1、網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試與分析, ,第四章 IP路由測(cè)試, ,本章教學(xué)提要,教學(xué)目標(biāo)： 路由測(cè)試涉及哪些技術(shù)指標(biāo) OSPF路由協(xié)議； 了解路由測(cè)試的RFC文檔 理解OSPF路由測(cè)試相關(guān)方法學(xué) 掌握路由表容量測(cè)試方法學(xué)； 掌握路由震蕩測(cè)試方法學(xué) 教學(xué)難點(diǎn)/重點(diǎn)：路由表容量測(cè)試方法學(xué)、路由振蕩測(cè)試方法學(xué) 教學(xué)時(shí)數(shù)：理論6學(xué)時(shí),第一節(jié) IP路由測(cè)試的必要性,本節(jié)關(guān)注問(wèn)題,路由與路由協(xié)議簡(jiǎn)介 為什么要進(jìn)行IP路由測(cè)試,路由概述,路由器實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián) 路由器最基本的功能是路由與交換 路由器中的分組轉(zhuǎn)發(fā)主要依靠查找轉(zhuǎn)發(fā)表來(lái)完成，而轉(zhuǎn)發(fā)表又是根據(jù)內(nèi)存中的路由表得到的,路由表的生成和維護(hù),靜態(tài)路由 靜態(tài)路由（stati

2、c routing）是指由網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)其所掌握的網(wǎng)絡(luò)連通信息手工配置的路由表表項(xiàng) 默認(rèn)(default)路由或缺省路由,默認(rèn)路由能夠?yàn)槟切┰诼酚杀碇袥](méi)有其它路由與其目的地址匹配的數(shù)據(jù)包指出數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)所需的端口 動(dòng)態(tài)路由 動(dòng)態(tài)路由是指路由器依靠路由協(xié)議自主學(xué)習(xí)而獲得路由信息，路由協(xié)議是用于路由器之間交換路由信息的協(xié)議 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）：RIP、OSPF、IS-IS 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）：BGP 4,IP路由測(cè)試的必要性,路由器的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和路由處理性能直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能 路由器采用何種方式獲得路由信息會(huì)直接影響路由性能 靜態(tài)路由消耗（time-consuming）管理員的時(shí)間，但

3、沒(méi)有額外的路由維護(hù)開(kāi)銷，對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓倪m應(yīng)性較差，網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性也受限制。 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議能較好的適應(yīng)復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，但需要較多的資源消耗（resource-consuming），包括路由器的CPU時(shí)間與內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬等。,第二節(jié) 路由測(cè)試的基本概念,路由器的控制層面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面,OSI三層的路由器功能可分為路由選擇和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，分別對(duì)應(yīng)于控制層面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面 在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面，關(guān)注的是根據(jù)FIB表轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包的過(guò)程 在數(shù)據(jù)控制層面，關(guān)注的是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑿纬蒄IB表的過(guò)程 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能是以控制層面的功能為基礎(chǔ)的 關(guān)于網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)測(cè)試可以從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面和控制層面兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行,控

4、制層面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面,路由器控制層面的主要指標(biāo),RFC 2889、RFC 3222、RFC 3918是一些與路由測(cè)試相關(guān)的RFC文檔 評(píng)價(jià)路由性能的參數(shù) 路由表容量 路由學(xué)習(xí)速率 路由震蕩 (Flapping) 路由收斂 (Convergence) 對(duì)VLSM和CIDR的支持,路由表容量,路由表的最大容量是指路由器的路由表中所能容納的最大路由信息條目數(shù) 不同型號(hào)或功能定位的路由器其最大的路由容量是不一樣的 如果路由器需要的路由條目超過(guò)了其最大路由表容量，就會(huì)因產(chǎn)生部分路由表項(xiàng)無(wú)法被保存的現(xiàn)象，即路由表溢出 路由設(shè)備所支持的路由表的最大容量是決定路由器轉(zhuǎn)發(fā)性能的一個(gè)重要因素,路由學(xué)習(xí)速率,是指路

5、由器接收到有關(guān)一條新路由的信息到路由器構(gòu)建這條路由并插入到路由表中所花的時(shí)間 路由學(xué)習(xí)速率越高，則路由器通過(guò)新路由轉(zhuǎn)發(fā)的分組丟失率就越小 是決定路由器轉(zhuǎn)發(fā)性能的一個(gè)重要因素,路由震蕩 (Flapping),又叫路由波動(dòng) 是指由于種種原因?qū)е碌侥硞€(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的路由在短期內(nèi)反復(fù)撤銷和重現(xiàn) 路由震蕩通常以每秒更新路由的數(shù)量來(lái)衡量，每秒更新路由的數(shù)量越大，說(shuō)明路由震蕩越嚴(yán)重 路由震蕩是路由不穩(wěn)定性的主要表現(xiàn)，對(duì)路由器轉(zhuǎn)發(fā)能力有很大的影響,路由收斂 (Convergence),路由收斂是指同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有路由器對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼J(rèn)識(shí)達(dá)到一致的過(guò)程 也被理解為路由變化通知到全網(wǎng)所用時(shí)間 收斂是評(píng)估路由協(xié)議的一個(gè)關(guān)

6、鍵指標(biāo) 路由協(xié)議的收斂速度越快，其運(yùn)行性能就越好。,對(duì)VLSM和CIDR的支持,有類別路由協(xié)議：RIPv1 無(wú)類別路由協(xié)議 ：RIPv2、OSPF、IS-IS 和 BGP,路由測(cè)試的基本方式,根據(jù)路由器的訪問(wèn)與管理方式、路由器的控制層面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面的關(guān)系，對(duì)路由的測(cè)試可以通過(guò)下列三種基本方式來(lái)實(shí)現(xiàn) ： 控制臺(tái)讀數(shù)法 控制層面學(xué)習(xí)法 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面和控制層面結(jié)合法,控制臺(tái)讀數(shù)法,控制臺(tái)讀數(shù)法的基本思想是在被測(cè)路由設(shè)備的控制臺(tái)上直接觀察測(cè)試結(jié)果 優(yōu)點(diǎn)是可以直截了當(dāng)?shù)挠^測(cè)到測(cè)試結(jié)果 缺點(diǎn)是這種測(cè)試方法觀察到的為RIB表的內(nèi)容，而不是FIB表的內(nèi)容，而且當(dāng)RIB表表項(xiàng)較多時(shí)肉眼也難以觀察,控制臺(tái)讀數(shù)法

7、的示例,控制層面學(xué)習(xí)法,控制層面學(xué)習(xí)法的基本思想是在測(cè)試儀表上直接觀察測(cè)試信息 這種方法需要使用測(cè)試儀表上的至少兩個(gè)端口 一個(gè)端口發(fā)送特定網(wǎng)絡(luò)前綴的路由信息給被測(cè)路由設(shè)備 另一端口上接收由被測(cè)試路由器發(fā)送的路由更新流量， 通過(guò)對(duì)接收流量與發(fā)送流量進(jìn)行信息比對(duì)得出結(jié)論 后面的OSPF洪泛時(shí)間的測(cè)試和SPF時(shí)間的測(cè)試都使用這類方法 測(cè)試的仍然為RIB表的內(nèi)容,控制層面學(xué)習(xí)法,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面和控制層面結(jié)合法,該方式采用了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面的轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)驗(yàn)證控制層面的正確性 是目前對(duì)路由測(cè)試最為科學(xué)并廣泛采用的測(cè)試方法，也是路由測(cè)試中所推薦或建議的方式 使用該方法進(jìn)行路由測(cè)試時(shí)，測(cè)試的為FIB表的內(nèi)容 “路由容量的

8、測(cè)試”和“路由震蕩的測(cè)試”均采用了這種方法,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面和控制層面結(jié)合法示意圖,第三節(jié) 三層路由測(cè)試相關(guān)的RFC文檔與測(cè)試術(shù)語(yǔ),三層路由測(cè)試相關(guān)的RFC文檔,對(duì)于路由器控制層面的三層測(cè)試而言，可參考的相關(guān)RFC文檔主要有RFC1812和RFC3222。 RFC1812中定義了FIB表與RIB表 RFC3222則定義FIB表表項(xiàng)和大小等內(nèi)容，并明確指出轉(zhuǎn)發(fā)信息表和路由信息表是不同的,相關(guān)的路由測(cè)試術(shù)語(yǔ),路由信息表RIB ：從鄰居路由器收到的路由信息而形成的信息表。該表保存在路由器的內(nèi)存中 FIB (轉(zhuǎn)發(fā)信息表Forwarding Information Base)表 ：指路由設(shè)備上用于轉(zhuǎn)發(fā)IP分

9、組的信息表。FIB表的內(nèi)容由RIB表下發(fā) ，在FIB表中只存在一條唯一路徑到某個(gè)特定的目的網(wǎng)絡(luò) FIB表?xiàng)l目（Forwarding Information Base Entry）：FIB表?xiàng)l目是指FIB表中所出現(xiàn)的每一條數(shù)據(jù)記錄。每個(gè)條目均包含了轉(zhuǎn)發(fā)IP分組到一個(gè)特定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)所必須的基本信息，包括網(wǎng)絡(luò)前綴、路由器接口標(biāo)識(shí)和下一跳信息等基本字段,相關(guān)的路由測(cè)試術(shù)語(yǔ),FIB大?。∕aximum Forwarding Information Base Size）：指FIB表所支持的最大條目數(shù)。如果路由器的FIB表容量太小，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)丟包的情況。因此FIB表大小是影響路由器轉(zhuǎn)發(fā)性能的關(guān)鍵因素 網(wǎng)絡(luò)前綴

10、(Network Prefix) ：網(wǎng)絡(luò)前綴是用來(lái)表示一組系統(tǒng)的IP地址中相同的比特位，即網(wǎng)絡(luò)號(hào) 網(wǎng)絡(luò)前綴長(zhǎng)度(Network Prefix Length)：網(wǎng)絡(luò)前綴長(zhǎng)度是指用來(lái)定義網(wǎng)絡(luò)前綴的比特?cái)?shù)的長(zhǎng)度 最長(zhǎng)前綴匹配算法（Longest Length Prefix Match Algorithm） ：路由器查詢路由表時(shí)，若發(fā)現(xiàn)關(guān)于某個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)在路由表中有數(shù)個(gè)不同長(zhǎng)度前綴的路由條目與之匹配時(shí)，則選擇最長(zhǎng)前綴的條目并作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)決定,相關(guān)的路由測(cè)試術(shù)語(yǔ),基于端口或板卡的FIB表（Per-Interface or Per-Card Forwarding Information Base） ：指存

11、儲(chǔ)在路由器板卡或單獨(dú)的物理板卡上的完整的FIB表的備份，目的地址與網(wǎng)絡(luò)前綴的匹配可以在相應(yīng)的接口或板卡上完成，不需要耗費(fèi)路由器的CPU。以加速IP分組中的目的地址與網(wǎng)絡(luò)前綴匹配的過(guò)程。 基于端口的FIB緩存（Per-Interface Forwarding Information Base Cache） ：FIB緩存是指存儲(chǔ)在路由器的接口卡上的FIB表子集，也是為了加速IP分組中的目的地址與網(wǎng)絡(luò)前綴匹配查找的過(guò)程，但它只是FIB表的一個(gè)子集。,第四節(jié) OSPF協(xié)議,OSPF協(xié)議概述,OSPF采用鏈路狀態(tài)路由選擇算法 每個(gè)OSFP路由器使用HELLO協(xié)議識(shí)別鄰居路由器并與鄰居路由器建立鄰接(ad

12、jacency)關(guān)系 具有鄰接關(guān)系的OSPF路由器通過(guò)洪泛的方式交換鏈路狀態(tài)信息，構(gòu)建關(guān)于全網(wǎng)拓?fù)涞逆溌窢顟B(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)(Link State Database) 每個(gè)OSPF路由器以自己為根，采用最短路徑優(yōu)先(Shortest Path First，簡(jiǎn)稱SPF)算法計(jì)算到每個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的最短路徑，得到一棵 SPF 樹 然后使用通向每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑填充路由表,多區(qū)域OSPF,劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域（Area），其中一個(gè)區(qū)域?yàn)楣歉蓞^(qū)域（BACKBONE），其它區(qū)域?yàn)榉枪歉蓞^(qū)域 每個(gè)非骨干區(qū)域與骨干區(qū)域相連并通過(guò)骨干區(qū)域交換自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由 位于同一區(qū)域內(nèi)的各個(gè)OSPF 路由器維持著一個(gè)相同的鏈路

13、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用 Dijkstra算法創(chuàng)建一個(gè) SPF 樹，生成相應(yīng)的路由表 多區(qū)域的實(shí)施降低了OSPF的運(yùn)行開(kāi)銷，加快了路由收斂，同時(shí)也限制了錯(cuò)誤路由的傳播范圍,OSPF基本組成,有關(guān)術(shù)語(yǔ),鏈路（Link）：一條由線路和傳輸路徑組成的網(wǎng)絡(luò)通信信道 鏈路狀態(tài)（Link-state）：兩個(gè)路由器或者路由器的接口之間鏈路的狀態(tài)以及路由器與鄰居路由器的聯(lián)系 鄰接數(shù)據(jù)庫(kù)（Adjacencies database）：用于保存所有已經(jīng)和路由器建立起雙向通信關(guān)系的鄰居路由器，同一個(gè)區(qū)域每個(gè)OSPF路由器的鄰接數(shù)據(jù)庫(kù)都是不同的 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB，Link-state database）：又叫拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

14、數(shù)據(jù)庫(kù)（Link-state database topological database），用于保存關(guān)于OSPF網(wǎng)絡(luò)中所有其它路由器的鏈路狀態(tài)信息，該數(shù)據(jù)庫(kù)顯示出了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,有關(guān)術(shù)語(yǔ),開(kāi)銷（Cost）：給OSPF鏈路所分配的度量標(biāo)準(zhǔn)（Metric）值 路由選擇表（Route table）：在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)上運(yùn)行SPF算法所產(chǎn)生的路由被保存在路由表中 SPF算法：也叫最短路徑優(yōu)先算法（也稱為Dijkstra算法），每個(gè)OSPF路由器以自己為根節(jié)點(diǎn)，計(jì)算根節(jié)點(diǎn)到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最短路徑 DR和BDR：在多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中可以支持兩臺(tái)以上的路由器，為了減少OSPF的LSA廣播流量，OSPF選擇一個(gè)路由

15、器作為DR，使其作為所有鏈路狀態(tài)更新和LSA的集中點(diǎn)；BDR用作為DR的備份，一旦DR失效后，BDR可以平滑地接替。,OSPF路由器類型,內(nèi)部路由器 主干路由器 區(qū)域邊界路由器 自治系統(tǒng)邊界路由器,OSPF路由器類型,內(nèi)部路由器（IR，Internal routers）：內(nèi)部路由器有唯一的LSDB，在同一區(qū)域內(nèi)的所有內(nèi)部路由器都有著相同的LSDB，并運(yùn)行著路由算法的單一實(shí)例(instance)； 主干路由器（BR，Backbone routers）：那些連接到OSPF網(wǎng)絡(luò)主干區(qū)域（即區(qū)域0）的路由器。主干區(qū)域是其他OSPF區(qū)域間的傳輸區(qū)域； 區(qū)域邊界路由器（ABR，Area border ro

16、uters）：ABR需要為其所連的多個(gè)區(qū)域分別運(yùn)行不同的OSPF實(shí)例，并為每個(gè)區(qū)域維護(hù)一個(gè)獨(dú)立的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。ABR在區(qū)域間進(jìn)行路由信息通告時(shí)，可通過(guò)匯總路由信息來(lái)提高工作效率。 自治系統(tǒng)邊界路由器（ASBR，Autonomous System Boundary Routers）：ASBR能夠?qū)⒎荗SPF的網(wǎng)絡(luò)信息注入到OSPF網(wǎng)絡(luò)中，也可以將OSPF網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)信息重發(fā)布到非OSPF的網(wǎng)絡(luò)中。,OSPF鏈路的類型,點(diǎn)到點(diǎn)鏈路（Point-to-point）：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路所在的網(wǎng)絡(luò)只存在一對(duì)（兩個(gè)）路由器，并且不需要選舉DR和BDR 廣播多路訪問(wèn)鏈路(broadcast multi-acces

17、s links)：以太網(wǎng)就是典型的廣播多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò) 傳輸網(wǎng)絡(luò)（Transit networks）：能夠傳輸不是由本地網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的，并且也不是到本地網(wǎng)絡(luò)的流量的網(wǎng)絡(luò) 末節(jié)網(wǎng)絡(luò)（Stub networks）：只有一個(gè)出口到達(dá)其它網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)，也叫孤島網(wǎng)絡(luò) 區(qū)域間鏈路（Inter-Area links ）：OSPF主干區(qū)域與其它區(qū)域相連的鏈路為區(qū)域間鏈路 外部自治系統(tǒng)間鏈路（External Inter-AS links）：自治系統(tǒng)之間的鏈路為外部自治系統(tǒng)間鏈路,OSPF鏈路的類型,非廣播多路訪問(wèn) (NBMA)鏈路：具有連接兩個(gè)以上路由器的特性，但是在此網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有廣播的能力，幀中繼是典型的NBMA網(wǎng)絡(luò)。

18、 虛鏈路（Virtual links）：一種特殊OSPF鏈路。在多區(qū)域 OSPF 中，如果一個(gè)非骨干區(qū)域（如圖中AS1中的區(qū)域2）通過(guò)其它非骨干區(qū)域（如圖中AS1中的區(qū)域1）與主干區(qū)域相連，則此區(qū)域（如圖中AS1中的區(qū)域2）到主干區(qū)域的鏈路為虛鏈路。,OSPF分組類型,OSPF分組,OSPF分組,版本：用于給出OSPF的版本號(hào)。OSPF版本有1、2、3，其中版本1已經(jīng)廢棄，版本2用于支持IPv4，版本3用于支持IPV6。 類型：用于給出OSPF數(shù)據(jù)分組類型，類型1為Hello、類型2為DD、類型3為L(zhǎng)SR、類型4為L(zhǎng)SU 、類型5為 LSAck。 分組長(zhǎng)度：給出以字節(jié)為單位的分組長(zhǎng)度。 路由器

19、ID：用于標(biāo)識(shí)哪個(gè)OSPF路由器為本分組的源路由器 區(qū)域ID：用于指出該分組所對(duì)應(yīng)的始發(fā)區(qū)域。 校驗(yàn)和：用來(lái)進(jìn)行分組頭部錯(cuò)誤檢測(cè)，以判斷OSPF分組在傳輸過(guò)程中是否被損壞。 認(rèn)證類型：是一個(gè)用來(lái)定義是否使用了認(rèn)證的可選項(xiàng)。 認(rèn)證：用來(lái)指出使用的認(rèn)證機(jī)制。 數(shù)據(jù)：各種OSPF分組攜帶的相關(guān)信息,HELLO協(xié)議,LSA,OSPF通過(guò)在鄰居間交換鏈路狀態(tài)通告包（link-state advertisement ，簡(jiǎn)稱LSA）來(lái)報(bào)告路由器和鏈路的狀態(tài) OSPF的LSA類型可以分為以下7種 路由器LSAs（Router-LSAs） 網(wǎng)絡(luò)LSAs（Network-LSAs） 匯總LSAs（Summary-

20、LSAs） ASBR匯總LSAs（Summary-LSAs） 自治系統(tǒng)外部LSAs（Autonomous system external LSA） 組成員LSAs（Group membership LSA） NSSA外部LSAs（NSSA External LSA）,LSA,路由器LSAs（Router-LSAs）：LS類型為1，由區(qū)域內(nèi)所有路由器生成，描述了路由器到該區(qū)域鏈路的狀態(tài)和距離值。路由器LSA只在特定區(qū)域進(jìn)行洪泛擴(kuò)散，通過(guò)類型1的LSA學(xué)到的路由在路由表中由字母“O”指示 網(wǎng)絡(luò)LSAs（Network-LSAs）：LS類型為2，它為區(qū)域中接入了兩個(gè)或多個(gè)路由器的廣播式多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和

21、NBMA網(wǎng)絡(luò)生成的，由區(qū)域內(nèi)的DR或BDR生成。網(wǎng)絡(luò)LSA只在包含該網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行洪泛擴(kuò)散。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈路條目學(xué)到的路由在路由表中由字母“O”指示。,LSA,匯總LSAs（Summary-LSAs）：LS類型為3，由ABR生成，描述了ABR和某個(gè)本地區(qū)域的內(nèi)部路由器之間的鏈路。匯總LSA通過(guò)主干區(qū)域被洪泛擴(kuò)散到外部的ABR。匯總鏈路條目描述到本地區(qū)域各網(wǎng)絡(luò)的路由，并且被發(fā)送到主干區(qū)域。通過(guò)類型3的LSA學(xué)到的路由在路由表中由符號(hào)“IA”指示。 ASBR匯總LSAs（Summary-LSAs）：LS類型為4，也由ABR生成，描述到ASBR的可達(dá)性。ASBR匯總LSAs中LS標(biāo)識(shí)是ASBR的OSP

22、F路由器標(biāo)識(shí)。ASBR匯總LSAs通過(guò)主干區(qū)域被洪泛擴(kuò)散到外部的ABR，不會(huì)洪泛擴(kuò)散到完全末節(jié)區(qū)域。通過(guò)類型4的LSA學(xué)到的路由在路由表中由符號(hào)“IA”指示,LSA,自治系統(tǒng)外部LSAs（Autonomous system external LSA）：類型為5，由ASBR生成，描述到自治系統(tǒng)外部的路徑。自治系統(tǒng)外部LSA的LS標(biāo)識(shí)域?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的IP地址，自治系統(tǒng)外部LSA也被用于描述默認(rèn)路徑，這時(shí)，LS標(biāo)識(shí)始終被設(shè)定為默認(rèn)目的地（0.0.0.0），并且其網(wǎng)絡(luò)掩碼被設(shè)為0.0.0.0。自治系統(tǒng)外部LSA不會(huì)被洪泛到OSPF自治系統(tǒng)內(nèi)除了末節(jié)、完全末節(jié)和次末節(jié)以外的區(qū)域。通過(guò)類型5的LSA學(xué)到的路由在

23、路由表中由符號(hào)“E1”或“E2”指示。,OSPF協(xié)議工作過(guò)程,包含了以下四個(gè)工作過(guò)程 ： 1. 使用Hello協(xié)議建立OSPF雙向關(guān)系 2. DR和BDR的選擇 3. 數(shù)據(jù)庫(kù)同步與鄰接關(guān)系的建立 4. 路由表的計(jì)算,建立雙向通信,DR和BDR的選擇,數(shù)據(jù)庫(kù)同步與鄰接關(guān)系的建立,路由表的計(jì)算,（1）初始化，保存舊的路由表 （2）用Dijkstra算法計(jì)算區(qū)域內(nèi)的路由 （3）通過(guò)檢查Summary-LSA，計(jì)算區(qū)域間的路由 （4）利用虛鏈路改進(jìn)路由 （5）通過(guò)AS-external-LSA，計(jì)算AS外部路由,第五節(jié) 三層路由測(cè)試的基本方法,OSPF 路由協(xié)議相關(guān)測(cè)試方法,與OSPF路由性能測(cè)試方法

24、學(xué)相關(guān)的RFC,RFC 4061 Benchmarking Basic OSPF Single Router Control Plane Convergence RFC 4062 OSPF Benchmarking Terminology & Concepts RFC 4063 Considerations When Using Basic OSPF Convergence Benchmarks,處理LSA的時(shí)間（Time required to process an LSA）,處理LSA的時(shí)間是指OSPF路由器收到LSA后將LSA與LSDB進(jìn)行匹配，并插入到LSDB的時(shí)間,LSA的處理過(guò)程,

25、“處理LSA的時(shí)間”測(cè)試的設(shè)計(jì)思想,使用儀表的一個(gè)端口與DUT（被測(cè)路上器）相連，并將端口仿真成OSPF的一個(gè)鄰居路由器向DUT下發(fā)一條新的LSA 當(dāng)DUT對(duì)這條新的LSA處理后會(huì)向儀表回發(fā)LSAck的確認(rèn)分組，觀察并計(jì)算儀表下發(fā)LSA的時(shí)間與收到確認(rèn)LSAck的時(shí)間差。 這個(gè)時(shí)間差除了包括處理LSA的時(shí)間外，還包括了傳輸、洪泛等不屬于處理LSA時(shí)間的時(shí)間 在測(cè)試時(shí)需要先測(cè)試這些額外時(shí)間,處理LSA的時(shí)間測(cè)試,洪泛時(shí)間（Flooding Time）的測(cè)試,其中一個(gè)端口仿真成向DUT發(fā)送LSA的發(fā)送器（Generator） 另一個(gè)端口作為接收來(lái)自DUT所轉(zhuǎn)發(fā)的LSA的接收器（Collector）

26、 測(cè)試開(kāi)始之前首先確認(rèn)發(fā)送端與DUT、接收端與DUT之間的OSPF鏈路狀態(tài)均已成為鄰接關(guān)系，并將接收端配置成只能單向接收由DUT發(fā)送的LSA，而不能反過(guò)來(lái)向DUT洪泛LSA。,洪泛時(shí)間（Flooding Time）的測(cè)試過(guò)程,首先，儀表發(fā)送端向DUT和接收端注入一定數(shù)量的新LSAs； 然后在接收端觀察并計(jì)算接收端接收到的發(fā)送端發(fā)送的最后一個(gè)LSA的時(shí)間與接收端接收到的DUT洪泛的最后一個(gè)LSA時(shí)間之間的差值 這個(gè)差值就是測(cè)試的洪泛時(shí)間,測(cè)試OSPF最短路由優(yōu)先算法計(jì)算時(shí)間（Shortest Path First Computation Time）,SPF計(jì)算時(shí)間為路由器完成SPF計(jì)算過(guò)程所需的

27、時(shí)間 它不包括路由器將路由插入到轉(zhuǎn)發(fā)表中的時(shí)間 SPF時(shí)間通常只需花數(shù)毫秒（milliseconds）。,測(cè)試SPF計(jì)算時(shí)間的設(shè)計(jì)思想,使用儀表的一個(gè)端口與DUT（被測(cè)路上器）相連，并將端口仿真成OSPF的一個(gè)鄰居路由器 在向DUT下發(fā)一條新的LSA后，立即發(fā)送一個(gè)已存在于DUT中的重復(fù)LSA， 新的LSA用于使DUT立即進(jìn)行SPF的計(jì)算，由于新的LSA的應(yīng)答在SPF計(jì)算之前已發(fā)送，但DUT在進(jìn)行LSA的處理時(shí)會(huì)對(duì)兩條LSA順序處理，因此使用重復(fù)LSA的應(yīng)答則去確定SPF算法完畢并且新的拓?fù)渖赏戤叀?觀察并計(jì)算儀表下發(fā)重復(fù)LSA的時(shí)間和收到重復(fù)LSA的確認(rèn)LSAck之間的時(shí)間差。鑒于這個(gè)時(shí)間

28、差除了SPF計(jì)算時(shí)間外，還包括了傳輸、洪泛等其它時(shí)間，因此在測(cè)試時(shí)需要先測(cè)試這些額外時(shí)間,SPF計(jì)算時(shí)間的測(cè)試過(guò)程,首先，將儀表與DUT相連端口仿真為OSPF路由器并確認(rèn)儀表與DUT的鏈路已起并建立了鄰接關(guān)系。 儀表仿真的OSPF路由器需要向DUT設(shè)備下發(fā)一個(gè)已經(jīng)存在于DUT的LSDB中的重復(fù)LSA，觀察這個(gè)LSA下發(fā)與收到確認(rèn)ACK的時(shí)間差，該時(shí)間為用于LSA發(fā)送與LSAck傳輸?shù)鹊念~外時(shí)間； 然后，改變儀表發(fā)送端與仿真網(wǎng)絡(luò)之間的鏈路開(kāi)銷，則儀表會(huì)向DUT通告這個(gè)新的LSAs，并立即注入另一條儀表前面已注入過(guò)的重復(fù)LSA；在儀表上觀察并計(jì)算.第二次重復(fù)LSA發(fā)送時(shí)間與這個(gè)LSA確認(rèn)的時(shí)間差，

29、這個(gè)時(shí)間差即為全部SPF時(shí)間（totalSPFtime），用該全部SPF時(shí)間減去上面計(jì)算的LSA發(fā)送與LSAck傳輸?shù)鹊念~外時(shí)間即為SPF算法時(shí)間。,測(cè)試DR選擇時(shí)間（Designated Router Election Time）的測(cè)試原理,用儀表的端口仿真多個(gè)OSPF路由器，這些仿真路由器與DUT連接在同一個(gè)廣播式網(wǎng)絡(luò) 設(shè)置各仿真OSPF路由器以及與DUT的優(yōu)先級(jí)，使初始時(shí)多個(gè)仿真OSPF路由器中的一個(gè)被選擇為DR，DUT被選擇為BDR 然后將充當(dāng)DR的仿真OSPF路由器刪除，則此網(wǎng)絡(luò)上會(huì)重新選擇DR、BDR，根據(jù)優(yōu)先級(jí)分布，DUT將會(huì)被選舉為新的DR 通過(guò)在非DR的仿真路由端口上觀測(cè)所接

30、收到的新DR發(fā)出的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)LSA的時(shí)間和所接收到的舊DR發(fā)送的最后一個(gè)hello分組的時(shí)間，計(jì)算兩者的時(shí)間差即為DR選擇時(shí)間,測(cè)試DR選擇時(shí)間的拓?fù)?測(cè)試DR選擇時(shí)間的步驟,首先，DUT的以太網(wǎng)端口（如F0/0口）與儀表的一個(gè)端口相連，在儀表的這個(gè)端口上虛擬兩個(gè)OSPF路由器，分別是路由器R1和路由器R2，并設(shè)置DUT、路由器R1和路由器R2的優(yōu)先級(jí)，讓路由器R1成為DR，DUT為BDR。 接著，將充當(dāng)DR的仿真OSPF路由器R1刪除，DUT、路由器R2接收不到路由器R1發(fā)出的Hello分組，當(dāng)失效時(shí)間過(guò)了后，此廣播式網(wǎng)絡(luò)上會(huì)重新進(jìn)行DR、BDR的選擇，根據(jù)設(shè)置的優(yōu)先級(jí)，在新的選舉中DUT會(huì)

31、被選擇為DR； 最后，在仿真的OSPF路由器R2上觀測(cè)接收到的路由器R1發(fā)出的最后一個(gè)Hello分組的時(shí)間和接收的第一個(gè)由DUT產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)LSA的時(shí)間。計(jì)算兩者間的時(shí)間差得到DR選擇時(shí)間。,使用控制臺(tái)讀數(shù)法測(cè)試路由容量,將儀表的端口與被測(cè)路由設(shè)備的端口相連，通過(guò)儀表向被測(cè)設(shè)備注入一定數(shù)量帶有特定網(wǎng)絡(luò)前綴的路由條目，然后在被測(cè)路由設(shè)備上通過(guò)控制臺(tái)命令觀察路由表中是否已正確學(xué)習(xí)到儀表所發(fā)送的路由信息。 通常，對(duì)于一般路由設(shè)備，如果其路由表的容量超過(guò)了其最大值，就會(huì)在控制臺(tái)上顯示異常結(jié)果。 采用二分法注入路由條目數(shù)量進(jìn)行測(cè)試，測(cè)出被測(cè)設(shè)備的最大路由容量,使用控制臺(tái)讀數(shù)法測(cè)試路由容量的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)

32、果非常直觀 缺點(diǎn)： 測(cè)試的是被測(cè)路由設(shè)備RIB表的大小而不是FIB表的大小； 當(dāng)被測(cè)設(shè)備的路由最大容量大時(shí)，通過(guò)控制臺(tái)命令很難用肉眼判斷每條路由的正確性，因此這種測(cè)試方法并不適合較大規(guī)模路由性能的測(cè)試 此外，有一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以通過(guò)采用大內(nèi)存的設(shè)計(jì)以支持大容量的路由表（RIB），但實(shí)際只下發(fā)部分路由信息到FIB表，因此通過(guò)控制臺(tái)命令查看測(cè)試結(jié)果的方式并不能發(fā)現(xiàn)這種“作弊”行為，從而導(dǎo)致測(cè)試得到的路由容量與真實(shí)的路由容量不一致,使用控制層面學(xué)習(xí)法測(cè)試路由容量,使用儀表的兩個(gè)端口。 其中的一個(gè)端口仿真成發(fā)送路由更新信息的鄰居路由器向被測(cè)設(shè)備下發(fā)一定數(shù)量帶有特定網(wǎng)絡(luò)前綴的路由條目 通過(guò)在儀表上直接觀測(cè)

33、端口B所學(xué)到的路由信息量與端口A所發(fā)送的路由信息量，并進(jìn)行相應(yīng)的比較就可以判斷出被測(cè)設(shè)備的最大路由容量，如果端口B學(xué)到的路由信息量小于端口A所發(fā)送的路由信息量，則表示注入的路由條目數(shù)超過(guò)了被測(cè)設(shè)備的最大容量 采用二分法減少所注入的路由條目再次測(cè)試，直到測(cè)出被測(cè)設(shè)備的最大路由容量,使用控制層面學(xué)習(xí)法測(cè)試路由容量 的特點(diǎn),使用控制層面學(xué)習(xí)法測(cè)試路由容量相對(duì)于第一種測(cè)試方法來(lái)說(shuō)有了改進(jìn)，可以在儀表上進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的觀測(cè)，可實(shí)現(xiàn)大量路由條目的注入、接收與比較，因此具有測(cè)試較大路由表容量測(cè)試的能力。 該測(cè)試方法和第一種方法一樣，都只是對(duì)路由器的RIB表進(jìn)行了驗(yàn)證，即只驗(yàn)證了控制層面的轉(zhuǎn)發(fā)，并沒(méi)有驗(yàn)證到數(shù)據(jù)

34、轉(zhuǎn)發(fā)層面的轉(zhuǎn)發(fā)，即測(cè)試出的最大容量為RIB表的最大容量，而不是真正用于轉(zhuǎn)發(fā)的FIB表最大容量,使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面和控制層面結(jié)合法測(cè)試路由容量,是一種最為客觀有效的方式，也是目前路由測(cè)試中所推薦或建議的方式 使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面和控制層面結(jié)合法測(cè)試路由容量需要使用測(cè)試儀表的兩個(gè)端口 儀表端口A仿真成DUT的一個(gè)鄰居路由器R1向DUT注入一定數(shù)量帶有特定網(wǎng)絡(luò)前綴的路由條目 然后從路由學(xué)習(xí)的反方向，由儀表端口B仿真成一個(gè)主機(jī)向儀表端口A仿真的路由器R1發(fā)送路由測(cè)試流量，測(cè)試流量目的IP地址為儀表端口A向被測(cè)設(shè)備所發(fā)布的IP路由前綴。 并觀測(cè)儀表端口A的接收流量速率與端口中B發(fā)送測(cè)試流量的速率是否相同,路由震蕩對(duì)路由性能的影響,在網(wǎng)絡(luò)中，某些事件可能導(dǎo)致全網(wǎng)范圍內(nèi)的路由重新計(jì)算，直接影響到路由的穩(wěn)定性，從而影響IP報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā) 路由震蕩是網(wǎng)絡(luò)中路由不穩(wěn)定的主要表現(xiàn)形式,路由震蕩測(cè)試基本設(shè)計(jì)思路為,使用測(cè)試儀表的一個(gè)端口向DUT下發(fā)多個(gè)特定IP網(wǎng)絡(luò)前綴的路由 另一端口用