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解析什么是数据中台:企业数字化转型的核心引擎

作者:BSXY_19计科_陈永跃
BSXY_信息学院
注:未经允许禁止转发任何内容

OSPF协议全面学习笔记

1、OSPF基础

  • IGP(内部网关协议)分为距离矢量和链路状态两种。
  • RIP是基于距离矢量算法的路由协议,应用下大型网络中存在收敛速度慢,度量值不科学,扩展性差等问题。最多15跳,16跳为不可达,cost基于跳数。
  • IETF提出了基于SPF(最短路径优先)算法的链路状态路由协议OSPF,弥补了距离矢量路由的诸多不足。

技术背景:
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大型网络下的需求:

  • 网络规模扩大
  • 网络可靠性要求提高(设备可靠性和链路可靠性)(OSPF可以在复杂的链路中进行最优选路)
  • 网络异构化趋势加剧(设备可能不一致)(尽可能使用开放性技术)

链路状态对应距离矢量的改进:
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如何解决RIP的问题?

RIP的问题优化或解决的方式
收敛慢,故障恢复时间长“收到更新>计算路由>发送更新"改为"收到更新>发送更新>计算路由”
缺少对全局网络的了解路由器基于拓扑信息,独立计算路由
最多有效跳数为15不限制跳数
存在选择次优路由的风险将路由带宽作为选路参考值

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OSPF工作流程: 建立邻居-同步链路状态-SPF-放置路由表。通过lsdb掌握全网的拓扑结构

  • 总结来说就是建立邻居,互相交互lsa,建立lsdb数据库,这样子每个设备都能拿到完整路由拓扑,最后以自己为中心,计算到各个路由之间的最佳路径,置于路由表。(存在路由器的路由即最优 )
    在这里插入图片描述
  • 邻居交互完成后,了解了拓扑结构(lsa交互完成),拿到了lsa也就构建了lsdb数据库(同一个区域里的路由lsdb就应该一致)。最后使用SPF算法计算最优路由(生成带权有向图 )
  • 带权有向图:(有向代表双向,也就是设备与设备之间是互相知道的)
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  • 流程图
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OSPF的基本工作原理:
OSPF Rrouter-id:用于自治系统中唯一标识一台运行OSPF的设备,每台运行OSPF的设备只有一个Router-id
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建立邻居:OSPF设备之间在交换链路状态信息之前,首先需要彼此建立邻居关系,通过Hello报文实现邻居交互
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链路状态信息:

  • 链路的类型:多路访问,非多路访问,点到点,帧中继

  • 接口IP地址及掩码

  • 链路上所连接的邻居路由器

  • 链路的带宽(开销)…

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LSDB同步:

  • Exstart 状态会根据DD数据报文选举主仆关系Master和Slave(只根据Router ID 大的为主),选举完成后,Slave接下来会听Master的指挥

  • DD数据报文包含了lsa的摘要信息(全部)

  • Lsr请求的是某个lsa头部信息,lsu回复包含了完整的lsa信息

  • lsack就是对lsu的确认(如果没有确认,lsu会周期性重传,多次没有回应会down)
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状态机制:

  • Full,down,2-way,属于稳定状态剩下是过渡状态,不可能永久停留,停留表示有问题
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OSPF数据作用类型:

数据类型作用
Hello建立邻居和后期维护邻居关系,hello包间隔时间,10秒钟发送一个hello包,如果40秒内收不到邻居路由hello,会判定邻居路由挂掉,会清除目标邻居路由的全部信息
Data base description (DBD)LSDB的摘要(仅包含LSA头部)简略的链路数据库列表,用于对比。邻居建立过程才有DBD数据包,建立完成后则没有了。
通过第二阶段数据包来进行比较,各自设备有哪些路由,然后在进行信息交互(LSA泛洪)
DBD的数据包有两个阶段,开头设备各自发一个,不包含实际内容。DBD第二个阶段,包含了一个LSA-type,这个LSA的数据并不完整,只包含(类型,id ,宣告者)
Link state Request (LSR)请求LSR(某个lsa头部信息),邻居建立完成后就没有LSR数据包,触发有机制触发
Link state update (LSU)发送LSA,(根据邻居路由请求LSA给予回复)
触发式更新:有增删改会发送更新。
注:LSU数据包里面就包含了LSA。
Link state acknowledgment (LSAck)对LSU进行确认。(通过目标设备发送的序列号,再次发送回去进行确认)
给邻居路由发送一个请求,需要邻居路由给予回应,否则会进行重传, 重传到一定次数,还没有回应,会进行down

OSPF参考度量值:

  • 接口开销=参考带宽/实际带宽。参考带宽默认=100Mbps

  • 更改开销的两种方式:在接口直接配置; 修改参考带宽值(所有设备需要一致,否则选路不一致)

  • 到目标所有的出站接口的Cost值累加(数据方向)(一般都是数据方向,也就是看出口计算)

  • 到本路由器沿途所有入站接口的Cost值累加(路由方向)

  • 注:从邻居学到一条路由。路由分为数据方向和路由方向

路由方向:当邻居路由发送一条路由给我时,会累计接收时端口的开销。

数据方向:当学到邻居的路由时,我要去往这条路由时,会计算我发出时的接口开销。

  • 注:不管是数据方向还是路由方向,他其实说的就是我们去往邻居路由时的一个计算方式。而不是说要去计算我们本身存在的路由

  • 总结:邻居发一条路由给你时,你接收时端口的开销是多少,那么去这台路由时发出的端口开销就是多少
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网络类型:

MA网络中问题:

2、DR与BDR

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  • 邻接状态,一定是邻居。但是邻居状态不一定是邻接
  • DR和BDR,Drouter 之间都保持领接关系(full)
  • Drouter 之间保持邻居关系(2-way)

3、OSPF多区域

随着网络规模的不断扩大,结构也越来越复杂,路由器完成路由计算所消耗的资源也就越多。

而且,网络发生故障的可能性也随之增加,(区域内网络越复杂,越容易出问题)。如果区域内某处发生故障,整个区域内的路由都要重新计算,这也会大大增加路由器的负载,降低网络运行的稳定性。

OSPF单区域过大可能带来的问题:

解决方案:

区域划分: 将一个大网络划分为多个相互连接的小网络。每个区域内的设备只需要同步所在区域内的sdb,一定程度上降低路由器内存及CPU资源的消耗

  • 一个接口(网络地址)只能在一个区域内进行宣告,不能冲突

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域间路由防环: (区域内依靠SPF算法,不会有环路,而区域间可能会存在环路)


三类LSA传递规则

4、虚链路Vlink

由于网络设计,规划,升级,合并,改造,或者不可抗拒等因素,造成不规范区域架构,最终导致路由学习不完整:

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解决的办法是虚连接:

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  • 通过虚连接,虚连接配置后,两个ABR之间会建立一个单播的邻居,两台ABR路由器之间直接传递OSPF报文信息(不会传递到区域内),两者之间的OSPF设备只是起到一个转发报文的作用

虚链路配置:

  • 虚连接的另外一个作用提供冗余的备份链路。当骨干区域因链路故障将被分隔时,通过虚连接仍然可以保证骨干区域在逻辑上的连通性
  • 虚连接可以看成扩展的骨干区域,在逻辑上生效。

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5、OSPF报文

OSPF报文结构:

OSPF报文类型:

Hello保定时器:

网络类型Hello间隔Dead时间
Broadcast1040
P2P(点到点)1040
NBMA(非广播多路泛洪)30120
P2MP(点到多点)30120
Virtual link (基于实际接口)基于实际接口基于实际接口

6、LSA结构

OSPF内部路由指的就是所有的一个OSPF进程下的网络,那么也就是说,不管有多少区域,都在这个进程下讨论,不管是区域内还是区域间,都算内部,这个内部单独指OSPF进程的内部,不同进程的叫做外部。不同路由协议也算外部

LSA结构:

1、一类/二类LSA(Router-LSA/Network-LSA)

每种不同类型的LSA包含的内容都是不同的

type名称描述
1Router-LSA每一个路由器都会生成。描述某区域内路由器端口链路状态的集合。只在所描述的区域内泛洪。
2Nework-LSA由DR生成。描述多路访问网络上所连接路由器的列表。只在该网络所属的区域内泛洪。

Router-LSA

Network-LSA

更新完善中…

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