通信人家园

 找回密码
 注册
搜索
热搜: 家园 活动

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-18 21:54:14 |显示全部楼层
                           【华为原创连载】问鼎OSPF(1)-互联Route群雄争,OSPF 出横空                               
                                                                      互联Route群雄争,OSPF 出横空
初涉路由显神通,民主治军四方拥
完善机制沐邻里,帅将兵民如父兄
连绵网络拔地起,划区而治应运生
内外疾行烽火令,锦绣山河尽囊中
因地巧施张良计,宏图霸业指日统
联手VPN智破环,塞外扬威俱相荣
千古一帝终大成,路由天下群雄颂
自太古之初,阿帕初立,互联网便一片欣欣向荣,尤以信息时代的来临,更若沸水燃薪,呈现出了爆炸式的发展。在这个风起云涌的时代,各方协议厉兵秣马,以期在这迅猛的潮流之中占得一席之位,亦如路由领域。
阿帕历开元30年,互联网中,链路谷内。
在山谷之中坐落着一处古老的推演阵法。那阵法篆刻的错综杂乱,无章无法,无形无相,若常人看了一眼之后,便如入瘴雾之中,心生迷惘,深陷其中却无法自拔。现下这凶险异常的阵法前却端坐着两个人。
当中一人,衣着白衫,眉宇间尚有一丝稚气未脱,却依然掩盖不住这少年的丰神俊朗。而另一人,蓝发碧眼,鹰钩鼻挺,看样子像个来自异域边疆的中年长者。
突然,在这繁复的阵法之中,隐隐有几处发出了微弱的亮光,似是心有灵犀,遥相呼应。随着时间的流逝,这光点越来越亮,光点间则围绕当中一处形成了一条条通路,通路中却是游离着流光溢彩,煞是好看。及至最后光芒大作,将这空寂的山谷映射的亮如白昼。
“哈哈,师父,我成功了!我成功了!我以乾位为根,坎、艮、震、巽四位为叶,这路由就通了!”只见那白衣少年甚是欣喜,坐直的身子腾的一跃而起,对着眼前的阵法手舞足蹈。
“嗯,不错,孺子可教。SPF心法复杂难懂,你却只在我门下修习了三载,便可融会贯通,果然悟性颇高,” 中年长者微微颔首,又对他道,“徒儿,如今你已尽得SPF精髓,现在可下山去了。”
“啊?”白衣少年张大了嘴,楞了半天,刚刚满脸的兴奋劲一扫而空,取而代之的是一丝茫然之色,一如他初时演练此阵法时的模样。
中年长者看了他一眼,席地而起,“三年前,你在这山谷之中跪了三天三夜,希望我教你SPF心法。当初我被你那颗赤子之心打动,收你为徒。”他又转身望向了远方,接着道:“前几日,我听说路由老祖发布了群英令,要在路由圣山开群雄大会。现下你既已习得心法,亦可前去,该是你一展胸中抱负的时候了。”
“是!师父!”白衣少年默然半晌,遂点头道。眼下离别在即,他又想起这三载与师父相处的种种,一股忧伤的情绪油然而生,霎时泪水噙满了双眸。
“师父,您放心,我定让SPF心法名扬天下!”
“名利皆虚妄,为师有你这一徒儿,足矣。”
“师父,三年了,我还不知道您的名号呢。”
“Dijkstra。”
“敌克撕扯,敌克撕扯,好奇怪的名字。师父,我的名字叫……”还没等少年说完,那中年长者已消失在茫茫夜空之中。
1      路由老祖召集群英令 各方豪杰齐聚圣山
翌日清晨,白衣少年出了链路谷,便一路向西赶向路由圣山,5日后到达,刚刚赶上路由老祖召集的群英会。白衣少年环顾四周,一鹤发童颜老者位列主桌正中位,想必就是万人敬仰的路由老祖。分坐老祖旁边的二人,一人古板严肃,一人矮小精明,当是路由界著名的静态路由和RIP协议了。
“各位,今日召集大家前来,只为一件事,”老祖举杯而起,“现如今互联网发展太快,路由规模也随之越来越大,所以在此愿与各位共襄盛举,开路由盛世。”
“咳,咳,本王自太古之初便随老祖开创路由而来,一路倾心戮力而为,治下的路由莫不稳定。当此盛世之时,本王愿尽绵薄之力。”静态路由道。
“静态路由,我知道你为人谨慎,但事事亲力而为,也会力不从心。现下你自己的一亩三分田都快顾不上来了吧?”说话的是RIP。静态路由被他呛得脸色一会青一会白,奈何说的都是事实,却也无话可驳。RIP见静态路由无话可说,便洋洋得意的道:“老祖,本王倒是可以多管一些路由。我不会像静态路由一样,每条路由都需自己配置,如果路由很多的时候,定是灾难。老祖,你也知道我的传声心法,管路由可容易多了。”
江湖小贴士
1、  什么是静态路由
静态路由是路由界的老前辈,见证了整个路由界的风云变幻。静态路由以手工配置路由的方式进行管理,当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时,再手工重新去修改路由表中相关的静态路由信息。使用静态路由的好处是配置简单、可控性高,在网络总不会产生额外的更新报文。但是静态路由不适用于大型和复杂的网络环境,一方面,网络管理员难以全面地了解整个网络的拓扑结构;另一方面,当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时,路由器中的静态路由信息需要大范围地调整,这一工作的难度和复杂程度非常高
2、  什么是RIP协议
RIP出生于名门世家,是Xerox公司在20世纪70年代开发的,是IP网络所使用的第一个动态路由协议。RIP在互联网界开启了动态路由协议的时代,在互联网之初曾经对网络的路由管理作出了巨大贡献。RIP是一种典型到的基于距离矢量的内部网关协议(IGP),属于应用层协议,并使用UDP作为传输协议。然而RIP又有很多不完善的地方,例如以跳数作为度量标准,最大跳数为15跳等等。因此很多人认为它将会而且正在被诸如OSPFIS-IS这样的路由协议所取代。
2      朝堂上与RIP激辩 白衣少年脱颖而出
“哼…..”人群之中发出一声轻蔑。
“谁!有谁不服!”RIP睥睨着下首众人,“本王纵横路由界数十载,凡我所过之处,莫不顺从归我治下!”这话说的倒是事实,在互联网初期,RIP依靠他那套简单的传声心法,将路由倒是管理的井井有条。其间,虽然因为自身心法问题,出现了一些路由环路的事故,但后来都通过研摩出来的一些改进措施,比如水平分工、毒性逆转、触发更新等,将这些事故解决了。不过,此一时彼一时,如今互联网发展如此迅猛,路由无论从距离,还是数量来说,都会呈现几何式的增长,他那套还能行吗?路由界很多人都知此点,但自身力量有限,只能沉默不语。
“RIP前辈这话说的不假,RIP协议通过简单的距离矢量算法,的确比静态路由前辈手工配置路由高明了很多。但是么,这世上有什么协议能是完美无缺的呢?”人群之中施施然走出来一位翩翩美少年,打破了这一刻的沉寂。
“哦?”RIP那精明的双眼中闪过一丝厉色,“那你倒是说说RIP协议有哪些缺点?”
“既然RIP前辈这样说,那我就恭敬不如从命了。”那美少年便是师从Dijkstra的白衣少年。只见他一边健步如飞,以指代笔,在地上绘出一张张网络图,一边向众人耐心讲解,不一会就道出了RIP协议的三个短板。
1、依照传闻进行路由更新和路由选择。
距离矢量协议依照传闻进行路由的更新和路由的选择。这种情况下路由器并不了解整个网络的拓扑,只知道到达目的网络的距离,以及到达目的网络应该走哪个方向或者哪个接口。如图1所示,R2收到了来自R1的路由通告(传闻),此时R2可以知道经过R1可以到达1.1.1.0/24网络,花费是1跳 ,除此之外R2不知道其他的信息,即使这个通告因为某种原因已经是错误的了,R2依然固执的认为经过R1可以到达1.1.1.0/24网络,花费是1。这是导致RIP网络容易产生路由环路的最根本原因。
图1 RIP依照传闻进行路由更新和路由选择
2、RIP以跳数(Hops)作为度量值,虽然简单,但是事实上是不够科学的。
如图2所示:R1去往R5的路径有两条:经过R2的这个路径有2跳,但是带宽仅为1.544M;经过R3的这个路径有3跳,但是带宽却很大,为千兆链路。按照RIP的度量标准,一定会选择经过R2的这一条路径,而事实上这条路径的链路带宽并不是最优的。这是导致RIP网络带宽利用率低下,不容易进行QoS管理的根本原因。
图2 RIP以跳数(Hops)作为度量值
3、最大跳数15的设定限制了RIP网络的规模。
为了防止RIP路由在网络中被无限泛洪从而跳数累加到无穷大,RIP规定:路由的最大跳数为15跳,也就是如果度量值大于等于16跳则被视为路由不可达。最大跳数的设定虽然解决了度量值技术到无穷大的问题,但是却也极大地限制了RIP所能支持的网络的规模。
3      SPF与LSDB勾勒IGP蓝图 路由领域开启新格局
“嘿嘿,你这说的倒是大差不差,”RIP对着那白衣少年皮笑肉不笑的道,心下却震撼于他竟对RIP协议了解的如此之深,而且在场的大部分人应该都是这样的感受。路由老祖召集这群英令,无非是对这越来越大的路由疆界重做分配,虽然自身有那么些缺点,但是比其他人要好些。想着这增大的盘子,即使别人有颇多的怨言,大部分还不是摄于他的威力,划在他名下?!没想到竟半路杀出个程咬金。他强自镇定,接着说道:“但是,我想目前别人也没有比我更能管的好路由吧?”
“嗯,目前是没有,不过只是目前。”那白衣少年对着RIP面露微笑。
“这么说,你有什么更好的方法?”RIP眼含精光,紧接追问。
“小子不才,刚好从某位大师那里学了点皮毛,再结合当下互联网的状况,想到了一些方法。”白衣少年负手而立,当下侃侃而谈。
与RIP的运行机制不同,在白衣少年所说的网络中,每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告LSA(Link State Advertisement),并通过更新报文将LSA发送给网络中的其它路由器。
1、  每台路由器都通过LSDB掌握全网的拓扑结构。
如图3所示,每台路由器都会收集其它路由器发来的LSA,所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库LSDB(Link State Database)。LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述,LSDB则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。路由器将LSDB转换成一张带权的有向图,这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。各个路由器得到的有向图是完全相同的。
图3 路由器通过LSDB掌握全网的拓扑结构
2、  依靠SPF计算到达目的网络的路径,而不是依靠传闻。
如图4所示,每台路由器根据有向图,使用SPF算法计算出一棵以自己为根的最短路径树,这棵树给出了到自治系统中各节点的路由。相对于RIP,这种机制极大的提升了路由器的自主选路的能力,使得路由器不再依靠传闻或者路标进行选路。
图4 路由器依靠SPF计算到达目的网络的路径
LSDB保证了路由器能够时刻掌握全网的拓扑机构,SPF算法保证了路由器能够迅速的计算出到达目的网络的最短路径。
“妙!实在是妙!这样一来,整个网络没有环路不说,而且也没有RIP那样有距离小于16跳的限制。”人群中爆发出了一声由衷的赞叹,既而这声音像丢落在平静湖面中的一颗石子,慢慢扩散开来,大家都在交头接耳,小声交谈,赞叹着这世上竟有配合如此精妙的阵法,同时也在猜测着,这白衣少年是谁。
而先前不可一世的RIP却站在那不发一言,只是看着那个白衣少年,眼中精光更盛。
这时,一直没有说话的路由老祖出声了:“哈哈,果然英雄出少年,想来我路由领域后继有人了,”他朝白衣少年招了招手,“小兄弟,近前说话。敢问你叫什么名字?师承何处?”
白衣少年走到老祖面前,对着老祖弯腰作揖道:“老祖多誉了,是家师教导的好。小子籍籍无名,家师倒有些名望……”
“呵呵呵呵,这套阵法倒是巧妙,LSDB与SPF配合起来也是相得益彰,”突然,一串柔媚的笑声打断了白衣少年的话。白衣少年循声望去,只见一女子面蒙轻纱,露出的一双摄人心魄的美眸正好奇的打量着自己,身姿极是曼妙。而且她竟然也是师父那样的装扮,难道和师父来自同一个地方?这个女子坐在老祖那一桌,想来身份也很是高贵。“不过,我曾经遇到过一位高人,他说以后路由数量的增长会达到你们难以想象的地步。那时候你这套阵法还能坚持下去吗?”
“这……不知道会增长到多少,姑娘可大概说个数字吗?”白衣少年惊奇道。
“几十万。”
“啊?!”在场众人皆是一惊,白衣少年也不例外。几十万?看来还是低估了这个时代前进的车轮倾轧的速度。那么,LSDB与SPF还可以助我达成伟业吗?想着想着,他心中竟生出了一丝气馁之意。
“哈哈哈,小兄弟不要灰心,古往今来,互联网历经了多少动荡,每一次莫不是涌现出很多协议,通过变革,让互联网重又安定下来。姑娘,你莫要夸大其词。”路由老祖见他神色落寞,温言安慰。
是啊,什么时候自己变的这么不堪一击了?白衣少年重又回复一脸坚毅之色:“老祖教训的是,小子虽路由小辈,亦不愤当下路由格局,遂师从Dijkstra,得上乘心法,愿领各方豪侠,换路由新生!”
“好!小兄弟,刚刚一打断,你还未报出你的名字?你的名字叫?”
“OSPF!”
OSPF?呵呵呵呵,真是个有趣的人。蒙面女子带着一丝玩味的眼神看着他。
嘿嘿,OSPF?我看你怎么换路由新生。RIP的嘴角泛起一丝诡异的笑容。
就这样,路由圣山群英会,白衣少年OSPF横空而出,江湖上又会多一段美妙佳话。
而好戏,
才刚刚开始。

请持续关注问鼎OSPF系列技术贴,更多内容请点解如下汇总链接:





已有 1 人评分经验 家园币 收起 理由
家园副管03 + 50 + 50 开帖红包一发~

总评分: 经验 + 50  家园币 + 50   查看全部评分

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-18 22:09:19 |显示全部楼层
顶起来啊

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-19 16:19:44 |显示全部楼层
这么又趣味性的OSPF学习内容大家使劲顶起来啊

军衔等级:

  二级通信军士

注册时间:
2013-12-16
发表于 2015-7-21 15:46:59 |显示全部楼层
那就跟着顶一下咯

点评

鹿密林  思科吓尿了。。。。  详情 回复 发表于 2016-5-24 22:51
鹿密林  思科吓尿了。。。。  详情 回复 发表于 2016-5-24 22:51

军衔等级:

  上尉

注册时间:
2008-8-17
发表于 2015-7-22 12:42:32 |显示全部楼层
思科吓尿了。。。。。

补充内容 (2017-11-4 10:27):
问鼎OSPF系列1-8 全集下载地址(百度文库):https://wenku.baidu.com/u/%E5%90%BE%E7%88%B1%E8%8C%9C%E7%8C%AA?from=wenku[

补充内容 (2017-11-4 10:28):
问鼎OSPF系列1-8 全集下载地址(百度文库):[url]http://www.meinvd.com/tqrj
  【复制到浏览器打开】

点评

nanyou2009boy  必须把思科吓趴  详情 回复 发表于 2015-7-26 22:24

军衔等级:

  中校

注册时间:
2012-10-23
发表于 2015-7-23 13:59:52 |显示全部楼层
前来催更!!!

点评

nanyou2009boy  谢谢关注  详情 回复 发表于 2015-7-26 22:25
刻薄并非犀利,嘴贱不叫毒舌

军衔等级:

  下士

注册时间:
2014-10-22
发表于 2015-7-23 17:58:40 |显示全部楼层
楼主必须是70后,才会有这么严重的武侠情结。对不,楼主

点评

nanyou2009boy  你猜对了,欢迎持续关注  详情 回复 发表于 2015-7-26 22:23

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-26 22:23:43 |显示全部楼层
ltby7321 发表于 2015-7-23 17:58
楼主必须是70后,才会有这么严重的武侠情结。对不,楼主

你猜对了,欢迎持续关注

点评

lili_s_3  哈哈,我身为女儿身,都是从小不爱看琼瑶,爱看武侠。家国天下的豪气远超那种哀哀怨怨的小家子气。  详情 回复 发表于 2017-3-1 06:28

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-26 22:24:19 |显示全部楼层
pzx123pzx 发表于 2015-7-22 12:42
思科吓尿了。。。。。

必须把思科吓趴

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-26 22:25:15 |显示全部楼层
taojian723 发表于 2015-7-23 13:59
前来催更!!!

谢谢关注

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-26 22:28:42 |显示全部楼层

【华为原创连载】问鼎OSPF(2)-初涉路由显神通,民主治军四方拥

绿油油的草儿,碧澄澄的溪~
轻飘飘的风儿,迎面吹~        
哞嗨嗨的牛儿,青幽幽的堤~
乐陶陶的人儿,哼着歌~~~寐~

“白龙马儿,蹄儿朝西,驮着唐三藏,跟着三徒弟~西天取经不容易,一走就是几万里~”那个乐陶陶的人好不自在。

“主公,这个人真的是那人吗?怎么如此吊儿郎当?”说话的人方脸大耳,膀阔腰圆,一看就是个久经沙场的武将。

“大隐隐于市,交换机,你可莫要小瞧了人家。举凡智计无双的奇人异士,纵有通天彻地之能,大都锋芒内敛,不显山露水。群英会上战RIP,本公是亲眼所见,此子风采,当真了得。”

被唤作主公的那人头戴侯冠,身披银,内罩白袍,威严凛凛。

“嘿嘿,那也未必。主公,当日此子确是舌灿莲花,但空有理论,说不定难于践行。”说话的这人天生一双鼠目,任谁看了都觉得一脸奸猾相,“我们三人跟在他后面行了这么久,说不定他也只是故弄玄虚,区区一绣花枕头罢了。”

“呵呵,若能求得一贤才,多行一段路又何妨?”那主公见OSPF渐行渐远,立时催马扬鞭。并辔二人左右对视一眼,亦随即而去。

1      访诸葛三顾茅庐 论运行机制谋治世妙法
“三位跟随我多日,可悟出了什么?”行至一荫凉处,OSPF从牛背上跳了下来,对后面跟着的三人说道。

“…….”要是悟出来了,还能来寻你么?那主公心中如此想,但是脸上却没表现出来。他翻身下马,对着OSPF双手毕恭毕敬道:“先生说笑了,我三人皆是草莽出身,哪能悟得什么?此番前来,也是希望先生能助本公一臂之力,于互联网上开疆拓土,成不世伟业。”

“恩,悟得开了,悟得开了……”OSPF却似是自说自话一般,装出一副高人摸样,心下却笑开了花。

“哼,黄口小儿,我家主公与你这般客气,你好生无礼!”交换机早就憋了一股气,终于忍不住喝道。

“恩,榆木脑袋,悟不开,悟不开……”

“你!”“嗳,”那主公拦下了交换机作势欲挥出去的臂腕,接着对OSPF道:“群英会上,本公听过先生所说的SPF与LSDB,很是钦佩。若真如先生所描绘那样,定当互联网之福,众网元之福。望先生入我麾下,本公必奉先生为上宾。”

“哈哈哈哈,主公谬赞,”OSPF再也不似先前散漫摸样,既而毕恭毕敬道:“主公身旁两员猛将当是交换机、路由器,那主公必是携众网元开拓繁多网点的网管了。今幸得主公如此礼遇,再推脱就是OSPF的不是了。”

“嘿嘿嘿嘿,你这人倒是懂得顺坡骑驴,”路由器一脸奸笑,“SPF与LSDB莫不是一纸空谈吧?”

“呵呵,无妨,主公请看,”说话间OSPF顺手打开随身带的几幅图,“下山前,师父曾赐与我五行八阵图,嘱我多加揣摩,如今终得其精髓。此图在手,定能助主公争霸天下!”

“哈哈!先生快快说与我听!”网管早已按捺不住,忙对OSPF道。

OSPF见此情景,当下再不废话,徐徐与他们道来。

此组图说的,正是OSPF协议的基本运行机制,恰似百尺高楼之基石。其实概括起来,也比较容易理解,包括下面5步:

(1)Hello协议交互-形成邻居关系
图1 Hello协议交互-形成邻居关系

如图1所示,设备运行OSPF协议后,会从所有启动OSPF协议的接口上发出Hello数据包。如果两台设备共享一条公共数据链路,并且能够互相成功协商他们各自Hello数据包中所指定的某些参数,那么他们就成了邻居关系。

(2)LSAs的泛洪-通告链路状态信息
图2 LSAs的泛洪-通告链路状态信息

形成邻接关系的设备之间就可以交互LSA了,如图2所示。通过第一篇我们知道,LSA全称是链路状态通告,它描述了设备所有的链路、接口、邻居及链路状态等信息。设备间正是不断的泛洪交互这些链路信息,来了解整个网络的拓扑信息。由于链路的多样性,OSPF协议定义了许多LSA类型,后面的篇章会详细介绍到。

同时我们可以了解到OSPF比RIP的高明之处在于,路由器之间交互的是LSA信息,而RIP协议交互的是路由。也就是说,OSPF协议中,设备的选路是一种“自主行为”,LSA只不过是一种选路的参考信息;而RIP协议中,设备的选路过度的依赖于邻居设备的路由信息,即使邻居设备传达的信息是错误的。

(3)LSDB的组建-形成带权有向图
图3 LSDB的组建-形成带权有向图

通过泛洪LSA,设备接下来会把收到的LSA汇总记录在LSDB(链路状态数据库)当中,最终,所有设备都会形成同样的LSDB,如图3所示。LSA是对设备周围网络拓扑结构的描述,而LSDB则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述,LSDB是LSA的汇总。

(4SPF的计算-形成路由
图4 SPF的计算-形成路由

如图4所示,当LSDB同步完之后,每一台设备都将以其自身为根,使用SPF算法来计算一个无环路的拓扑图,以描述它所知道的到达每一个目的地的最短路径(最小的路径代价),如图4所示。这个拓扑图就是SPF算法树,有了这棵“树”,事实上路由器就已经知道了到达网络各个角落的最优路径。

(5)路由表的维护更新
图5路由表的维护更新

最终,经过SPF算法得出了最短路径树,每台设备将SPF算法得出的最短路径装载进路由表形成指导数据转发的路由表项,并且实时更新,如图5所示。同时,邻居之间交互Hello报文进行Keepalive,维持邻居/邻接关系,并且每30min重传一次LSA。如果网络拓扑稳定,那么网络中将不会有什么活动或行为发生。

2  领虎符整饬三军设RouterID知己知彼

“先生这妙法如此运用,令本公茅塞顿开,我想再复杂的网点也必能攻的下来。先生若入我帐下,本公愿与你调兵虎符,麾下三军尽皆任你调遣!”到现在,网管是愈加的对OSPF佩服的五体投地。

“蒙主公抬爱,微臣自当鞠躬尽瘁,死而后已!”

自那日网管三顾茅庐之后,OSPF便随网管来到了某网点大营之中。借由帐中沙盘,OSPF知道此网点名唤X网点,内里错综复杂,地域辽阔。网点内不同网元鳞次栉比,而且网元间需要交错相连,任什么路由协议见了,肯定都会头疼不已。

“军师,俺叫路由器!”在大营中某一处,一个大头兵正憨憨的答着OSPF的话。OSPF并未急于攻城掠地,来了之后,便先是熟悉三军。

“那么你呢?”OSPF持扇轻摇,转身对另一士兵道。

“军师,俺也叫路由器!”

“俺也叫路由器!”

“……”

“你叫路由器,你也叫路由器,真是叫我有些晕头转向了。”OSPF摇头笑道。

“嘿嘿,军师,俺们本来就都是路由器啊。何况俺们这些大老粗,名讳也不值几个钱,哪能与那些有头有脸的协议比。”
“不然,知己知彼,方百战不殆。也莫要小瞧自己,哪个协议离了你们能玩的转。本军师要了解整网拓扑,亦要靠你们,”OSPF沉吟半晌,既而肃容道:“众将听令!卯时三刻,校场集合,军师来给你们发Router ID了!”

Router ID就是用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器的32位整数。每个运行OSPF的路由器都有一个Router ID。Router ID的格式和IP地址的格式是一样的,在实际网络部署中,考虑到协议的稳定,推荐使用路由器Loopback0的IP地址做为路由器的Router ID。
Router ID的选取有两种方式:

l  通过命令行手动配置。

l  设备自动设定

如果没有手动配置Router ID,设备会从当前接口的IP地址中自动选取一个作为Router ID。其选择顺序是:

1、优先从Loopback地址中选择最大的IP地址作为Router ID。

2、如果没有配置Loopback接口,则在接口地址中选取最大的IP地址作为Router ID。

只有重新配置系统的Router ID或OSPF的Router ID,并且重新启动OSPF进程后,才会进行Router ID的重新选取。

3      因地域分四路掠城携天威攻万变贼寇

“9.5.2.7!”

“到!”

“9.5.2.8!”

“到!”

数日过后,三军阵前校场点兵,上至虎虎将尉,下至大头小兵,莫不精神抖擞,焕然一新。OSPF心下了然,便开始排兵布阵,准备拿下X网点。而他根据不同的链路类型,将三军分作了四路,每路阵法不尽相同:

1、  广播(Broadcast)类型

当链路层协议是Ethernet、FDDI时,OSPF缺省认为网络类型是Broadcast。在该类型的网络中,通常以组播形式(224.0.0.5:含义是OSPF路由器的预留IP组播地址;224.0.0.6:含义是OSPF DR的预留IP组播地址)发送Hello报文、LSU报文和LSAck报文;以单播形式发送DD报文和LSR报文。


图7 广播(Broadcast)类型网络

2、  NBMA(Non-Broadcast Multi-Access)类型

当链路层协议是帧中继、ATM或X.25时,OSPF缺省认为网络类型是NBMA。在该类型的网络中,以单播形式发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。


图8 NBMA(Non-Broadcast Multi-Access)类型网络

3、  点到多点P2MP(point-to-multipoint)类型。

没有一种链路层协议会被缺省的认为是Point-to-Multipoint类型。点到多点必须是由其他的网络类型强制更改的。常用做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。在该类型的网络中,以组播形式(224.0.0.5)发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。

图9 点到多点P2MP(point-to-multipoint)类型类型网络

4、  点到点P2P(point-to-point)类型

当链路层协议是PPP、HDLC和LAPB时,OSPF缺省认为网络类型是P2P。在该类型的网络中,以组播形式(224.0.0.5)发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。


图10 点到点P2P(point-to-point)类型网络

4  拔敌寨遭遇险境举能人解广播/NBMA邻间困局

“哈哈哈,先生真乃神人也!据探子来报,P2P和P2MP网络已被攻破。不出五日,X网点将被全部拿下!”网管坐在马上,抚掌大笑道。

“主公,此话言之尚早,剩下的两路可不好拿。”OSPF一反往日淡然自若,神色中竟带有一丝隐忧。

“报!”正当时,一探子快马加鞭至两人跟前。只见那探子衣衫尽皆血染,满目疲惫之色,“广播链路久攻不下,如不及时驰援,我军危矣!”

“什么!怎会如此!”网管身形一颤,险些跌下马来。

“初时我军攻敌势如破竹。但….”探子回话突地一顿,悲戚中难掩一丝愤恨,“但后来路将军不知与敌贼言语了什么,广播链路上需要连的设备竟越来越多。我军结两两相交之阵,一开始堪堪抵住汹涌来势,及至最后阵法渐露疲相,我军亦深陷泥潭!”

OSPF听罢静默无言,待心绪稍自平复,忙对来人道:“我问你,阵中那白袍小将安在?”

“这……身披白袍的将士有好些个,却不知军师说的是哪一位?”

“就是身边总有个容貌清秀的小兵围着他叽叽喳喳转个不停的那一位。”

“哦,原来是那一位!”探子恍然大悟,“我知道的!幸有此人一马当先,不然只怕我军早已败下阵来。”

“我赐你锦囊一枚,速交于他手!”

“是!”探子接过锦囊,一骑绝尘而去。

“先生,此子是何人物?能替本公拿下这一仗么?”网管言语间很是急切。开始如此顺利,现在若停歇下来,可真是功亏一篑了。

“早先我料到可能有此劫,攻打广播链路/NMBA链路时便定一计,但需营中素有威名之人相助。此子由众人推举而来,原先籍籍无名,现名DR!”

4.1      DR/BDR选举的原因

在广播网和NBMA网络中,任意两台路由器之间都要传递路由信息。如图11所示,网络中有n台路由器,则需要建立n*(n-1)/2个邻接关系。这使得任何一台路由器的路由变化都会导致多次传递,浪费了带宽资源。为解决这一问题,OSPF定义了指定路由器DR。通过选举产生DR(Designated 路由器)后,所有其他设备都只将信息发送给DR,由DR将网络链路状态LSA广播出去。为了防止DR发生故障时,重新选举DR时会产成业务中断,除了DR之外,还会选举一个备份指定路由器BDR。这样除DR和BDR之外的路由器(称为DR Other)之间将不再建立邻接关系,也不再交换任何路由信息,这样就减少了广播网和NBMA网络上各路由器之间邻接关系的数量。这就是OSPF给那白袍小将的锦囊妙计。


图11 DR和BDR的选举

4.2      DR/BDR选举的原则
在广播网和NBMA网络中,为了稳定地进行DR和BDR的选举,OSPF规定了一系列的选举规则,遵循三个基本原则:选举制、终身制、世袭制。下面我们来逐个介绍一下。

1、选举制
图12 DR和BDR的选举-选举制

如图12所示,所谓选举制即DR和BDR不是人为指定的,而是由本网段中所有的路由器共同选举出来的。路由器接口的DR优先级决定了该接口在选举DR、BDR时所具有的资格。本网段内DR优先级大于0的路由器都可作为“候选人”。选举中使用的“选票”就是Hello报文。每台路由器将自己选出的DR写入Hello报文中,发给网段上的其他路由器。当处于同一网段的两台路由器同时宣布自己是DR时,DR优先级高者胜出。如果优先级相等,则路由器 ID大者胜出。如果一台路由器的优先级为0,则它不会被选举为DR或BDR。

2、终身制
图13 DR和BDR的选举-终身制

所谓终身制也叫非抢占制。每一台新加入的路由器并不急于参加选举,而是先考察一下本网段中是否已有DR存在。如果目前网段中已经存在DR,即使本路由器的DR优先级比现有的DR还高,也不会再声称自己是DR了。而是承认现有的DR。因为网段中的每台路由器都只和DR/BDR建立邻接关系,如果DR频繁的更迭,则每次都要重新引起本网段内的所有路由器与新的DR/BDR建立邻接关系。 这样会导致在短时间内网段中有大量的OSPF协议报文在传输,降低网络的可用带宽。终身制有利于增加网络的稳定性、提高网络的可用带宽。实际上在一个多访问网络上,最先初始化启动的两台具有DR选举资格的路由器将成为DR和BDR路由器。

3、世袭制
图14 DR和BDR的选举-世袭制

所谓世袭制就是如果DR故障了,那么下一个当选为DR的一定是BDR,其他的路由器只能去竞选BDR的位置。这个原则都是为了保证DR是比较稳定的,不会经常进行选举的,并且DR是有备份的(BDR),一旦DR失效,可以马上由BDR来承担DR的角色,由于DR和BDR的数据库是完全同步的,这样当DR故障后,BDR立即成为DR,履行DR的职责,而且邻接关系已经建立,所以从角色切换到承载业务的时间会很短。同时,在BDR成为新的DR之后,还会选举出一个新的BDR,虽然这个过程所需的时间比较长,但这个已经不会影响路由的计算了。

4.3      DR/BDR选举的详细步骤

广播链路或者NMBA链路上DR/BDR详细的选举过程如下:

(1)接口UP后,发送Hello报文,同时进入到waiting状态。在waiting状态下会有一个waiting timer,该timer的长度与dead timer是一样的。默认值40s,用户不可自行调整。

(2)在waiting timer触发前,发送的hello报文是没有DR和BDR字段的。在waiting阶段,如果收到Hello报文中有DR和BDR,那么直接承认网络中的DR和BDR,而不会触发选举。直接离开waiting状态,开始邻居同步。

(3)假设网络中已经存在一个DR和一个BDR,这时新加入网络中的设备,不论它的Router ID或者DR优先级有多大,都会承认现网中已有的DR和BDR。

(4)当DR因为故障down掉之后,BDR会继承DR的位置,剩下的优先级大于0的设备会竞争成为新的BDR。

(5)只有当不同Router ID,或者配置不同DR优先级的设备同时起来,在同一时刻进行DR选举才会应用DR选举规则产生DR。该规则是:优先选择DR优先级最高的作为DR,次高的作为BDR。DR优先级为0的设备只能成为DRother;如果优先级相同,则优先选择Router ID较大的设备成为DR,次大的成为BDR,其余设备成为DRother。

江湖小贴士

看完这一节之后,小伙伴们是不是已经满腹疑问?什么是waiting状态?dead timer又是个什么鬼?不要急,等看了第三篇,再回头看这里,你就会一目了然。


未完待续…………

军衔等级:

  中士

注册时间:
2010-7-29
发表于 2015-7-26 22:32:15 |显示全部楼层
4.4      DR/BDR选举的实验验证过程
前面给大家介绍了OSPF在广播和NBMA网络中DR/BDR的选举原则和选举步骤,下面我们通过实验来验证一下DR和BDR的选举过程中的一些问题。


图15 实验验证DR和BDR的选举
实验环境如图15所示,五台路由器组成一个广播网络,中间的交换机作为纯二层设备,四周的四个路由器R1、R2、R3、R4作为路由设备。四个路由器都规划在OSPF的Area0区域内,各路由器的IP地址及路由器 ID如图15所示。
R1、R2、R3、R4四台路由设备的关键配置如下:

R1的关键配置


#
ospf 1 Router ID 10.1.1.1
area 0.0.0.0
  network 192.168.1.0 0.0.0.255
#

R2的关键配置


#
ospf 1 Router ID 10.2.2.2
area 0.0.0.0
  network 192.168.1.0 0.0.0.255
#

R3的关键配置


#
ospf 1 Router ID 10.3.3.3
area 0.0.0.0
  network 192.168.1.0 0.0.0.255
#

R4的关键配置


#ospf 1 Router ID 10.4.4.4area 0.0.0.0  network 192.168.1.0 0.0.0.255#
配置完成后,待网络稳定后我们来查看一下当前这个广播网络的DR和BDR的选举情况。
在R1上通过display ospf peer命令查看OSPF的邻居信息,显示如图16所示。
图16 R1上通过display ospf peer命令查看OSPF的邻居信息
从上述表项可以看出,目前这个广播网络已经完成了DR和BRD的选举,R1是DR,R2是BDR,R3和R4是DRother。这里R1是DR,R2是BDR跟设备的启动顺序也是直接相关的,本例中我们按照R1、R2、R3、R4的顺序启动设备,所以R1和R2首先完成了初始化,自然成为了DR和BDR。
下面分别在R1、R2、R3和R4上查看OSPF邻居关系的概要信息。
图17 完成DR和BDR选举后的OSPF邻居关系的概要信息
我们可以从图17的表项中看到:R1/R2和其他三个设备的邻居关系都是Full,
而R3和R4之间的OSPF邻居关系是2-Way状态。这表示DR/BDR与邻居间建立的是邻接关系,
而DROther之间建立的只是邻居关系。
说到这儿,小伙伴们是不是又产生了很多新的疑问?为什么Full就表示邻接关系,2-Way就表示邻居关系?邻居关系和邻接关系又有什么区别?嘿嘿,咱们还是等第三篇讲解邻居状态机的时候会详细展开介绍这些内容。
江湖小贴士1:如果广播网络里只存在DR,但并不存在BDR,这时候网络是什么状况?
我们通过实验来回答读者的疑问,我们在R2、R3、R4的接口视图下配置ospf DR优先级 0命令将设备的DR优先级配置为0,那么这个时候这3台设备将失去DR和BDR的选举资格,只能作为DRother,网络中仅存在一台具备DR/BDR选举资格的设备,就是R1。
配置完成后我们查看OSPF邻居状态可以看到,此时DR是R1,BDR显示为None,即网络中不存在BDR,如图18-1所示。
图18-1 网络中只存在DR不存在BDR的情形
此时我们查看四台设备的OSPF简要信息,如图图18-2所示,可以看到R2、R3、R4分别和R1建立了邻接关系(状态为FULL),而R2、R3、R4之间的邻居状态只停留在2-Way的状态。
图18-2 网络中只存在DR不存在BDR的情形
实验过程已经基本看到了这个问题的答案,这里我们总结说明一下:如果在一个多访问网络上只有唯一的一台具有选取资格的路由器相连,那么这台路由器将成为DR路由器,而且在这个网络上没有BDR路由器。其他所有的路由器都将只和这台DR路由器建立邻接关系。聪明的读者此时可能会问另外一个问题,如果这个时候R1故障了,或者失去了DR的资格了呢?请看紧接着的下面第二个小贴士。
江湖小贴士2如果广播网络里不存在DR和BDR,这时候网络是什么状况?
我们同样用实验来回答这个问题,我们在上面的基础上,继续在R1的接口视图下配置ospf DR优先级 0命令,让R1也失去DR/BDR的选举资格,此时这个广播网络中将没有任何设备具备DR/BDR的选举资格。如图19-1所示,DR和BDR字段都显示None,表示这个网络中不存下DR和BDR。
图19-1 网络中不存在DR和BDR的情形
此时我们查看四台设备的OSPF简要信息,如图图19-2所示,可以看到此时所有的邻居状态都只停留在2-Way的状态,网络不能建立邻接关系,各个设备之间不能完成路由信息的交互。
图19-2 网络中不存在DR和BDR的情形
根据上述实验,我们可以给出这样的结论:如果广播网络上不存在具备DR/BDR选举资格的设备,那么这个网络上将没有DR或者BDR路由器,而且也不会建立任何邻接关系。在这种情况下,网络上所有的路由器的邻居状态都将停留在“2-Way”状态。
5      尾声

残阳如血。

寂寥的苍穹中偶有几只归雁飞过,伴随着一声声悠扬的啼鸣在长空中回荡。

然而,眼前的一众人却无暇他顾,他们都在目不斜视的盯着远方,每个人脸上都像崩了一根弦,似是那里有着什么择人而噬的恐怖怪物在等着他们。

突然,远方的平线上出现了一个小黑点,紧接着,两个,三个…….那些黑点越来越多,也越来越大,及至最后汇聚成一列铁骑,由远及近呼啸而来。


“主公,我们胜了。”


白袍小将,横刀立马。


军衔等级:

  管理员

注册时间:
2004-5-17
发表于 2015-7-27 00:05:00 |显示全部楼层
楼主好,图片最好是本地上传论坛然后使用,不然容易链接丢失的
通信人相聚在家园,相知在家园,相守在家园
打造通信第一社区,让通信人也有机会上头条

军衔等级:

  一级军士长

注册时间:
2010-6-24
发表于 2015-7-28 16:34:45 |显示全部楼层
顶起!

军衔等级:

  二级通信军士

注册时间:
2011-1-26
发表于 2015-7-28 20:13:08 |显示全部楼层
内行看门道,外行看热闹,呵呵,不错

军衔等级:

  二级通信军士

注册时间:
2011-1-26
发表于 2015-7-28 20:22:46 |显示全部楼层
恩,提纲挈领,期待下篇

军衔等级:

  新兵

注册时间:
2015-5-7
发表于 2015-7-29 16:43:31 |显示全部楼层
厉害

军衔等级:

  新兵

注册时间:
2015-5-7
发表于 2015-7-31 16:33:21 |显示全部楼层
灰常灰常好

军衔等级:

  上等兵

注册时间:
2013-3-27
发表于 2015-8-3 22:09:09 |显示全部楼层
有才

军衔等级:

  新兵

注册时间:
2015-8-8
发表于 2015-8-8 17:08:19 |显示全部楼层
写得不错!
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

Archiver|手机版|C114 ( 沪ICP备12002292号 )|联系我们 |网站地图  

GMT+8, 2018-5-25 06:56 , Processed in 0.093751 second(s), 16 queries , Gzip On.

Copyright © 1999-2018 C114 All Rights Reserved

Discuz Licensed

回顶部