5. 12类LSA和SPF计算路由

Posted 2020-12-17 j-chao

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了5. 12类LSA和SPF计算路由相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1.DR/BDR

1.1 采用默认的NBMA，同时HUB设备（R1）成为DR，路由完整，路由的下一跳是分支的IP地址，但是由于分支间没有地址映射，所以无法通信

dis fr map-info

1.2 采用广播，自动发现邻居，照样要使得R1成为DR

[R4-Serial1/0/0]dis ip rou pro ospf //无论是NBMA还是广播，都需要让HUB成为DR，路由的下一跳都是其他分支，所有数据都无法通信

    Route Flags: R - relay, D - download to fib

    Public routing table : OSPF
             Destinations : 8        Routes : 8        

    OSPF routing table status : <Active>
             Destinations : 8        Routes : 8

    Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

          10.1.30.0/24  OSPF    10   49          D   10.1.34.3       Serial2/0/0
          10.1.35.0/24  OSPF    10   49          D   10.1.1.5        Serial1/0/0
          10.1.56.0/24  OSPF    10   96          D   10.1.1.5        Serial1/0/0
        10.10.10.10/32  OSPF    10   49          D   10.1.34.3       Serial2/0/0
           11.1.1.1/32  OSPF    10   48          D   10.1.1.1        Serial1/0/0
           33.1.1.1/32  OSPF    10   49          D   10.1.1.5        Serial1/0/0
           55.1.1.1/32  OSPF    10   48          D   10.1.1.5        Serial1/0/0
           66.1.1.1/32  OSPF    10   96          D   10.1.1.5        Serial1/0/0

    OSPF routing table status : <Inactive>
             Destinations : 0        Routes : 0


[R4-Serial1/0/0]ping 55.1.1.1
  PING 55.1.1.1: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Request time out
    Request time out

  --- 55.1.1.1 ping statistics ---
    2 packet(s) transmitted
    0 packet(s) received
    100.00% packet loss


[R4-Serial1/0/0]ping 10.1.1.5
  PING 10.1.1.5: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out

  --- 10.1.1.5 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    0 packet(s) received
    100.00% packet loss


//解决方案：
		1. 可以购买链路（增加fr映射）
		2. 从技术角度去考虑可以采用p2mp

1.3 采用p2mp

1.3.1 优势：

不需要单播发现邻居
**不需要DR/BDR **
路由的下一跳

[R5-Serial1/0/0]dis ip rou pro ospf

    Route Flags: R - relay, D - download to fib
    Public routing table : OSPF
             Destinations : 9        Routes : 9        

    OSPF routing table status : <Active>
             Destinations : 8        Routes : 8

    Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

           10.1.1.4/32  OSPF    10   96          D   10.1.1.1        Serial1/0/0
          10.1.30.0/24  OSPF    10   145         D   10.1.1.1        Serial1/0/0
          10.1.34.0/24  OSPF    10   144         D   10.1.1.1        Serial1/0/0
        10.10.10.10/32  OSPF    10   145         D   10.1.1.1        Serial1/0/0
           11.1.1.1/32  OSPF    10   48          D   10.1.1.1        Serial1/0/0
           33.1.1.1/32  OSPF    10   1           D   10.1.35.3       GigabitEthernet0/0/0
           44.1.1.1/32  OSPF    10   96          D   10.1.1.1        Serial1/0/0
           66.1.1.1/32  OSPF    10   48          D   10.1.56.6       Serial2/0/0

[R5-Serial1/0/0]ping 44.1.1.1 //数据完成通信
  PING 44.1.1.1: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 44.1.1.1: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=50 ms
    Reply from 44.1.1.1: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 44.1.1.1: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 44.1.1.1: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=10 ms
    Reply from 44.1.1.1: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=30 ms

1.3.2 需要注意的是：

开销COST，100M/BW取整，累计开销：所有发送数据出去的接口的总和，环回接口华为设备不加，思科设备加
P2MP的网络类型每个设备会多出一个标识，即每个设备的物理接口的 /32 的主机路由出现在OSPF路由表中（可能是inactive的路由，HUB上看到分支的32位直连路由是ospf的inactive，分支上看到对端分支的 /32 直连路由是ospf的active）

<R6>tracert -a 66.1.1.1 44.1.1.1
 traceroute to  44.1.1.1(44.1.1.1), max hops: 30 ,packet length: 40,press CTRL_C to break 
 1 10.1.56.5 40 ms  10 ms  10 ms 
 2 10.1.1.1 20 ms  20 ms  30 ms 
 3 10.1.1.4 30 ms  30 ms  30 ms 
<R6>tracert -a 66.1.1.1 10.10.10.10
 traceroute to  10.10.10.10(10.10.10.10), max hops: 30 ,packet length: 40,press CTRL_C to break 
 1 10.1.56.5 30 ms  10 ms  10 ms 
 2 10.1.1.1 20 ms  20 ms  20 ms 
 3 10.1.1.4 30 ms  30 ms  30 ms 
 4 10.1.34.3 30 ms  30 ms  20 ms 
 5 10.1.30.10 40 ms  30 ms  40 ms 

[R4-Serial1/0/0]dis fr map
Map Statistics for interface Serial1/0/0 (DTE)
  DLCI = 401, IP INARP 10.1.1.1, Serial1/0/0
    create time = 2018/06/07 15:11:25, status = ACTIVE
    encapsulation = ietf, vlink = 1, broadcast

1.3.3 额外的一点东西

[SW1]int lo0
[SW1-LoopBack0]ip address 10.10.10.10 16


<R6>dis ip routing-table protocol ospf   //更新到其他设备显示为主机路由
    10.10.10.10/32  OSPF    10   193         D   10.1.56.5       Serial2/0/0


[SW1-LoopBack0]ospf network-type broadcast 

<R6>dis ip routing-table protocol ospf
Route Flags: R - relay, D - download to fib
Public routing table : OSPF
         Destinations : 11       Routes : 11       
OSPF routing table status : <Active>
         Destinations : 11       Routes : 11
Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

       10.1.1.1/32  OSPF    10   96          D   10.1.56.5       Serial2/0/0
       10.1.1.4/32  OSPF    10   144         D   10.1.56.5       Serial2/0/0
       10.1.1.5/32  OSPF    10   48          D   10.1.56.5       Serial2/0/0
      10.1.30.0/24  OSPF    10   193         D   10.1.56.5       Serial2/0/0
      10.1.34.0/24  OSPF    10   192         D   10.1.56.5       Serial2/0/0
      10.1.35.0/24  OSPF    10   49          D   10.1.56.5       Serial2/0/0
      10.10.0.0/16  OSPF    10   193         D   10.1.56.5       Serial2/0/0 //成为16位路由
       11.1.1.1/32  OSPF    10   96          D   10.1.56.5       Serial2/0/0
       33.1.1.1/32  OSPF    10   49          D   10.1.56.5       Serial2/0/0
       44.1.1.1/32  OSPF    10   144         D   10.1.56.5       Serial2/0/0
       55.1.1.1/32  OSPF    10   48          D   10.1.56.5       Serial2/0/0
       

环回接口华为不管掩码多少，更新到其他设备显示为 32位 的主机路由，改为 broadcast 才能看到其原来的掩码，思科改为p2p就可以
华为设备环回接口默认p2p， 思科设备默认host

1.4 思考题：

//在区域15上，基于以上配置，请使用最少命令确保SW3的vlan15成为DR
此时优先级一样，RID大的SW3成为 DR

//尽量不要使用优先级为0，如果优先级为0，没有备份，如果DR失效，邻居关系处于2-way

[SW3-Vlanif15]ospf dr-priority 0 //区域15都为0
[R5-GigabitEthernet0/0/2]dis ospf peer bri

         OSPF Process 1 with Router ID 5.5.5.5
                  Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------

 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 0.0.0.0          Serial1/0/0                      0.0.0.1          Full        
 0.0.0.15         GigabitEthernet0/0/2             0.0.0.1          2-Way       
 0.0.0.15         GigabitEthernet0/0/2             13.13.13.13      2-Way       
 0.0.0.35         GigabitEthernet0/0/0             33.1.1.1         Full        
 0.0.0.56         Serial2/0/0                      0.0.0.6          Full        



[SW3-Vlanif15]dis ospf peer brief 

         OSPF Process 1 with Router ID 13.13.13.13
                  Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------

 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 0.0.0.15         Vlanif15                         0.0.0.1          2-Way       
 0.0.0.15         Vlanif15                         5.5.5.5          2-Way 
 
 
 
[R1-GigabitEthernet0/0/1]dis ospf peer bri

         OSPF Process 1 with Router ID 0.0.0.1
                  Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------

 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 0.0.0.0          Serial1/0/0                      0.0.4.4          Full        
 0.0.0.0          Serial1/0/0                      5.5.5.5          Full        
 0.0.0.15         GigabitEthernet0/0/1             13.13.13.13      2-Way       

 0.0.0.15         GigabitEthernet0/0/1             5.5.5.5          2-Way       

[SW3]dis ip routing-table protocol ospf

学习LSA，切入点：

通告者（产生LSA的设备）
通告的范围
功能和内容

域内路由   1、2类LSA
域间路由   3类LSA
外部路由   4、5类LSA
特殊区域   7类LSA

2. 1类和2类LSA

2.1 1类LSA和链路类型（link type）

通告者（产生LSA的设备）：任何一台设备。误区：只有区域0的设备才会产生1类LSA
通告的范围：区域内部
功能和内容：产生拓扑信息和路由信息

拓扑信息（链路类型是传输网络/p2p）：通过什么形式（多点还是点到点）连接到了邻居
路由信息（链路类型是末节网络）：即需要计算的路由

<R6>dis ospf lsdb router self-originate //本设备产生的1类LSA

         OSPF Process 1 with Router ID 0.0.0.6
                         Area: 0.0.0.56
                 Link State Database 

  Type      : Router 	//1类LSA
  Ls id     : 0.0.0.6 	//RID
  Adv rtr   : 0.0.0.6 	//RID
  Ls age    : 185 
  Len       : 60 
  Options   :  E  
  seq#      : 80000010 
  chksum    : 0xdcf6
  Link count: 3

   * Link ID: 66.1.1.1	 //接口的网络    
     Data   : 255.255.255.255 	//网络的掩码
     Link Type: StubNet 	// 末节网络，代表路由信息（66.1.1.1/32   接口IP）    
     Metric : 0			 // 66.1.1.1/32的度量是0
     Priority : Medium 		// SPF算法计算的优先级别为中级！

   * Link ID: 5.5.5.5      
     Data   : 10.1.56.6    
     Link Type: P-2-P //代表的拓扑信息，连接5.5.5.5这个设备的地址是10.1.56.6，开销是48
     Metric : 48

   * Link ID: 10.1.56.0    
     Data   : 255.255.255.0 
     Link Type: StubNet  
     Metric : 48      // 10.1.56.0/24这条路由的开销为48    
     Priority : Low //SPF算法计算的优先级别为低级！
     
     


<SW3>dis ospf lsdb router self-originate 

         OSPF Process 1 with Router ID 13.13.13.13
                         Area: 0.0.0.15
                 Link State Database 
                 
  Type      : Router
  Ls id     : 13.13.13.13
  Adv rtr   : 13.13.13.13  
  Ls age    : 442 
  Len       : 48 
  Options   :  E  
  seq#      : 8000001a 
  chksum    : 0xb59d
  Link count: 2

   * Link ID: 10.1.15.3 		//DR的地址   
     Data   : 10.1.15.3			 //自己的地址
     Link Type: TransNet 	//代表的一个多点接入网络，网络中的 DR 的10.1.15.3,没有掩码信息和网络，这个掩码信息从哪里获得呢？这个多点接入网络链接什么设备呢？暂时都不知道   
     Metric : 1
     
   * Link ID: 13.13.13.13  
     Data   : 255.255.255.255 
     Link Type: StubNet      
     Metric : 0 
     Priority : Medium



//链路类型不能完全等同于网络类型，只能说有关联性。
	Point-to-Point：描述一个从本路由器到邻居路由器之间的点到点连接，属于拓扑信息
	TransNet：描述一个从本路由器到一个Transit网段（例如NBMA网段或者MA网段）的；连接，属于拓扑信息
	SubNet：描述一个从本路由器到一个Stub网段（例如Loopback接口） 的连接，属于路由信息

2.2 华为设备网络类型不一致导致的问题

同一区域内所有设备的LSA需要相同

广播+点到点 邻居OK，但是由于拓扑信息不一致导致LSA不同步，无法计算路由
**广播+点到点 ** 修改hello时间一致，邻居OK，但是由于拓扑信息不一致导致LSA不同步，无法计算路由
NBMA+点到点 无法建立邻居，华为设备上NBMA只能和NBMA建立邻居
点到点+点到多点 修改时间一致，邻居OK，同时都不需要DR，LSA和拓扑一致，可以计算路由

2.3 2类LSA

1类中的传输网络信息不完整，需要借助2类LSA的信息

通告者（产生LSA的设备）：DR设备

通告的范围：区域内部

功能和内容：表明DR所在网络链接了哪些设备以及这个接口所在的网络和掩码信息（而且要求掩码一致）

<SW3>dis ospf lsdb network self-originate 

         OSPF Process 1 with Router ID 13.13.13.13
                         Area: 0.0.0.15
                 Link State Database 

  Type      : Network
  Ls id     : 10.1.15.3 //DR地址
  Adv rtr   : 13.13.13.13 //DR设备的RID
  Ls age    : 930 
  Len       : 36 
  Options   :  E  
  seq#      : 80000012 
  chksum    : 0xa208
  Net mask  : 255.255.255.0 //掩码，要求这个多点接入网络统一掩码
  Priority  : Low
     Attached Router    13.13.13.13 //这个多点接入网络链接了SW3、R1和R5
     Attached Router    0.0.0.1
     Attached Router    5.5.5.5

2.4 SPF算法

两大步骤：

1.构建SPF树
	通过 1类 和 2类 LSA拓扑信息搭建骨骼 
2.计算最优路由
	再通过基于 1类 和 2类 LSA的路由信息计算路由

作业：

修改区域0的网络，使得全网通信，请配置区域15，使用最少命令使得SW3成为DR！

以上是关于5. 12类LSA和SPF计算路由的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

OSPF多区域配置；骨干区域与非骨干区域；ABR边界路由器；LSA和SPF算法

八路由详细介绍之动态路由OSPF（重点）

OSPF的防环机制

HCNA-RS笔记-20171112-day05

OSPF理论介绍

假装网络工程师12——ospf中的特殊区域及6,7类lsa详解