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      1#
      發表于 2015-7-18 21:54:14 |只看該作者 |倒序瀏覽
                                 【華為原創連載】問鼎OSPF(1)-互聯Route群雄爭,OSPF 出橫空                               
                                                                            互聯Route群雄爭,OSPF 出橫空
      初涉路由顯神通,民主治軍四方擁
      完善機制沐鄰里,帥將兵民如父兄
      連綿網絡拔地起,劃區而治應運生
      內外疾行烽火令,錦繡山河盡囊中
      因地巧施張良計,宏圖霸業指日統
      聯手VPN智破環,塞外揚威俱相榮
      千古一帝終大成,路由天下群雄頌
      自太古之初,阿帕初立,互聯網便一片欣欣向榮,尤以信息時代的來臨,更若沸水燃薪,呈現出了爆炸式的發展。在這個風起云涌的時代,各方協議厲兵秣馬,以期在這迅猛的潮流之中占得一席之位,亦如路由領域。
      阿帕歷開元30年,互聯網中,鏈路谷內。
      在山谷之中坐落著一處古老的推演陣法。那陣法篆刻的錯綜雜亂,無章無法,無形無相,若常人看了一眼之后,便如入瘴霧之中,心生迷惘,深陷其中卻無法自拔。現下這兇險異常的陣法前卻端坐著兩個人。
      當中一人,衣著白衫,眉宇間尚有一絲稚氣未脫,卻依然掩蓋不住這少年的豐神俊朗。而另一人,藍發碧眼,鷹鉤鼻挺,看樣子像個來自異域邊疆的中年長者。
      突然,在這繁復的陣法之中,隱隱有幾處發出了微弱的亮光,似是心有靈犀,遙相呼應。隨著時間的流逝,這光點越來越亮,光點間則圍繞當中一處形成了一條條通路,通路中卻是游離著流光溢彩,煞是好看。及至最后光芒大作,將這空寂的山谷映射的亮如白晝。
      “哈哈,師父,我成功了!我成功了!我以乾位為根,坎、艮、震、巽四位為葉,這路由就通了!”只見那白衣少年甚是欣喜,坐直的身子騰的一躍而起,對著眼前的陣法手舞足蹈。
      “嗯,不錯,孺子可教。SPF心法復雜難懂,你卻只在我門下修習了三載,便可融會貫通,果然悟性頗高,” 中年長者微微頷首,又對他道,“徒兒,如今你已盡得SPF精髓,現在可下山去了。”
      “啊?”白衣少年張大了嘴,楞了半天,剛剛滿臉的興奮勁一掃而空,取而代之的是一絲茫然之色,一如他初時演練此陣法時的模樣。
      中年長者看了他一眼,席地而起,“三年前,你在這山谷之中跪了三天三夜,希望我教你SPF心法。當初我被你那顆赤子之心打動,收你為徒。”他又轉身望向了遠方,接著道:“前幾日,我聽說路由老祖發布了群英令,要在路由圣山開群雄大會。現下你既已習得心法,亦可前去,該是你一展胸中抱負的時候了。”
      “是!師父!”白衣少年默然半晌,遂點頭道。眼下離別在即,他又想起這三載與師父相處的種種,一股憂傷的情緒油然而生,霎時淚水噙滿了雙眸。
      “師父,您放心,我定讓SPF心法名揚天下!”
      “名利皆虛妄,為師有你這一徒兒,足矣。”
      “師父,三年了,我還不知道您的名號呢。”
      “Dijkstra。”
      “敵克撕扯,敵克撕扯,好奇怪的名字。師父,我的名字叫……”還沒等少年說完,那中年長者已消失在茫茫夜空之中。
      1      路由老祖召集群英令 各方豪杰齊聚圣山
      翌日清晨,白衣少年出了鏈路谷,便一路向西趕向路由圣山,5日后到達,剛剛趕上路由老祖召集的群英會。白衣少年環顧四周,一鶴發童顏老者位列主桌正中位,想必就是萬人敬仰的路由老祖。分坐老祖旁邊的二人,一人古板嚴肅,一人矮小精明,當是路由界著名的靜態路由和RIP協議了。
      “各位,今日召集大家前來,只為一件事,”老祖舉杯而起,“現如今互聯網發展太快,路由規模也隨之越來越大,所以在此愿與各位共襄盛舉,開路由盛世。”
      “咳,咳,本王自太古之初便隨老祖開創路由而來,一路傾心戮力而為,治下的路由莫不穩定。當此盛世之時,本王愿盡綿薄之力。”靜態路由道。
      “靜態路由,我知道你為人謹慎,但事事親力而為,也會力不從心。現下你自己的一畝三分田都快顧不上來了吧?”說話的是RIP。靜態路由被他嗆得臉色一會青一會白,奈何說的都是事實,卻也無話可駁。RIP見靜態路由無話可說,便洋洋得意的道:“老祖,本王倒是可以多管一些路由。我不會像靜態路由一樣,每條路由都需自己配置,如果路由很多的時候,定是災難。老祖,你也知道我的傳聲心法,管路由可容易多了。”
      江湖小貼士
      1、  什么是靜態路由
      靜態路由是路由界的老前輩,見證了整個路由界的風云變幻。靜態路由以手工配置路由的方式進行管理,當網絡的拓撲結構或鏈路的狀態發生變化時,再手工重新去修改路由表中相關的靜態路由信息。使用靜態路由的好處是配置簡單、可控性高,在網絡總不會產生額外的更新報文。但是靜態路由不適用于大型和復雜的網絡環境,一方面,網絡管理員難以全面地了解整個網絡的拓撲結構;另一方面,當網絡的拓撲結構和鏈路狀態發生變化時,路由器中的靜態路由信息需要大范圍地調整,這一工作的難度和復雜程度非常高
      2、  什么是RIP協議
      RIP出生于名門世家,是Xerox公司在20世紀70年代開發的,是IP網絡所使用的第一個動態路由協議。RIP在互聯網界開啟了動態路由協議的時代,在互聯網之初曾經對網絡的路由管理作出了巨大貢獻。RIP是一種典型到的基于距離矢量的內部網關協議(IGP),屬于應用層協議,并使用UDP作為傳輸協議。然而RIP又有很多不完善的地方,例如以跳數作為度量標準,最大跳數為15跳等等。因此很多人認為它將會而且正在被諸如OSPFIS-IS這樣的路由協議所取代。
      2      朝堂上與RIP激辯 白衣少年脫穎而出
      “哼…..”人群之中發出一聲輕蔑。
      “誰!有誰不服!”RIP睥睨著下首眾人,“本王縱橫路由界數十載,凡我所過之處,莫不順從歸我治下!”這話說的倒是事實,在互聯網初期,RIP依靠他那套簡單的傳聲心法,將路由倒是管理的井井有條。其間,雖然因為自身心法問題,出現了一些路由環路的事故,但后來都通過研摩出來的一些改進措施,比如水平分工、毒性逆轉、觸發更新等,將這些事故解決了。不過,此一時彼一時,如今互聯網發展如此迅猛,路由無論從距離,還是數量來說,都會呈現幾何式的增長,他那套還能行嗎?路由界很多人都知此點,但自身力量有限,只能沉默不語。
      “RIP前輩這話說的不假,RIP協議通過簡單的距離矢量算法,的確比靜態路由前輩手工配置路由高明了很多。但是么,這世上有什么協議能是完美無缺的呢?”人群之中施施然走出來一位翩翩美少年,打破了這一刻的沉寂。
      “哦?”RIP那精明的雙眼中閃過一絲厲色,“那你倒是說說RIP協議有哪些缺點?”
      “既然RIP前輩這樣說,那我就恭敬不如從命了。”那美少年便是師從Dijkstra的白衣少年。只見他一邊健步如飛,以指代筆,在地上繪出一張張網絡圖,一邊向眾人耐心講解,不一會就道出了RIP協議的三個短板。
      1、依照傳聞進行路由更新和路由選擇。
      距離矢量協議依照傳聞進行路由的更新和路由的選擇。這種情況下路由器并不了解整個網絡的拓撲,只知道到達目的網絡的距離,以及到達目的網絡應該走哪個方向或者哪個接口。如圖1所示,R2收到了來自R1的路由通告(傳聞),此時R2可以知道經過R1可以到達1.1.1.0/24網絡,花費是1跳 ,除此之外R2不知道其他的信息,即使這個通告因為某種原因已經是錯誤的了,R2依然固執的認為經過R1可以到達1.1.1.0/24網絡,花費是1。這是導致RIP網絡容易產生路由環路的最根本原因。
      圖1 RIP依照傳聞進行路由更新和路由選擇
      2、RIP以跳數(Hops)作為度量值,雖然簡單,但是事實上是不夠科學的。
      如圖2所示:R1去往R5的路徑有兩條:經過R2的這個路徑有2跳,但是帶寬僅為1.544M;經過R3的這個路徑有3跳,但是帶寬卻很大,為千兆鏈路。按照RIP的度量標準,一定會選擇經過R2的這一條路徑,而事實上這條路徑的鏈路帶寬并不是最優的。這是導致RIP網絡帶寬利用率低下,不容易進行QoS管理的根本原因。
      圖2 RIP以跳數(Hops)作為度量值
      3、最大跳數15的設定限制了RIP網絡的規模。
      為了防止RIP路由在網絡中被無限泛洪從而跳數累加到無窮大,RIP規定:路由的最大跳數為15跳,也就是如果度量值大于等于16跳則被視為路由不可達。最大跳數的設定雖然解決了度量值技術到無窮大的問題,但是卻也極大地限制了RIP所能支持的網絡的規模。
      3      SPF與LSDB勾勒IGP藍圖 路由領域開啟新格局
      “嘿嘿,你這說的倒是大差不差,”RIP對著那白衣少年皮笑肉不笑的道,心下卻震撼于他竟對RIP協議了解的如此之深,而且在場的大部分人應該都是這樣的感受。路由老祖召集這群英令,無非是對這越來越大的路由疆界重做分配,雖然自身有那么些缺點,但是比其他人要好些。想著這增大的盤子,即使別人有頗多的怨言,大部分還不是攝于他的威力,劃在他名下?!沒想到竟半路殺出個程咬金。他強自鎮定,接著說道:“但是,我想目前別人也沒有比我更能管的好路由吧?”
      “嗯,目前是沒有,不過只是目前。”那白衣少年對著RIP面露微笑。
      “這么說,你有什么更好的方法?”RIP眼含精光,緊接追問。
      “小子不才,剛好從某位大師那里學了點皮毛,再結合當下互聯網的狀況,想到了一些方法。”白衣少年負手而立,當下侃侃而談。
      與RIP的運行機制不同,在白衣少年所說的網絡中,每臺路由器根據自己周圍的網絡拓撲結構生成鏈路狀態通告LSA(Link State Advertisement),并通過更新報文將LSA發送給網絡中的其它路由器。
      1、  每臺路由器都通過LSDB掌握全網的拓撲結構。
      如圖3所示,每臺路由器都會收集其它路由器發來的LSA,所有的LSA放在一起便組成了鏈路狀態數據庫LSDB(Link State Database)。LSA是對路由器周圍網絡拓撲結構的描述,LSDB則是對整個自治系統的網絡拓撲結構的描述。路由器將LSDB轉換成一張帶權的有向圖,這張圖便是對整個網絡拓撲結構的真實反映。各個路由器得到的有向圖是完全相同的。
      圖3 路由器通過LSDB掌握全網的拓撲結構
      2、  依靠SPF計算到達目的網絡的路徑,而不是依靠傳聞。
      如圖4所示,每臺路由器根據有向圖,使用SPF算法計算出一棵以自己為根的最短路徑樹,這棵樹給出了到自治系統中各節點的路由。相對于RIP,這種機制極大的提升了路由器的自主選路的能力,使得路由器不再依靠傳聞或者路標進行選路。
      圖4 路由器依靠SPF計算到達目的網絡的路徑
      LSDB保證了路由器能夠時刻掌握全網的拓撲機構,SPF算法保證了路由器能夠迅速的計算出到達目的網絡的最短路徑。
      “妙!實在是妙!這樣一來,整個網絡沒有環路不說,而且也沒有RIP那樣有距離小于16跳的限制。”人群中爆發出了一聲由衷的贊嘆,既而這聲音像丟落在平靜湖面中的一顆石子,慢慢擴散開來,大家都在交頭接耳,小聲交談,贊嘆著這世上竟有配合如此精妙的陣法,同時也在猜測著,這白衣少年是誰。
      而先前不可一世的RIP卻站在那不發一言,只是看著那個白衣少年,眼中精光更盛。
      這時,一直沒有說話的路由老祖出聲了:“哈哈,果然英雄出少年,想來我路由領域后繼有人了,”他朝白衣少年招了招手,“小兄弟,近前說話。敢問你叫什么名字?師承何處?”
      白衣少年走到老祖面前,對著老祖彎腰作揖道:“老祖多譽了,是家師教導的好。小子籍籍無名,家師倒有些名望……”
      “呵呵呵呵,這套陣法倒是巧妙,LSDB與SPF配合起來也是相得益彰,”突然,一串柔媚的笑聲打斷了白衣少年的話。白衣少年循聲望去,只見一女子面蒙輕紗,露出的一雙攝人心魄的美眸正好奇的打量著自己,身姿極是曼妙。而且她竟然也是師父那樣的裝扮,難道和師父來自同一個地方?這個女子坐在老祖那一桌,想來身份也很是高貴。“不過,我曾經遇到過一位高人,他說以后路由數量的增長會達到你們難以想象的地步。那時候你這套陣法還能堅持下去嗎?”
      “這……不知道會增長到多少,姑娘可大概說個數字嗎?”白衣少年驚奇道。
      “幾十萬。”
      “啊?!”在場眾人皆是一驚,白衣少年也不例外。幾十萬?看來還是低估了這個時代前進的車輪傾軋的速度。那么,LSDB與SPF還可以助我達成偉業嗎?想著想著,他心中竟生出了一絲氣餒之意。
      “哈哈哈,小兄弟不要灰心,古往今來,互聯網歷經了多少動蕩,每一次莫不是涌現出很多協議,通過變革,讓互聯網重又安定下來。姑娘,你莫要夸大其詞。”路由老祖見他神色落寞,溫言安慰。
      是啊,什么時候自己變的這么不堪一擊了?白衣少年重又回復一臉堅毅之色:“老祖教訓的是,小子雖路由小輩,亦不憤當下路由格局,遂師從Dijkstra,得上乘心法,愿領各方豪俠,換路由新生!”
      “好!小兄弟,剛剛一打斷,你還未報出你的名字?你的名字叫?”
      “OSPF!”
      OSPF?呵呵呵呵,真是個有趣的人。蒙面女子帶著一絲玩味的眼神看著他。
      嘿嘿,OSPF?我看你怎么換路由新生。RIP的嘴角泛起一絲詭異的笑容。
      就這樣,路由圣山群英會,白衣少年OSPF橫空而出,江湖上又會多一段美妙佳話。
      而好戲,
      才剛剛開始。

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        中士

      注冊時間:
      2010-7-29
      2#
      發表于 2015-7-18 22:09:19 |只看該作者
      頂起來啊

      軍銜等級:

        中士

      注冊時間:
      2010-7-29
      3#
      發表于 2015-7-19 16:19:44 |只看該作者
      這么又趣味性的OSPF學習內容大家使勁頂起來啊

      軍銜等級:

        二級通信軍士

      注冊時間:
      2013-12-16
      4#
      發表于 2015-7-21 15:46:59 |只看該作者
      那就跟著頂一下咯

      點評

      鹿密林  思科嚇尿了。。。。  詳情 回復 發表于 2016-5-24 22:51
      鹿密林  思科嚇尿了。。。。  詳情 回復 發表于 2016-5-24 22:51

      軍銜等級:

        上尉

      注冊時間:
      2008-8-17
      5#
      發表于 2015-7-22 12:42:32 |只看該作者
      思科嚇尿了。。。。。

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      點評

      nanyou2009boy  必須把思科嚇趴  詳情 回復 發表于 2015-7-26 22:24

      軍銜等級:

        中校

      注冊時間:
      2012-10-23
      6#
      發表于 2015-7-23 13:59:52 |只看該作者
      前來催更!!!

      點評

      nanyou2009boy  謝謝關注  詳情 回復 發表于 2015-7-26 22:25

      軍銜等級:

        下士

      注冊時間:
      2014-10-22
      7#
      發表于 2015-7-23 17:58:40 |只看該作者
      樓主必須是70后,才會有這么嚴重的武俠情結。對不,樓主

      點評

      nanyou2009boy  你猜對了,歡迎持續關注  詳情 回復 發表于 2015-7-26 22:23

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        中士

      注冊時間:
      2010-7-29
      8#
      發表于 2015-7-26 22:23:43 |只看該作者
      ltby7321 發表于 2015-7-23 17:58
      樓主必須是70后,才會有這么嚴重的武俠情結。對不,樓主

      你猜對了,歡迎持續關注

      點評

      lili_s_3  哈哈,我身為女兒身,都是從小不愛看瓊瑤,愛看武俠。家國天下的豪氣遠超那種哀哀怨怨的小家子氣。  詳情 回復 發表于 2017-3-1 06:28

      軍銜等級:

        中士

      注冊時間:
      2010-7-29
      9#
      發表于 2015-7-26 22:24:19 |只看該作者
      pzx123pzx 發表于 2015-7-22 12:42
      思科嚇尿了。。。。。

      必須把思科嚇趴

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        中士

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      2010-7-29
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      發表于 2015-7-26 22:25:15 |只看該作者
      taojian723 發表于 2015-7-23 13:59
      前來催更!!!

      謝謝關注

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        中士

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      2010-7-29
      11#
      發表于 2015-7-26 22:28:42 |只看該作者

      【華為原創連載】問鼎OSPF(2)-初涉路由顯神通,民主治軍四方擁

      綠油油的草兒,碧澄澄的溪~
      輕飄飄的風兒,迎面吹~        
      哞嗨嗨的牛兒,青幽幽的堤~
      樂陶陶的人兒,哼著歌~~~寐~

      “白龍馬兒,蹄兒朝西,馱著唐三藏,跟著三徒弟~西天取經不容易,一走就是幾萬里~”那個樂陶陶的人好不自在。

      “主公,這個人真的是那人嗎?怎么如此吊兒郎當?”說話的人方臉大耳,膀闊腰圓,一看就是個久經沙場的武將。

      “大隱隱于市,交換機,你可莫要小瞧了人家。舉凡智計無雙的奇人異士,縱有通天徹地之能,大都鋒芒內斂,不顯山露水。群英會上戰RIP,本公是親眼所見,此子風采,當真了得。”

      被喚作主公的那人頭戴侯冠,身披銀,內罩白袍,威嚴凜凜。

      “嘿嘿,那也未必。主公,當日此子確是舌燦蓮花,但空有理論,說不定難于踐行。”說話的這人天生一雙鼠目,任誰看了都覺得一臉奸猾相,“我們三人跟在他后面行了這么久,說不定他也只是故弄玄虛,區區一繡花枕頭罷了。”

      “呵呵,若能求得一賢才,多行一段路又何妨?”那主公見OSPF漸行漸遠,立時催馬揚鞭。并轡二人左右對視一眼,亦隨即而去。

      1      訪諸葛三顧茅廬 論運行機制謀治世妙法
      “三位跟隨我多日,可悟出了什么?”行至一蔭涼處,OSPF從牛背上跳了下來,對后面跟著的三人說道。

      “…….”要是悟出來了,還能來尋你么?那主公心中如此想,但是臉上卻沒表現出來。他翻身下馬,對著OSPF雙手畢恭畢敬道:“先生說笑了,我三人皆是草莽出身,哪能悟得什么?此番前來,也是希望先生能助本公一臂之力,于互聯網上開疆拓土,成不世偉業。”

      “恩,悟得開了,悟得開了……”OSPF卻似是自說自話一般,裝出一副高人摸樣,心下卻笑開了花。

      “哼,黃口小兒,我家主公與你這般客氣,你好生無禮!”交換機早就憋了一股氣,終于忍不住喝道。

      “恩,榆木腦袋,悟不開,悟不開……”

      “你!”“噯,”那主公攔下了交換機作勢欲揮出去的臂腕,接著對OSPF道:“群英會上,本公聽過先生所說的SPF與LSDB,很是欽佩。若真如先生所描繪那樣,定當互聯網之福,眾網元之福。望先生入我麾下,本公必奉先生為上賓。”

      “哈哈哈哈,主公謬贊,”OSPF再也不似先前散漫摸樣,既而畢恭畢敬道:“主公身旁兩員猛將當是交換機、路由器,那主公必是攜眾網元開拓繁多網點的網管了。今幸得主公如此禮遇,再推脫就是OSPF的不是了。”

      “嘿嘿嘿嘿,你這人倒是懂得順坡騎驢,”路由器一臉奸笑,“SPF與LSDB莫不是一紙空談吧?”

      “呵呵,無妨,主公請看,”說話間OSPF順手打開隨身帶的幾幅圖,“下山前,師父曾賜與我五行八陣圖,囑我多加揣摩,如今終得其精髓。此圖在手,定能助主公爭霸天下!”

      “哈哈!先生快快說與我聽!”網管早已按捺不住,忙對OSPF道。

      OSPF見此情景,當下再不廢話,徐徐與他們道來。

      此組圖說的,正是OSPF協議的基本運行機制,恰似百尺高樓之基石。其實概括起來,也比較容易理解,包括下面5步:

      (1)Hello協議交互-形成鄰居關系
      圖1 Hello協議交互-形成鄰居關系

      如圖1所示,設備運行OSPF協議后,會從所有啟動OSPF協議的接口上發出Hello數據包。如果兩臺設備共享一條公共數據鏈路,并且能夠互相成功協商他們各自Hello數據包中所指定的某些參數,那么他們就成了鄰居關系。

      (2)LSAs的泛洪-通告鏈路狀態信息
      圖2 LSAs的泛洪-通告鏈路狀態信息

      形成鄰接關系的設備之間就可以交互LSA了,如圖2所示。通過第一篇我們知道,LSA全稱是鏈路狀態通告,它描述了設備所有的鏈路、接口、鄰居及鏈路狀態等信息。設備間正是不斷的泛洪交互這些鏈路信息,來了解整個網絡的拓撲信息。由于鏈路的多樣性,OSPF協議定義了許多LSA類型,后面的篇章會詳細介紹到。

      同時我們可以了解到OSPF比RIP的高明之處在于,路由器之間交互的是LSA信息,而RIP協議交互的是路由。也就是說,OSPF協議中,設備的選路是一種“自主行為”,LSA只不過是一種選路的參考信息;而RIP協議中,設備的選路過度的依賴于鄰居設備的路由信息,即使鄰居設備傳達的信息是錯誤的。

      (3)LSDB的組建-形成帶權有向圖
      圖3 LSDB的組建-形成帶權有向圖

      通過泛洪LSA,設備接下來會把收到的LSA匯總記錄在LSDB(鏈路狀態數據庫)當中,最終,所有設備都會形成同樣的LSDB,如圖3所示。LSA是對設備周圍網絡拓撲結構的描述,而LSDB則是對整個自治系統的網絡拓撲結構的描述,LSDB是LSA的匯總。

      (4SPF的計算-形成路由
      圖4 SPF的計算-形成路由

      如圖4所示,當LSDB同步完之后,每一臺設備都將以其自身為根,使用SPF算法來計算一個無環路的拓撲圖,以描述它所知道的到達每一個目的地的最短路徑(最小的路徑代價),如圖4所示。這個拓撲圖就是SPF算法樹,有了這棵“樹”,事實上路由器就已經知道了到達網絡各個角落的最優路徑。

      (5)路由表的維護更新
      圖5路由表的維護更新

      最終,經過SPF算法得出了最短路徑樹,每臺設備將SPF算法得出的最短路徑裝載進路由表形成指導數據轉發的路由表項,并且實時更新,如圖5所示。同時,鄰居之間交互Hello報文進行Keepalive,維持鄰居/鄰接關系,并且每30min重傳一次LSA。如果網絡拓撲穩定,那么網絡中將不會有什么活動或行為發生。

      2  領虎符整飭三軍設RouterID知己知彼

      “先生這妙法如此運用,令本公茅塞頓開,我想再復雜的網點也必能攻的下來。先生若入我帳下,本公愿與你調兵虎符,麾下三軍盡皆任你調遣!”到現在,網管是愈加的對OSPF佩服的五體投地。

      “蒙主公抬愛,微臣自當鞠躬盡瘁,死而后已!”

      自那日網管三顧茅廬之后,OSPF便隨網管來到了某網點大營之中。借由帳中沙盤,OSPF知道此網點名喚X網點,內里錯綜復雜,地域遼闊。網點內不同網元鱗次櫛比,而且網元間需要交錯相連,任什么路由協議見了,肯定都會頭疼不已。

      “軍師,俺叫路由器!”在大營中某一處,一個大頭兵正憨憨的答著OSPF的話。OSPF并未急于攻城掠地,來了之后,便先是熟悉三軍。

      “那么你呢?”OSPF持扇輕搖,轉身對另一士兵道。

      “軍師,俺也叫路由器!”

      “俺也叫路由器!”

      “……”

      “你叫路由器,你也叫路由器,真是叫我有些暈頭轉向了。”OSPF搖頭笑道。

      “嘿嘿,軍師,俺們本來就都是路由器啊。何況俺們這些大老粗,名諱也不值幾個錢,哪能與那些有頭有臉的協議比。”
      “不然,知己知彼,方百戰不殆。也莫要小瞧自己,哪個協議離了你們能玩的轉。本軍師要了解整網拓撲,亦要靠你們,”OSPF沉吟半晌,既而肅容道:“眾將聽令!卯時三刻,校場集合,軍師來給你們發Router ID了!”

      Router ID就是用于在自治系統中唯一標識一臺運行OSPF的路由器的32位整數。每個運行OSPF的路由器都有一個Router ID。Router ID的格式和IP地址的格式是一樣的,在實際網絡部署中,考慮到協議的穩定,推薦使用路由器Loopback0的IP地址做為路由器的Router ID。
      Router ID的選取有兩種方式:

      l  通過命令行手動配置。

      l  設備自動設定

      如果沒有手動配置Router ID,設備會從當前接口的IP地址中自動選取一個作為Router ID。其選擇順序是:

      1、優先從Loopback地址中選擇最大的IP地址作為Router ID。

      2、如果沒有配置Loopback接口,則在接口地址中選取最大的IP地址作為Router ID。

      只有重新配置系統的Router ID或OSPF的Router ID,并且重新啟動OSPF進程后,才會進行Router ID的重新選取。

      3      因地域分四路掠城攜天威攻萬變賊寇

      “9.5.2.7!”

      “到!”

      “9.5.2.8!”

      “到!”

      數日過后,三軍陣前校場點兵,上至虎虎將尉,下至大頭小兵,莫不精神抖擻,煥然一新。OSPF心下了然,便開始排兵布陣,準備拿下X網點。而他根據不同的鏈路類型,將三軍分作了四路,每路陣法不盡相同:

      1、  廣播(Broadcast)類型

      當鏈路層協議是Ethernet、FDDI時,OSPF缺省認為網絡類型是Broadcast。在該類型的網絡中,通常以組播形式(224.0.0.5:含義是OSPF路由器的預留IP組播地址;224.0.0.6:含義是OSPF DR的預留IP組播地址)發送Hello報文、LSU報文和LSAck報文;以單播形式發送DD報文和LSR報文。


      圖7 廣播(Broadcast)類型網絡

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

      當鏈路層協議是幀中繼、ATM或X.25時,OSPF缺省認為網絡類型是NBMA。在該類型的網絡中,以單播形式發送協議報文(Hello報文、DD報文、LSR報文、LSU報文、LSAck報文)。


      圖8 NBMA(Non-Broadcast Multi-Access)類型網絡

      3、  點到多點P2MP(point-to-multipoint)類型。

      沒有一種鏈路層協議會被缺省的認為是Point-to-Multipoint類型。點到多點必須是由其他的網絡類型強制更改的。常用做法是將非全連通的NBMA改為點到多點的網絡。在該類型的網絡中,以組播形式(224.0.0.5)發送協議報文(Hello報文、DD報文、LSR報文、LSU報文、LSAck報文)。

      圖9 點到多點P2MP(point-to-multipoint)類型類型網絡

      4、  點到點P2P(point-to-point)類型

      當鏈路層協議是PPP、HDLC和LAPB時,OSPF缺省認為網絡類型是P2P。在該類型的網絡中,以組播形式(224.0.0.5)發送協議報文(Hello報文、DD報文、LSR報文、LSU報文、LSAck報文)。


      圖10 點到點P2P(point-to-point)類型網絡

      4  拔敵寨遭遇險境舉能人解廣播/NBMA鄰間困局

      “哈哈哈,先生真乃神人也!據探子來報,P2P和P2MP網絡已被攻破。不出五日,X網點將被全部拿下!”網管坐在馬上,撫掌大笑道。

      “主公,此話言之尚早,剩下的兩路可不好拿。”OSPF一反往日淡然自若,神色中竟帶有一絲隱憂。

      “報!”正當時,一探子快馬加鞭至兩人跟前。只見那探子衣衫盡皆血染,滿目疲憊之色,“廣播鏈路久攻不下,如不及時馳援,我軍危矣!”

      “什么!怎會如此!”網管身形一顫,險些跌下馬來。

      “初時我軍攻敵勢如破竹。但….”探子回話突地一頓,悲戚中難掩一絲憤恨,“但后來路將軍不知與敵賊言語了什么,廣播鏈路上需要連的設備竟越來越多。我軍結兩兩相交之陣,一開始堪堪抵住洶涌來勢,及至最后陣法漸露疲相,我軍亦深陷泥潭!”

      OSPF聽罷靜默無言,待心緒稍自平復,忙對來人道:“我問你,陣中那白袍小將安在?”

      “這……身披白袍的將士有好些個,卻不知軍師說的是哪一位?”

      “就是身邊總有個容貌清秀的小兵圍著他嘰嘰喳喳轉個不停的那一位。”

      “哦,原來是那一位!”探子恍然大悟,“我知道的!幸有此人一馬當先,不然只怕我軍早已敗下陣來。”

      “我賜你錦囊一枚,速交于他手!”

      “是!”探子接過錦囊,一騎絕塵而去。

      “先生,此子是何人物?能替本公拿下這一仗么?”網管言語間很是急切。開始如此順利,現在若停歇下來,可真是功虧一簣了。

      “早先我料到可能有此劫,攻打廣播鏈路/NMBA鏈路時便定一計,但需營中素有威名之人相助。此子由眾人推舉而來,原先籍籍無名,現名DR!”

      4.1      DR/BDR選舉的原因

      在廣播網和NBMA網絡中,任意兩臺路由器之間都要傳遞路由信息。如圖11所示,網絡中有n臺路由器,則需要建立n*(n-1)/2個鄰接關系。這使得任何一臺路由器的路由變化都會導致多次傳遞,浪費了帶寬資源。為解決這一問題,OSPF定義了指定路由器DR。通過選舉產生DR(Designated 路由器)后,所有其他設備都只將信息發送給DR,由DR將網絡鏈路狀態LSA廣播出去。為了防止DR發生故障時,重新選舉DR時會產成業務中斷,除了DR之外,還會選舉一個備份指定路由器BDR。這樣除DR和BDR之外的路由器(稱為DR Other)之間將不再建立鄰接關系,也不再交換任何路由信息,這樣就減少了廣播網和NBMA網絡上各路由器之間鄰接關系的數量。這就是OSPF給那白袍小將的錦囊妙計。


      圖11 DR和BDR的選舉

      4.2      DR/BDR選舉的原則
      在廣播網和NBMA網絡中,為了穩定地進行DR和BDR的選舉,OSPF規定了一系列的選舉規則,遵循三個基本原則:選舉制、終身制、世襲制。下面我們來逐個介紹一下。

      1、選舉制
      圖12 DR和BDR的選舉-選舉制

      如圖12所示,所謂選舉制即DR和BDR不是人為指定的,而是由本網段中所有的路由器共同選舉出來的。路由器接口的DR優先級決定了該接口在選舉DR、BDR時所具有的資格。本網段內DR優先級大于0的路由器都可作為“候選人”。選舉中使用的“選票”就是Hello報文。每臺路由器將自己選出的DR寫入Hello報文中,發給網段上的其他路由器。當處于同一網段的兩臺路由器同時宣布自己是DR時,DR優先級高者勝出。如果優先級相等,則路由器 ID大者勝出。如果一臺路由器的優先級為0,則它不會被選舉為DR或BDR。

      2、終身制
      圖13 DR和BDR的選舉-終身制

      所謂終身制也叫非搶占制。每一臺新加入的路由器并不急于參加選舉,而是先考察一下本網段中是否已有DR存在。如果目前網段中已經存在DR,即使本路由器的DR優先級比現有的DR還高,也不會再聲稱自己是DR了。而是承認現有的DR。因為網段中的每臺路由器都只和DR/BDR建立鄰接關系,如果DR頻繁的更迭,則每次都要重新引起本網段內的所有路由器與新的DR/BDR建立鄰接關系。 這樣會導致在短時間內網段中有大量的OSPF協議報文在傳輸,降低網絡的可用帶寬。終身制有利于增加網絡的穩定性、提高網絡的可用帶寬。實際上在一個多訪問網絡上,最先初始化啟動的兩臺具有DR選舉資格的路由器將成為DR和BDR路由器。

      3、世襲制
      圖14 DR和BDR的選舉-世襲制

      所謂世襲制就是如果DR故障了,那么下一個當選為DR的一定是BDR,其他的路由器只能去競選BDR的位置。這個原則都是為了保證DR是比較穩定的,不會經常進行選舉的,并且DR是有備份的(BDR),一旦DR失效,可以馬上由BDR來承擔DR的角色,由于DR和BDR的數據庫是完全同步的,這樣當DR故障后,BDR立即成為DR,履行DR的職責,而且鄰接關系已經建立,所以從角色切換到承載業務的時間會很短。同時,在BDR成為新的DR之后,還會選舉出一個新的BDR,雖然這個過程所需的時間比較長,但這個已經不會影響路由的計算了。

      4.3      DR/BDR選舉的詳細步驟

      廣播鏈路或者NMBA鏈路上DR/BDR詳細的選舉過程如下:

      (1)接口UP后,發送Hello報文,同時進入到waiting狀態。在waiting狀態下會有一個waiting timer,該timer的長度與dead timer是一樣的。默認值40s,用戶不可自行調整。

      (2)在waiting timer觸發前,發送的hello報文是沒有DR和BDR字段的。在waiting階段,如果收到Hello報文中有DR和BDR,那么直接承認網絡中的DR和BDR,而不會觸發選舉。直接離開waiting狀態,開始鄰居同步。

      (3)假設網絡中已經存在一個DR和一個BDR,這時新加入網絡中的設備,不論它的Router ID或者DR優先級有多大,都會承認現網中已有的DR和BDR。

      (4)當DR因為故障down掉之后,BDR會繼承DR的位置,剩下的優先級大于0的設備會競爭成為新的BDR。

      (5)只有當不同Router ID,或者配置不同DR優先級的設備同時起來,在同一時刻進行DR選舉才會應用DR選舉規則產生DR。該規則是:優先選擇DR優先級最高的作為DR,次高的作為BDR。DR優先級為0的設備只能成為DRother;如果優先級相同,則優先選擇Router ID較大的設備成為DR,次大的成為BDR,其余設備成為DRother。

      江湖小貼士

      看完這一節之后,小伙伴們是不是已經滿腹疑問?什么是waiting狀態?dead timer又是個什么鬼?不要急,等看了第三篇,再回頭看這里,你就會一目了然。


      未完待續…………

      軍銜等級:

        中士

      注冊時間:
      2010-7-29
      12#
      發表于 2015-7-26 22:32:15 |只看該作者
      4.4      DR/BDR選舉的實驗驗證過程
      前面給大家介紹了OSPF在廣播和NBMA網絡中DR/BDR的選舉原則和選舉步驟,下面我們通過實驗來驗證一下DR和BDR的選舉過程中的一些問題。


      圖15 實驗驗證DR和BDR的選舉
      實驗環境如圖15所示,五臺路由器組成一個廣播網絡,中間的交換機作為純二層設備,四周的四個路由器R1、R2、R3、R4作為路由設備。四個路由器都規劃在OSPF的Area0區域內,各路由器的IP地址及路由器 ID如圖15所示。
      R1、R2、R3、R4四臺路由設備的關鍵配置如下:

      R1的關鍵配置


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

      R2的關鍵配置


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

      R3的關鍵配置


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

      R4的關鍵配置


      #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,待網絡穩定后我們來查看一下當前這個廣播網絡的DR和BDR的選舉情況。
      在R1上通過display ospf peer命令查看OSPF的鄰居信息,顯示如圖16所示。
      圖16 R1上通過display ospf peer命令查看OSPF的鄰居信息
      從上述表項可以看出,目前這個廣播網絡已經完成了DR和BRD的選舉,R1是DR,R2是BDR,R3和R4是DRother。這里R1是DR,R2是BDR跟設備的啟動順序也是直接相關的,本例中我們按照R1、R2、R3、R4的順序啟動設備,所以R1和R2首先完成了初始化,自然成為了DR和BDR。
      下面分別在R1、R2、R3和R4上查看OSPF鄰居關系的概要信息。
      圖17 完成DR和BDR選舉后的OSPF鄰居關系的概要信息
      我們可以從圖17的表項中看到:R1/R2和其他三個設備的鄰居關系都是Full,
      而R3和R4之間的OSPF鄰居關系是2-Way狀態。這表示DR/BDR與鄰居間建立的是鄰接關系,
      而DROther之間建立的只是鄰居關系。
      說到這兒,小伙伴們是不是又產生了很多新的疑問?為什么Full就表示鄰接關系,2-Way就表示鄰居關系?鄰居關系和鄰接關系又有什么區別?嘿嘿,咱們還是等第三篇講解鄰居狀態機的時候會詳細展開介紹這些內容。
      江湖小貼士1:如果廣播網絡里只存在DR,但并不存在BDR,這時候網絡是什么狀況?
      我們通過實驗來回答讀者的疑問,我們在R2、R3、R4的接口視圖下配置ospf DR優先級 0命令將設備的DR優先級配置為0,那么這個時候這3臺設備將失去DR和BDR的選舉資格,只能作為DRother,網絡中僅存在一臺具備DR/BDR選舉資格的設備,就是R1。
      配置完成后我們查看OSPF鄰居狀態可以看到,此時DR是R1,BDR顯示為None,即網絡中不存在BDR,如圖18-1所示。
      圖18-1 網絡中只存在DR不存在BDR的情形
      此時我們查看四臺設備的OSPF簡要信息,如圖圖18-2所示,可以看到R2、R3、R4分別和R1建立了鄰接關系(狀態為FULL),而R2、R3、R4之間的鄰居狀態只停留在2-Way的狀態。
      圖18-2 網絡中只存在DR不存在BDR的情形
      實驗過程已經基本看到了這個問題的答案,這里我們總結說明一下:如果在一個多訪問網絡上只有唯一的一臺具有選取資格的路由器相連,那么這臺路由器將成為DR路由器,而且在這個網絡上沒有BDR路由器。其他所有的路由器都將只和這臺DR路由器建立鄰接關系。聰明的讀者此時可能會問另外一個問題,如果這個時候R1故障了,或者失去了DR的資格了呢?請看緊接著的下面第二個小貼士。
      江湖小貼士2如果廣播網絡里不存在DR和BDR,這時候網絡是什么狀況?
      我們同樣用實驗來回答這個問題,我們在上面的基礎上,繼續在R1的接口視圖下配置ospf DR優先級 0命令,讓R1也失去DR/BDR的選舉資格,此時這個廣播網絡中將沒有任何設備具備DR/BDR的選舉資格。如圖19-1所示,DR和BDR字段都顯示None,表示這個網絡中不存下DR和BDR。
      圖19-1 網絡中不存在DR和BDR的情形
      此時我們查看四臺設備的OSPF簡要信息,如圖圖19-2所示,可以看到此時所有的鄰居狀態都只停留在2-Way的狀態,網絡不能建立鄰接關系,各個設備之間不能完成路由信息的交互。
      圖19-2 網絡中不存在DR和BDR的情形
      根據上述實驗,我們可以給出這樣的結論:如果廣播網絡上不存在具備DR/BDR選舉資格的設備,那么這個網絡上將沒有DR或者BDR路由器,而且也不會建立任何鄰接關系。在這種情況下,網絡上所有的路由器的鄰居狀態都將停留在“2-Way”狀態。
      5      尾聲

      殘陽如血。

      寂寥的蒼穹中偶有幾只歸雁飛過,伴隨著一聲聲悠揚的啼鳴在長空中回蕩。

      然而,眼前的一眾人卻無暇他顧,他們都在目不斜視的盯著遠方,每個人臉上都像崩了一根弦,似是那里有著什么擇人而噬的恐怖怪物在等著他們。

      突然,遠方的平線上出現了一個小黑點,緊接著,兩個,三個…….那些黑點越來越多,也越來越大,及至最后匯聚成一列鐵騎,由遠及近呼嘯而來。


      “主公,我們勝了。”


      白袍小將,橫刀立馬。


      軍銜等級:

        管理員

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      2004-5-17
      13#
      發表于 2015-7-27 00:05:00 |只看該作者
      樓主好,圖片最好是本地上傳論壇然后使用,不然容易鏈接丟失的

      軍銜等級:

        一級軍士長

      注冊時間:
      2010-6-24
      14#
      發表于 2015-7-28 16:34:45 |只看該作者
      頂起!

      軍銜等級:

        二級通信軍士

      注冊時間:
      2011-1-26
      15#
      發表于 2015-7-28 20:13:08 |只看該作者
      內行看門道,外行看熱鬧,呵呵,不錯

      軍銜等級:

        二級通信軍士

      注冊時間:
      2011-1-26
      16#
      發表于 2015-7-28 20:22:46 |只看該作者
      恩,提綱挈領,期待下篇

      軍銜等級:

        新兵

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      2015-5-7
      17#
      發表于 2015-7-29 16:43:31 |只看該作者
      厲害

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        新兵

      注冊時間:
      2015-5-7
      18#
      發表于 2015-7-31 16:33:21 |只看該作者
      灰常灰常好

      軍銜等級:

        上等兵

      注冊時間:
      2013-3-27
      19#
      發表于 2015-8-3 22:09:09 |只看該作者
      有才

      軍銜等級:

        新兵

      注冊時間:
      2015-8-8
      20#
      發表于 2015-8-8 17:08:19 |只看該作者
      寫得不錯!

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