学习笔记——动态路由协议——OSPF(OSPF网络类型2)
2、OSPF网络类型
常见链路层协议对应的默认网络类型
| 网络类型 | 描述 | 常见链路层协议 | Hello报文间隔 | 报文类型 | 有无DR、BDR选举 |
|---|---|---|---|---|---|
| P2P | 点对点网络 | HDLC、PPP、LAPB | 10s | 以组播方式发送OSPF报文 | 有 |
| P2MP | 点对多点网络 | 无 | 30s | 以组播方式发送Hello报文,单播方式发送其他报文 | 无 |
| BMA /Broadcast | 广播多路访问网络 | 以太网 | 10s | 组播发送Hello报文、LSU报文和LSAck报文,单播发送DD报文,LSR报文 | 有 |
| NBMA | 非广播多路访问网络 | FR、X.25、ATM | 30s | 以单播方式发送OSPF报文 | 有 |
broadcast类网络(Broadcast)是指具备实现广播通信能力的网络架构模式 ,例如以太网等现有的数据通信技术中普遍采用的技术体系。这类网络架构支持实现多路 multicast 和单播 broadcast 传输功能 ,并且 Open Shortest Path First(OSPF)协议能在具备 broadcast 类型连接的网络拓扑结构中正常运行
广播类型网络的特点包括:
支持广播传输,允许多播和广播流量。
路由器可以通过广播通信,交换LSA信息。
OSPF可以直接在广播网络上运行,无需额外的配置。
**NBMA类型(Non-Broadcast Multi-Access)**指的是非广播多点接入类型的网络系统,例如基于帧中继技术和ATM技术的实现架构。这类网络通常不具备广播和多播的支持功能。对于使用OSPF协议的企业网段,在部署于NBMA网络时需要进行特定的配置调整以确保正常的路由转发功能能够得到满足。
NBMA类型网络的特点包括:
不支持广播和多播传输。
路由器之间的通信需要经过专门配置。
OSPF在NBMA网络中需要设置特定的配置参数以实现连接管理功能;具体来说,在进行邻居建立过程中需要选择合适的接口连接,并根据需求选择适合的Hello报文类型。
pointed-to-multiple connectionsP2MP type (Point-to-Multi-Point Type)** 是一种一对多连接的网络类型,在OSPF协议下使一个router能够直接与多个其他router进行通信,并不需要逐一建立point-to-point connections.
点到多点********P2MP类型网络的特点包括:
允许一个OSPF路由器与多个其他路由器直接通信。
无需逐个建立点到点连接。
OSPF设备可以通过发送一个Hello报文消息与其所有的相邻路由器完成邻居关系的建立过程。
point-point type P2P (Point-to-Point) 是一种一对一连接的网络类型,并且仅限于两个OSPF routers之间的连接方式;例如,在实际应用中通常采用点对点链路或VPN作为连接手段。
点到点********P2P类型网络的特点包括:
仅允许两个OSPF路由器之间建立点到点连接。
通常用于连接两个路由器的专用链路或虚拟专用线路(VPN)。
点到点连接通常具有较高的带宽和可靠性。
在广播网络和NBMA网络中
注意:OSPF设备中的某个接口属性与其相连二层网络结构是一致的。
例如,在OSPF路由器的一个接口连接到一个广播型网络的情况下,则此 interfaces 会被归类为广播型 interfaces;而当该 OSRPV 路由器的一个 interface 连接到一个点对点 网络时,则此 interface 将被归类为 P2P 网络 interface。
_MA(Multi-Access)多路访问网络有两种类型∶_ 广播型多路访问网络(BMA)及非广播型多路访问网络(NBMA)。以太网(Ethernet)是一种典型的广播型多路访问网络。
在Multipoint Access(MA)网络环境中,在某些情况下如果每台OSPF路由器都与其他所有路由器建立OSPF邻接关系,则可能会导致以下问题:首先,在这种情况下会引入大量的额外邻居节点到每个参与构建该邻居集合的路由资源路径上;其次,在这种情况下也会引入大量的额外路由资源到每个参与构建该邻居集合的路由资源路径上;此外,在这种情况下还可能导致某些特定类型的路由资源被错误地引入到其他节点的安全域内;最后,在这种情况下还可能导致某些特定类型的路由资源被错误地引入到其他节点的安全域内。
当网络拓扑发生变化时,在线 LS A广播可能会导致带宽资源被不必要的浪费,并最终引起网络设备资源的消耗

(1)广播多路访问(BMA,Broadcast Multi-Access)Ethernet以太网
BMA也被称作Broadcast 作为支持广播功能的网络环境 允许多端设备通过任意两台设备实现二级通信
若接口采用Ethernet(以太)封装,则OSPF在其该接口上的默认网络类型设定为BMA。
默认链路协议为****:**** Ethernet、FDDI,该链路的OSPF网络类型为广播类型。
报文发送形式:(Hello、LSU、LSA)组播 方式发送,(DD、LSR)单播 方式发送。
以太网网络需要选举DR/BDR。 Hello:10秒; Dead:40秒。

广播类型网络的特点包括:
1)、支持广播传输,允许多播和广播流量。
2)、路由器可以通过广播通信,交换LSA信息。
3)、OSPF可以直接在广播网络上运行,无需额外的配置。
3.1 特点
广播型网络架构是指所有路由器之间均直接互连,并可实现互相通信。在该架构中,各路由器通过采用基于广播机制的Hello报文进行邻居探测,并结合选中的主备 designate router(DR/BDR)来优化LSDB管理效率。
广播网络类型的特点总结如下:
所有路由器都处于同一个广播域中,可以直接相互通信。
通过选举DR和BDR来减少链路状态更新的频率,减轻网络负担。
当网络中有大量路由器时,选举过程可能带来一定的额外开销。
广播网络类型特别适合适用于局域网(LAN)环境的应用场景,并广泛应用于企业内部网络和校园网络等场所;特别是在一个局域网中存在大量路由器需要互联时,则可显著提升路由选择效率
(2)非广播式多路访问********类型(NBMA,Non-Broadcast Multi-Access)
NBMA类型是一种允许多台网络设备互联但不具备广播功能的专用环境类别。例如帧中继技术、ATM技术等都属于此类别。这类网络不具备广播传输功能以及多路复用传输能力,在NBMA类环境下通常需要进行特殊拓扑配置设置以确保数据传输的安全性和可靠性。完全互联的Frame-Relay(FR)帧中继技术构建的专用通信网
默认链路协议为****:**** 帧中继、ATM、FR,该链路的OSPF网络类型为NBMA。
报文发送形式: 所有报文发送为单播(hello,DD,LSR,LSU,LSACK)。
手工配置邻居,选举DR/BDR。 Hello:30秒; Dead:120秒。
目标单播IP地址。选择主备路由器(其中主 routers 和备备份 routers 必须与所有其他 routers 直接连接)。同一 IP 子网。全连接或部分连接。

在 framed relay 网络环境中, OSPF 协议不建议向广播域或组播域发送报文, 因此无法通过发送 hello 包来建立邻居关系. 此时, 只能采用单播方式来配置邻居关系, 命令如下:peer x.x.x.x
NBMA同样支持多台设备同时接入网络。然而它不具备广播功能因此无法发送广播消息或组播数据。在帧中继网络环境中ospf协议由于缺乏广播能力无法通过发送hello包来实现邻居之间的连接为了确保邻接关系的顺利建立通常会采用单播方式向相邻节点发送hello报文。
NBMA类型网络的特点包括:
1)、不支持广播和多播传输。
2)、路由器之间的通信需要经过专门配置。
OSPF在NBMA网络中必须配置特定的参数以支持其运作机制。
配置NBMA网络

[RTA]router id 1.1.1.1
[RTA]ospf
[RTA-ospf-1]peer 10.1.1.2
[RTA-ospf-1]peer 10.1.1.3
[RTA-ospf-1]area 1
[RTA-ospf-1-area-0.0.0.1]network 1.1.1.10.0.0.0
[RTA-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.1.1.00.0.0.255
[RTA-ospf-1-area-0.0.0.1]return
(3)点到多点类型(P2MP,Pointto****Multi-****point)
该文档中使用了P2MP(Point-to-Multipoint)类型的Multipoint to Point(MTP)架构实现了一种一对一式的通信模式,在这种模式下支持单个OSPF路由器能够与多个其他路由器直接通信,并且无需逐一点对一建立专门的连接即可实现高效的网关路由配置。该文档中使用了"不完全相连"来形容部分节点间未形成完整连接的情况下的FR网络架构
P2MP相当于将多条P2P链路的一端进行捆绑得到的网络。
常用做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。
没有哪一种链路层协议在缺省状态下被视为P2MP类型;这种网络类型并非由接口封装自动配置完成,则必须由管理员进行手动配置。
用点到多点的方式来建立连接,不需要进行DR和BDR的选举
P2MP是一种基于手动配置的方式,并必须依靠其他特定类型的网络进行强制更改。其常规做法是将非全连通的NBMA转换为支持点对多及组播式的连接的网络结构,并在该类型中采用(224.0.0.5)进行组播式发送hello报文;同时以单播方式发送其他类型的协议控制信息(如DD报文、LSR报文等)。
默认情况下使用:没有设置任何链路层协议为P2MP类型(需手动配置)。
报文发送形式: 以组播(224.0.0.5)发送Hello报文。单播发送(DD、LSR、LSU、LSACK)。
自动发现邻居,选举DR/BDR。 Hello:30秒; Dead:120秒。
点到多点P2MP类型网络的特点包括:
1)、允许一个OSPF路由器与多个其他路由器直接通信。
2)、无需逐个建立点到点连接。
OSFi路由器能够以单一的Hello报文向所有相邻的OSFi路由器发起邻居关系建立请求。
配置点到多点网络

[RTA]router id 1.1.1.1
[RTA]ospf
[RTA-ospf-1]area 1
[RTA-ospf-1-area-0.0.0.1]network 1.1.1.10.0.0.0
[RTA-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.1.1.00.0.0.255
[RTA]interface Serial 1/0
[RTA-Serial1/0]ospf network-type p2mp
[RTA-Serial1/0]return
****(4)****点到点类型(P2P,Point-to-Point)
point-to-point type of P2P refers to a network segment where only two devices can be connected in a one-to-one manner, and it only allows two OSPF routers to establish point-to-point connections between them.
当该OSPF接口被配置为P2P网络类型时, 只能连接一个OSPF相邻节点。(类似的配置在广播型网络转换为P2P时同样适用)

当两台设备通过PPP链路实现连接时,则说明设备所使用的接口封装协议即为PPP。在启动OSPF时,在接收方接收到的接口数据以数据链路层的形式被包裹后,并将其网络类型设置为P2P;若采用HDLC来进行数据传输包装,则默认情况下也会将网络类型设定为多点对多点(P2P)模式。
默认使用的网络协议为:当采用虚拟专用线路(VPN)、PPP串口以及HDLC时,在该链路中应用OSPF协议的网络类型属于P2P类别。
报文发送形式:(Hello、DD、LSR、LSU、LSACK)组播 方式发送(224.0.0.5)。
不选举DR,自动发现邻居,不选举DR/BDR。 Hello:10秒; Dead:40秒。
点到点P2P类型网络的特点包括:
1)、仅允许两个OSPF路由器之间建立点到点连接。
2)、通常用于连接两个路由器的专用链路或虚拟专用线路(VPN)。
3)、点到点连接通常具有较高的带宽和可靠性。
| 网络类型 | hello &dead time | 是否存在DR或者BDR | 是否自动发现邻居 | |
|---|---|---|---|---|
| broadcast | Hello 10 Dead 40 | 存在DR和BDR | 可以自动 | |
| P2P | Hello 10 Dead 40 | 不在DR和BDR | 可以自动 | |
| P2MP | Hello 30 Dead 120 | 不在DR和BDR | 可以自动 | 会自动产生接口地址为32位的主机路由 |
| NBMA | Hello 30 Dead 120 | 存在DR和BDR | 不可以自动 | |
| virtual-link | ||||
| loopback默认的网络类型是P2P,不管ip地址掩码多少位,OSPF只学到32位的主机路由(注意和cisco区别) |
OSPF报文发送形式
该术语中的@点对点的P2P类型:当链路层协议为PPP或HDLC时,默认情况下,OSPF将网络类型识别为P2P。
在该类网络架构中,采用组播机制(224.0.0.5)传输相关协议的控制包(Hello包、DD包等)。
@点到多点P2MP类型:P2MP 不被当作Point-to-Multipoint类型的链路层协议并不存在。在实际应用中,默认情况下不会将任何链路层协议视为Point-to-Multipoint类型。为了实现多对一的数据传输需求,在这种情况下必须由其他网络类型进行配置以完成数据传输的组织与管理。
主要采用的方法是将非全连接的NBMA转换为点对多点网络结构。在该网络架构下,默认使用224.0.0.5地址进行Hello广播通信;对于其他类型的数据传输,则采用单播方式分别发送以下几种协议包:包括DDTCPIP包、LRS-MAC包、LSUTP包以及LCAP包。
@NBMA类型:当链路层协议是ATM,FR,X.25时,默认情况下,OSPF认为网络类型是NBMA。
在该类网络架构中,采用单播方式发送特定的控制报文(包括Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文以及LSAck报文),其中单播通信必须明确目标IP地址信息;因此,在这种拓扑结构下,默认情况下相邻节点无法自动识别对方的存在。
@广播类型: 如果链路层协议为以太网(Ethernet)或 fiber分布式多线(FDDI),则OSPF将网络类型视为广播。
在该网络类型中多采用分组广播的方式传递Hello、LSU及LSAck数据包;其中一项关键信息是:将224.0.0.5指定为预留给OSPF路由器进行分组广播通信的IP地址;而将224.0.0.6则指定为预留给DR路由器进行分组广播通信的IP地址;其余则仅通过单点广播的形式发送DD数据包及LSR控制包。
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