OSPF路由器连到同一个多路访问网段时,如果每两台路由器之间都相互交换LSA,那么该网段将充满着众多LSA条目,为了能够尽量减少LSA的传播数量,通过在多路访问网段中选择出一个核心路由器,称为DR(Designated Router),网段中所有的OSPF路由器都和DR互换LSA,这样一来,DR就会拥有所有的LSA,并且将所有的LSA转发给每一台路由器;DR就像是该网段的LSA中转站,所有的路由器都与该中转站互换LSA,如果DR失效后,那么就会造成LSA的丢失与不完整,所以在多路访问网络中除了选举出DR之外,还会选举出一台路由器作为DR的备份,称为BDR(Backup Designated Router),BDR在DR不可用时,代替DR的工作,而既不是DR,也不是BDR的路由器称为Drother,事实上,Dother除了和DR互换LSA之外,同时还会和BDR互换LSA。
RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议)是一种内部网关协议(IGP),是一种动态路由选择协议,用于自治系统(AS)内的路由信息的传递。RIP协议基于距离矢量算法(DistanceVectorAlgorithms),使用“跳数”(即metric)来衡量到达目标地址的路由距离。这种协议的路由器只关心自己周围的世界,只与自己相邻的路由器交换信息,范围限制在15跳(15度)之内,再远,它就不关心了。RIP应用于OSI网络七层模型的网络层。各厂家定义的管理距离(AD,即优先级)如下:华为定义的优先级是100,思科定义的优先级是120。
RIP协议存在的一个问题是:当网络出现故障时,要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。以图2为例,设三个路由器都已经建立了各自的路由表,现在路由器R1和网1的连接线路短开。路由器R1发现后,将到网1的距离改为16,并将此信息发给路由器R2。由于路由器R3发给R2的信息是:“到网1经过R2距离为2”,于是R2将此项目更新为“到网1经过R3距离为3”,发给R3。R3再发给R2信息:“到网1经过肉距离为4”。这样一直到距离增大到16时,R2和R3才知道网1是不可达的。RIP协议的这一特点叫做:好消息传播得快,而坏消息传播得慢。像这种网络出故障的传播时间往往需要较长的时间,这是RIP的一个主要缺点。
路由器
结构
临时存储 | ram running-config |
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永久存储 | rom(boot,ios) | flash 操作系统 | nvram 配置文件startup-config |
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路由器的启动过程应该是这样的:
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路由器在加电后首先会进行POST。Power On Self Test (上电自检,对硬件进行检测的过程)。
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POST完成后,首先读取ROM里的BootStrap程序进行初步引导。
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初步引导完成后,尝试定位并读取完整的IOS镜像文件。在这里,路由器将会首先在FLASH中查找IOS文件,如果找到了IOS文件的话,那么读取IOS文件,引导路由器。
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如果在FLASH中没有找到IOS文件的话,那么路由器将会进入BOOT模式,在BOOT模式下可以使用TFTP上的IOS文件。或者使用TFTP/X-MODEM来给路由器的FLASH中传一个IOS文件(一般我们把这个过程叫做灌IOS)。传输完毕后重新启动路由器,路由器就可以正常启动到CLI模式。
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当路由器初始化完成IOS文件后,就会开始在NVRAM中查找STARTUP-CONFIG文件,STARTUP-CONFIG叫做启动配置文件。该文件里保存了我们对路由器所做的所有的配置和修改。当路由器找到了这个文件后,路由器就会加载该文件里的所有配置,并且根据配置来学习、生成、维护路由表,并将所有的配置加载到RAM(路由器的内存)里后,进入用户模式,最终完成启动过程。
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如果在NVRAM里没有STARTUP-CONFIG文件,则路由器会进入询问配置模式,也就是俗称的问答配置模式,在该模式下所有关于路由器的配置都可以以问答的形式进行配置。不过一般情况下我们基本上是不用这样的模式的。我们一般都会进入CLI [1] (Comman Line Interface)命令行模式后对路由器进行配置。