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  • OSPF网络类型

    OSPF五种网络类型解说
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    OSPF链路类型有3种:点到点,广播型,NBMA。在3种链路类型上扩展出5种网络类型:点到点,广播,NBMA,点到多点,虚链路。其中虚链路较为特殊,不针对具体链路,而NBMA链路对应NBMA和点到多点两种网络类型。
    以上是RFC的定义,在Cisco路由器的实现上,我们应记为3种链路类型扩展出8种网络类型,其中NBMA链路就对应5种,即在RFC的定义基础上又增加了3种类型。
    首先分析一下3种链路类型的特点:
    1. 点到点:一个网络里仅有2个接口,使用HDLC或PPP封装,不需寻址,地址字段固定为FF 
    2. 广播型:广播型多路访问,目前而言指的就是以太网链路,涉及IP 和Mac,用ARP实现二层和三层映射。 
    3. NBMA:网络中允许存在多台Router,物理上链路共享,通过二层虚链路(VC)建立逻辑上的连接。
    NBMA网络不是没有广播的能力,而是广播针对每一条VC发送,这样就使得一台路由器在不是Full-Mesh的NBMA拓扑中,发送的广播或组播分组可能无法到达其他所有路由器。
    在点到点链路上运行OSPF没有必要选举DR,因为就是两点一线,简单得很;而在NBMA网络中运行OSPF由于是多路访问,DR可以存在,通过调整成手动发现邻居可以防止过多的Hello 开销。
    下面具体分析一下RFC中定义的5种网络类型:
    1. 点到点 串行封装HDLC或PPP,OSPF会自动检测接口类型(发现封装模式为PPP或HDLC,就认为是点到点),OSPF数据包使用224.0.0.5发送,不知道DR是什么东西,就知道对端是谁,OSPF hello间隔为10s,失效为40s。
    2. 广播型 选举DR/BDR,自动发现邻居。Hello间隔为10s,失效为40s (这里比较一下,NBMA类型的 Hello和Dead 隔分别为30s 和120s。)
    3-4. NBMA 思科路由器在NBMA网络上实现的链路类型有5个,2 × RFC + 3 × Cisco,区分较为复杂。
    这5种类型形式上的差异在于:
    1)是否选举DR 
    2)是否自动发现邻居 
    3)更新时间 
    这5种NBMA类型应用上的差异在于:
    1)NBMA拓扑是否是Full-Mesh 
    2)NBMA接口是否在同一IP子网 
    3)Frame-Relay 在定义Map时是否支持广播,即是否加了关键字broadcast。 
    默认情况下OSPF 不能通过NBMA接口自动与邻居建立邻接关系,RFC 2328为OSPF在NBMA拓扑中的运行定义了两种模式:NBMA和点到多点,分别对应的接口模式为:
    ip   ospf   network   non-broadcast   /   point-to-multipoint
    在Non-Broadcast 模式下是模仿OSPF在广播型链路中的运行,通常在Full-Mesh 者Partial-Mesh 使用,如果不是Full-Mesh必须手动选举DR/BDR。路由器接口处于同一IP子网,手动指定邻居,选举DR/BDR且必须与DRother在VC上直连。
    在 Point-to-Multipoint 模式下是将NBMA视为一系列点到点的集合,通常用于Hub-and-Spoke 者Partial-Mesh,接口处于同一IP子网,使用OSPF组播自动发现邻居,不选举DR/BDR。
    Cisco为NBMA多设计了三种模式,分别为广播,点到多点非广播和点到点。
    ip   ospf   network   broadcast 
    ip   ospf   network   point-to-multipoint non-broadcast 
    ip   ospf   network   point-to-pioint
    1. 如果说non-broadcast是在模仿广播型链路,那么broadcast就是将NBMA完全当成广播型链路,使用OSPF组播Hello来自动发现邻居,而不是像non-broadcast为每个PVC提供一个LSA拷贝。应用这种模式的前提是NMBA拓扑为Full-Mesh,且在FR Map中使用了关键字broadcast。
    2. 如果在VC上没有启用组播和广播功能,即定义Map时没有使用关键字broadcast,那么就要应用point-to-multipoint non-broadcast 相应的取消组播hello功能,代以手动配置邻居。
    3. 如果链路中涉及多个子网,那么一定要用到Point-to-Point类型,也一定会用到子接口。子接口分为两种模式,点到点和点到多点,其中点到多点子接口和主接口配置方式一致,而点到点子接口则有些变化:
    interface Serial0/0                                   interface Serial0/0.2 multipoint 
    encapsulation frame-relay                         ip address 20.1.1.1 255.255.255.0 
    frame-relay lmi-type ansi                         ip ospf network point-to-point
    interface Serial0/0.1 point-to-point                 frame-relay map ip 20.1.1.2 105 broadcast
    ip address 10.1.1.1 255.255.255.0                 frame-relay map ip 20.1.1.3 106 broadcast
    frame-relay interface-dlci 101                     frame-relay map ip 20.1.1.4 107 broadcast

    若子接口使用point-to-point模式,则意味着这个子接口对应的子网里只有一台路由器,即这个IP子网只有两个节点;而使用multipoint模式时,意味着这个子接口对应多条VC,IP子网内有多于两台的路由器。通过配置就可以理解为什么说点到多点是点到点链路的集合。
    PS:最初创建子接口的目的在于解决在NBMA上运行距离矢量协议引起的水平分割问题,即从一接口收到的路由信息不会再从这个接口发出去。而这个接口本身可能连着多个邻居,这样就阻碍了网络中路由信息的传递,子接口是物理接口在逻辑上的划分,能很好的解决水平分割带来的问题。
    5.虚链路 可以认为是点到点的一种特殊配置,在虚链路上OSPF数据包是以单播形式发送,并不在意物理链路是什么类型,关键是虚链路两端可以实现互通。
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    最后总结一下:
    1. 凡是“Point-to系列”(包括to-point,to-multipoint,to-multipoint nonbroadcast)均不需要选举DR/BDR,在Hub-and-Spoke这种星型拓扑中建议使用“Point-to系列”模式。
    2. 凡是“Broadcast系列”(包括broadcast,non-broadcast),不管加不加non,多少都是广播型链路的翻版,需要选举DR/BDR。
    3 .凡是“Nonbroadcast系列”(包括non-broadcast,point-to-multipoint nonbroadcast),一个non就是废除广播 & 组播能力,只能手动指定邻居。
    4 .在Full-Mesh的拓扑中才可以应用non-broadcast 或broadcast 模式,配置较为简单,但是如果发生链路中断,DRother可能会找不到DR,导致路由信息丢失。
    5. Hub-Spoke拓扑中如果运行non-broadcast模式,要在hub 位置配置neighbor 命令,并且都设置Spoke接口的优先级为0使其不参与DR/BDR选举。如果配置为点到多点模式,命令可大为简化。
    6. 如果一个NBMA链路里有多个IP子网,则主接口网络类型一定是point-to-point,并且一定得用子接口,再看IP子网内接口,多于两个就用点到多点子接口,因为点到点子接口只能容纳一个DLCI。
    7. 如果在配置FR Map时没加关键字broadcast,则只能使用“non-broadcast系列”,即non-broadcast和point-to-multipoint broadcast两种网络类型
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    一.OSPF定义了五种类型:
     
    1. 点到多:将非广播网络视为一系列点到点链路。路由器自动识别邻接路由器,但不选举dr和bdr,通常用于部分互联网络中
     
    2. NBMA(非广播多路访问):网络中允许存在多台Router,物理上链路共享,通过二层虚(VC)建立逻辑上的连接
     
    3. 点到点:一个网络里仅有2个接口,使用HDLC或PPP封装,不需寻址 (cisco私有)
     
    4. 广播型:广播型多路访问,目前而言指的就是以太网链路,涉及IP 和Mac,用ARP实现二层和三层映射。  (cisco私有)
     
    5.点到多NBMA: 开发RFC点到多点模式旨在支持底层的点到多点虚电路,这种VC支持组播和广播。如果没有在VC上启用组播和广播功能,则不能遵循RFC的点到多点模式,因为路由器无法使用组播hello分组动态地发现邻接路由器,在这种情况下,应使用cisco点到多点非广播模式 (cisco私有)
     
     
     
    二.五种网络类型的差异在于: 是否选举DR?  是否自动发现邻居? 更新时间?
     
    1. 点到多: 是将NBMA视为一系列点到点的集合,通常用于Hub-and-Spoke或者ial-Mesh,接口处于同一IP子网,使用OSPF组播自动发现邻居,不选举DR/BDR,hello时间30S, dead时间120S
     
    2. NBMA型: 默认情况下,OSPF不能通过NBMA接口自动与邻居建立邻接关系,是模仿OSPF在广播型链路中运行,通常在Full-Mesh或者Partial-Mesh中使用,如果不是Full-Mesh必须手动选举DR/BDR。路由器接口处于一个IP子网,手动指定邻居,选举DR/BDR,且DR/BDR必须与DRother在VC上直连, hello时间30S,dead时间120S
     
    3. 点到点:使用OSPF组播手动发现邻居,不知道DR是什么东西,就知道对端是谁,OSPF hello时间30S,dead时间120S
     
    4. 广播型:选举DR,BDR,自动发现邻居,Hello间隔为10s,失效为40s (对应的,NBMA接口的OSPF Hello和dead间隔分别为30s 和 120s。)
     
    5.点到多NBMA: 不需要选举DR和BDR,单播更新,必须手动指定邻居,hello时间30S,dead时间120S
     
     
     
    三:总结
     
    1. 凡是“Point-to系列”(包括to-point,to-multipoint,to-multipoint nonbroadcast)均不需要选举DR/BDR,在Hub-and-Spoke这种星型拓扑中建议使用“Point-to系列”模式。
     
    2. 凡是“Broadcast系列”(包括broadcast,non-broadcast),不管加不加non,多少都是广播型链路的翻版,需要选举DR/BDR。
     
    3 .凡是“Nonbroadcast系列”(包括non-broadcast,point-to-multipoint nonbroadcast),一个non就是废除广播 & 组播能力,只能手动指定邻居。
     
    4 .在Full-Mesh的拓扑中才可以应用non-broadcast 或broadcast 模式,配置较为简单,但是如果发生链路中断,DRother可能会找不到DR,导致路由信息丢失。
     
    5. Hub-Spoke拓扑中如果运行non-broadcast模式,要在hub 位置配置neighbor 命令,并且都设置Spoke接口的优先级为0使其不参与DR/BDR选举。如果配置为点到多点模式,命令可大为简化。
     
    6. 如果一个NBMA链路里有多个IP子网,则主接口网络类型一定是point-to-point,并且一定得用子接口,再看IP子网内接口,多于两个就用点到多点子接口,因为点到点子接口只能容纳一个DLCI。
     
    7. 如果在配置FR Map时没加关键字broadcast,则只能使用“non-broadcast系列”,即non-broadcast和point-to-multipoint broadcast两种网络类型。
     

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