网络运维学习笔记(DeepSeek优化版) 024 HCIP-Datacom OSPF域内路由计算

news2025/4/1 23:47:33

文章目录

  • OSPF域内路由计算:单区域的路由计算
    • 一、OSPF单区域路由计算原理
    • 二、1类LSA详解
      • 2.1 1类LSA的作用与结构
      • 2.2 1类LSA的四种链路类型
    • 三、OSPF路由表生成验证
      • 3.1 查看LSDB
      • 3.2 查看OSPF路由表
      • 3.3 查看全局路由表
    • 四、2类LSA详解
      • 4.1 2类LSA的作用与生成条件
      • 4.2 2类LSA的字段解析
      • 4.3 拓扑与路由信息的对应关系
    • 五、OSPF关键操作命令
      • 5.1 常用查看命令
      • 5.2 路由表验证示例
    • 六、SPF算法与LSDB关系
      • 6.1 拓扑计算流程
    • 七、核心机制总结
      • 7.1 OSPF链路状态生成规则
      • 7.2 1类LSA链路类型解析
      • 7.3 2类LSA核心特性

OSPF域内路由计算:单区域的路由计算

一、OSPF单区域路由计算原理

当路由器运行OSPF进程并将接口宣告进OSPF后,接口会生成 LS(Link State,链路状态) ,把LS封装在LSA中,形成链路状态通告信息。
链路状态包含以下关键信息:

  • 接口的IP地址和子网掩码
  • 链路开销(Cost)
  • 邻居路由器的Router ID

每个路由器在直连的每个区域内都会生成 1类LSA(Router LSA) ,用于描述该区域内直连接口的链路状态信息,且仅在本区域内泛洪


二、1类LSA详解

2.1 1类LSA的作用与结构

  • 作用:描述路由器自身的直连链路状态。
  • 关键字段
[R4]display ospf lsdb       
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
   Link State Database
                Area:0.0.0.0
Type           LinkState ID         AdvRouter           Age     Len       Sequence        Metric
Router         1.1.1.1              1.1.1.1              4       36       80000001         1562
[R4]display ospf lsdb router 1.1.1.1       #查看1类lsa的详细内容。router代表要查看1类LSA:Router LSA
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
        Area:0.0.0.0
    Link State Database
Type          : Router             #LS类型:1类LSA(Router LSA)
Ls id         : 1.1.1.1            #LSA的名字。1类LSA中为该路由器的router-id
Adv rtr       : 1.1.1.1            #通告者:1类LSA中为LSA的始发者的router-id
Ls age        : 312                #老化时间
Len           : 36                 #报文长度
Options       :  E                 #特殊区域标识
seq#          : 80000001           #序列号
chksum        : 0x20fc             #校验和

2.2 1类LSA的四种链路类型

  • StubNet :用于描述一条路由信息(叶子)
Link ID : 1.1.1.1             #用于描述这条路由信息的网络号   
Data    : 255.255.255.255     #用于描述这条路由信息的网络掩码
Metric  : 0                   #用于描述该路由器到达这个目的网络的开销值
  • P-2-P : 用于描述直连链路上网络类型为P2P或者P2MP的邻居(树干)
Link ID : 2.2.2.2             #用于描述该邻居路由器的router-id  
Data    : 12.1.1.1            #用于描述本路由器链接该邻居的接口IP地址 
Metric  : 1562                #用于描述本路由器到达该邻居的开销值
  • TransNet :用于描述直连链路上网络类型为广播或者NBMA的邻居
Link ID : 192.168.1.4         #用于描述伪节点信息,使用DR的接口IP地址来充当
Data    : 192.168.1.2         #用于描述自身直连的伪节点的接口IP地址
Metric  : 1                   #用于描述本路由器到达伪节点的开销值
  • Virtual :用来描述vlink虚链路上的邻居信息
Link ID : 2.2.2.2             #用于描述该邻居路由器的router-id
Data    : 34.1.1.4            #用于描述本路由器链接该邻居的接口IP地址
Metric  : 2                   #用于描述本路由器到达该邻居的开销值

三、OSPF路由表生成验证

3.1 查看LSDB

[R4]display ospf lsdb
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
Link State Database
Area:0.0.0.0
Type LinkState ID AdvRouter Age Len Sequence Metric
Router 1.1.1.1 1.1.1.1 4 36 80000001 1562

3.2 查看OSPF路由表

[R1]display ospf routing     #查看一下ospf的路由表信息,可以看到利用spf算法算出了3条路由
        OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
               Routing Tables
Routing for Network
Destination         Cost     Type            Nexthop       AdvRouter             Area
1.1.1.1/32          0        Stub            1.1.1.1       1.1.1.1               0.0.0.0
12.1.1.0/24         1562     Stub            12.1.1.1      1.1.1.1               0.0.0.0
2.2.2.2/32          1562     Stub            12.1.1.2      2.2.2.2               0.0.0.0
Total  Nets : 3
Intra  Area : 3   Inter Area : 0          ASE : 0       NSSA : 0
[R1]display ip routing-table        #可是只有一条加表,因为另外两条路由是直连胜出。
Route Flags : R  - relay , D – download to fib
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Routing tables : Public
           Destinations : 7                Routes : 7
Destination/Mask         Proto       Pre       Cost        Flags   Nexthop            Interface
   1.1.1.1/32            Direct      0         0            D      127.0.0.1          LoopBack0
   2.2.2.2/32            OSPF        10        1562         D      12.1.1.2           Serial0/0/0
  12.1.1.0/24            Direct      0         0            D      12.1.1.1           Serial0/0/0
  12.1.1.1/32            Direct      0         0            D      127.0.0.1          Serial0/0/0
  12.1.1.2/32            Direct      0         0            D      12.1.1.2           Serial0/0/0
  127.0.0.0/8            Direct      0         0            D      127.0.0.1          InLoopBack0
  127.0.0.1/32           Direct      0         0            D      127.0.0.1          InLoopBack0

3.3 查看全局路由表

[R1]display ip routing-table protocol ospf          
Route Flags : R  - relay , D – download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : OSPF
           Destinations : 1                Routes : 1
OSPF routing table status : <Active>
           Destinations : 1                Routes : 1
Destination/Mask         Proto       Pre       Cost        Flags   Nexthop            Interface
   2.2.2.2/32            OSPF        10        1562         D      12.1.1.2           Serial0/0/0
OSPF routing table status : <Inactive>
           Destinations : 0                Routes : 0

四、2类LSA详解

4.1 2类LSA的作用与生成条件

  • 作用:描述广播网络中 伪节点(DR) 的信息,包含网络掩码和连接的实节点(路由器)列表。
  • 生成条件:仅在网络类型为广播/NBMA且存在DR的链路中生成。
  • 核心特性
    • 伪节点到所有实节点的开销值为 0
    • 同时包含 拓扑信息(树干)路由信息(叶子)

4.2 2类LSA的字段解析

[R1]display ospf lsdb network 192.168.1.2
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
        Area:0.0.0.0
    Link State Database
Type          : Network             #LS类型:2类LSA(Network LSA)。用来描述伪节点的信息
Ls id         : 192.168.1.2         #LSA的名字。2类LSA中使用DR接口的IP地址充当
Adv rtr       : 2.2.2.2             #通告者:2类LSA中使用DR接口所在路由器的router-id充当
Ls age        : 263                 #老化时间
Len           : 36                  #报文长度
Options       :  E                  #特殊区域标识
seq#          : 80000003            #序列号
chksum        : 0x5c5f              #校验和
Net mask      : 255.255.255.0       #网络掩码:2类LSA不仅描述邻居信息(树干),同时还描述一个路由信息(叶子)
Priority      : Low                 #优先级
      Attached Router    2.2.2.2
      Attached Router    3.3.3.3                   #用于描述该伪节点直连的邻居信息(树干)
      Attached Router    4.4.4.4

4.3 拓扑与路由信息的对应关系

信息类型描述内容实现方式
树干信息邻居关系(拓扑)Attached Router字段
叶子信息网络路由(子网)Net mask字段与Ls id组合计算

五、OSPF关键操作命令

5.1 常用查看命令

<AR1>display ospf lsdb           #查看OSPF数据库
<AR1>display ospf lsdb router 1.1.1.1       #查看1类LSA具体信息 
<AR1>display ospf lsdb network 192.168.1.2     #查看2类LSA具体信息
<AR1>display ospf routing   查看SPF算法计算出的最优路由,这个表中的最优路由会拿去经过加表原则选择,加入全局路由表ip routing-table
<AR1>display ip routing-table   #这里面是所有经过加表原则pk后胜出的路由

5.2 路由表验证示例

[R1]display ospf routing          #验证SPF树
        OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
               Routing Tables
Routing for Network
Destination         Cost     Type            Nexthop       AdvRouter             Area
12.1.1.0/24         1        Transit        12.1.1.1      1.1.1.1               0.0.0.0
13.1.1.0/24         1562     Stub           13.1.1.1      1.1.1.1               0.0.0.0
23.1.1.0/24         2        Transit        12.1.1.2      5.5.5.5               0.0.0.0
24.1.1.0/24         1563     Stub           12.1.1.2      2.2.2.2               0.0.0.0
45.1.1.0/24         1564     Stub           12.1.1.2      5.5.5.5               0.0.0.0
Total  Nets : 5
Intra  Area : 5   Inter Area : 0          ASE : 0       NSSA : 0
[R1]display ip routing-table protocol ospf     #经过加表原则的选择,只剩下3个路由能够加表
Route Flags : R  - relay , D – download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : OSPF
           Destinations : 3                Routes : 3
OSPF routing table status : <Active>
           Destinations : 3                Routes : 3
Destination/Mask         Proto       Pre       Cost        Flags   Nexthop            Interface
   23.1.1.0/24           OSPF        10        2            D      12.1.1.2           GigabitEthernet0/0/0
   24.1.1.0/24           OSPF        10        1563         D      12.1.1.2           GigabitEthernet0/0/0
   45.1.1.0/24           OSPF        10        1564         D      12.1.1.2           GigabitEthernet0/0/0

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

六、SPF算法与LSDB关系

6.1 拓扑计算流程

  1. 收集所有1类LSA(实节点信息)和2类LSA(伪节点信息)
  2. 构建网络拓扑图(树干连接关系)
  3. 计算最短路径树(SPF树)
  4. 生成叶子路由条目
  • 尝试使用SPF算法,根据LSDB,推演出最短路径树干以及叶子信息
    SPF树生成示意图
  • 这时需要用到一个表(具体使用方法略),就可以画出SPF树了
    网络拓扑示例
    路由表映射

七、核心机制总结

  1. 1类LSA的泛洪范围:仅在宣告接口所属的区域内传播。
  2. SPF算法作用:根据LSDB中的拓扑信息,计算到达所有网络的最短路径树。
  3. 路由表生成逻辑:通过整合1类LSA中的链路状态信息,生成区域内精确的直连和邻居路由条目。

7.1 OSPF链路状态生成规则

  1. 接口状态生成

    • 当路由器接口启用OSPF并宣告进进程后,自动生成 链路状态(LS) ,包含:
      ✅ 接口IP地址/子网掩码
      ✅ 链路开销(Cost)
      ✅ 邻居路由器Router ID
  2. LSA生成逻辑

    • 单区域:每台路由器生成1个1类LSA,描述本区域直连接口状态
    • 多区域:每台路由器在每个直连区域生成1个1类LSA,仅在该区域内泛洪

7.2 1类LSA链路类型解析

链路类型应用场景描述内容关键字段示例
StubNet直连网段路由信息(叶子)Link ID=网络号,Metric=0
P-2-P点对点/点对多点链路直接邻居拓扑(树干)Link ID=邻居Router ID
TransNet广播/NBMA网络伪节点连接关系(树干)Link ID=DR接口IP
Virtual虚链路(Vlink)跨区域虚连接信息Data=虚链路本地接口IP

7.3 2类LSA核心特性

  • 生成条件:广播网络中存在DR时自动生成
  • 双重描述
    🔹 邻居信息:通过Attached Router字段描述伪节点连接的实节点(树干)
    🔹 路由信息:通过Ls id + Net mask描述网络号(叶子)
  • 开销规则:伪节点到所有实节点的开销值固定为 0

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原文链接&#xff1a;https://tecdat.cn/?p41214 分析师&#xff1a;Zhiheng Lin 在数字时代&#xff0c;电影产业的数据分析已成为洞察市场趋势与用户偏好的重要工具。本专题合集聚焦印度电影市场&#xff0c;通过IMDb数据集&#xff08;IMDb Movies Dataset&#xff09;的深…

扭蛋机小程序开发,潮玩娱乐消费风口下的机遇

随着Z世代消费能力的提升和盲盒经济的火爆&#xff0c;扭蛋文化正迎来爆发式增长。 扭蛋机作为一种充满惊喜感的消费模式&#xff0c;正从线下走向线上&#xff0c;并借助移动互联网实现了数字化转型。线上扭蛋机小程序不仅延续了传统扭蛋的趣味性&#xff0c;还通过数字化手段…

各类神经网络学习:(五)LSTM 长短期记忆(上集),结构详解

上一篇下一篇RNN&#xff08;下集&#xff09;待编写 LSTM&#xff08;长短期记忆&#xff09; 参考知乎文章《人人都能看懂的LSTM介绍及反向传播算法推导&#xff08;非常详细&#xff09; - 知乎》&#xff0c;部分图片也进行了引用。 参考视频教程《3.结合例子理解LSTM_哔哩…