了解CCNP

CCNP以交换路由为主,并介绍SDN,思科的产品为Cisco DNA。

考试为140分钟,1000分满分,白给300分,850分算过。

OSPF是什么

OSPF属于链路状态协议。按照算法分类,OSPF为代表的链路状态协议,RIP为代表的距离矢量协议。另外,IGRP和EIGRP是思科的自有协议。BGP是同时利用了上面提到的距离矢量和链路状态协议。距离矢量协议就是走距离最短的,链路状态就是走带宽最宽的。OSPF则支持等价负载均衡。

Open Shortest Path First Protocol即开放式最短路径协议。IPv4有单播、广播、组播。IPv6有单播、组播、任意播。

在IPv4的单播环境中,动态路由协议一共有6种。即RIPv1、RIPv2、OSPFv2、IGRP内部网关路由协议、EIGRP增强型内部网关路由协议、IS-IS(华为和华三在用思科弃用)、BGPv4(支持IPv4)、MP-BGP多协议BGP(支持IPv6)、SR段路由(Segment Routing对MPLS的升级版本,最早由思科开发)。

在IPv4的组播环境中,有PIM、IGMP、CBT、DVMRP、MOSPR等。(对于CCNP考试没有特别重要)

单播动态路由协议,按照使用环境进行分类:

  1. 内部网关路由协议 – IGP
    1. RIP(运行该协议的路由器最多不能超过16台,即最多15跳。16跳将被标记为不可到达。只会在一个路由器上产生一个表)
    2. OSPF(没有路由器个数的限制,因此也被称为无限广大协议。需要三张表)
    3. IGRP(支持非等价和等价负载均衡)
    4. EIGRP(支持非等价和等价负载均衡)
    5. IS-IS
  2. 外部网关路由协议 – EGP
    1. BGPv4

工作在单一自治系统内部的协议为内部网关协议,用于连接不同自治系统的协议是外部网关协议。自治系统就是执行同一套同一路由策略的一组网络设备的组合。

当所有的路由器使用完全相同的路由表,我们称之为收敛状态。如果其中一个路由器的表(条目)发生了变化,我们称之为抖动状态。

因为OSPF没有路由器的个数限制,所以如果在一个大型网络中,路由表不断变化,整个网络会一直处于抖动状态。因此OSPF引入了一个概念,即“区域”。将抖动的范围控制在规定的区域内。每个区域最多255台。但是有一个Area 0,即骨干区域,有的路由器在区域内的叫内部路由器,如果刚好在Area 0中的路由器则叫骨干路由器。在不同的区域的边界的路由器称之为边界路由器-ABR,负责将某区域的信息发送给另一个区域,若没有ABR相连,则没有网络通信。

链路状态协议的特点是路由器两两相连并交换链路信息,以此找到最佳路径。OSPF要求必须选出一个Router ID,这个路由器ID是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的ID。

小知识:掩码为32或255.255.255.255的地址一般就是路由器地址。就是为了给路由器起个名。

OSPF需要三张表:

  1. 邻接关系表
    1. 列出每台路由器建立的邻接关系的邻接路由器的路由器ID。
  2. 链路状态数据库
    1. 全网拓扑结构
  3. 路由表
    1. 通过算法计算出的最佳路径

对于OSPF来说,最重要的就是路由器和邻居建立邻接关系。先建立关系再有邻接关系表,才能收到全网拓扑结构,最终能计算出最佳路径。

为了能够建立邻接关系,需要五种状态和七种报文。

注释:DBD == Database Description。LSR == Link State Request。LSU == Link State Update。

想建立邻接关系要满足:

  1. 在同一个区域
  2. 同一区域路由器必须交换相同的验证密码
  3. Hello Interval和Dead Interval,即时间间隔相同。
  4. Stub区域标记

OSPF会选择DR和BDR。DR是指定路由器,可以理解为班长。所有路由器与DR相连。BDR是副班长,即Backup DR。其他的路由器叫DR others。选DR的依据是优先级。路由器开启了OSPF的时候会自动生成优先级,值为1。然后根据路由器ID。如果班长和副班长都挂了,则在剩余的路由器中重新选举。如果指定某路由器的优先级为255,则不需要选举,直接当DR。如果指定某路由器的优先级为0,则也不需要选举,且永远不会为DR。

OSPF的cost值用来衡量最优路径,cost计算是通过100Mb除以带宽,即10的8次方除以带宽。最小值为1,且只取整数。因此,即使是万兆网,cost也是1。

OSPF的hello包组播地址为224.0.0.5,这个是固定的,所有的厂家都是这个地址。组播更新:224.0.0.6

OSPF多区域

多区域可以帮助改善网络的可扩展性快速收敛

注释:圈内的叫内部路由器,Area 0里面的也叫做骨干路由器。两个圈中间的边界路由器ABR。下面连接AS的路由器叫做ASBR,即自治系统边界路由器。

OSPF可以简单地分为两大区域:

  1. 骨干区域
  2. 非骨干区域
    1. 标准区域
      1. 学习域内路由
      2. 学习域间路由
      3. 学习域外路由
    2. 末节区域 – Stub
      1. 学习域内路由
      2. 学习域间路由
    3. 完全末节区域 – Totally Stubby
      1. 只学习域内路由
      2. 仍然可以与其他区域的路由通信
    4. 非纯末节区域 – NSSA
      1. 学习域内路由
      2. 学习域间路由
      3. 仅学习来自本区域的外部路由
    5. 非纯完全末节区域
      1. 学习域内路由
      2. 仅学习来自本区域的外部路由
      3. 仍然可以与其他区域的路由通信

小知识:区域内也可以没有路由。

小知识:末节区域的路由也被称为叶子节点。Leaf node。

小知识:路由表可能很庞大,表越大,查询越慢。因此上述的种类都是在根据企业需求减少路由表大小,增加效率。

OSPF链路状态数据库

LSA – 链路状态通告 – 假设现在有DR Other 01更新了一个路由条目,他将更新发送到224.0.0.6。然后DR和BDR收到更新,将信息放到224.0.0.5,以此告知其他的DR Others。所谓LSA,一种LSA是DR Other发送的,另一种是DR发送的。这两种LSA是不一样的。常见的LSA有6种类型。

可以看到上表中没有Type6,Type6用于组播。以上用于单播。

Type1:最常见的,只要是运行OSPF的路由器,就会发出这种LSA。因为建立邻接关系用的就是这种。

Type2:在上面的例子,DR发送到224.0.0.5的通告就是这种LSA。相当于中介帮助other互相认识。

Type3:由ABR边界路由器发出,将两个区域内的路由条目相互传输。

Type4:当ABR需要把ASBR的路由器ID发送给其他路由器的时候,就一定会发送这种LSA。简单地说,就是告诉内部路由器谁是ASBR(IP地址)。

Type5:与Type4类似,但是发送的是外部路由的信息。

Type7:只会在NSSA区域内部存在,当这个通告发送掉骨干路由后,骨干区域的路由的类型变成Type5。

小知识:虚链路 virtual link,配置虚链路可以使 没有直接连接骨干的非骨干区域 通过另一个相邻的非骨干区域连接。原理:让同时连接骨干区域和非骨干区域的 非骨干区域的 两个ABR虚拟成一个路由器。

小知识:双向重发布 redistribute,配置双向重发布可以帮助外部区域的AS获得当前AS的路由信息。

外部路由有两种:

  1. E1
    1. 计算包括内部路由的cost和外部路由的cost相加。
    2. 内部路由到ASBR的cost + ASBR到外部路由的cost。
  2. E2
    1. 只计算外部路由的cost。

小知识:非骨干区域1可以有无数个,但是骨干区域0,即使有两个被一个非骨干区域分隔开,使用虚链路技术,让两个骨干区域0在逻辑上相当于一个骨干区域。

小知识:虽然关闭了外部接口,但是系统还是会认为ASBR是ASBR,因此要删掉ASBR上面的外部协议,ASBR就变成了内部路由了。

小知识:非骨干区域的下面五种,因为是省路由表空间的,因此,只要满足需求就可以尽量的使用各种末节区域技术。

小知识:当设置一个区域的区域类型时,需要在所有区域内的路由进行设置,不能仅设置ABR。

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