OSPF协议（1）

路由分类

直连路由

静态路由：由网络管理员手工配置的路由信息

动态路由：所有路由器运行相同的路由协议，路由器之间才能沟通，交流，最终计算出到达未知网段的路由信息。

AS

自治系统 --- 由单一组织或者结构所构建的一部分网络

IGP --- 内部网关协议 --- AS内部

ospf，RIP，IS-IS，EIGRP（思科私有）

EGP --- 外部网关协议 --- AS之间

BGP

IGP协议可以基于算法进行分类

1、距离矢量型协议

RIP --- 贝尔曼·福特算法 --- 直接发送路由条目 --- “依据传闻的路由协议”

2、链路状态型协议

OSPF，IS-IS --- SPF算法（将图形结构转换成树形结构） --- 传递的是拓扑信息（LSA---链路状态通告）

评价IGP好坏的标准：

选举佳，收敛快（计时器），资源占用少

1、RIP是以跳数作为开销值的评判标准，OSPF是以带宽作为开销值的评判标准，OSPF计算出的路径不会出现环路。

2、因为OSPF计时器时间更短，所以收敛速度更快

3、从单个数据包的角度来看，RIP的资源占用量并不大，但是，因为他存在高频的周期更新（30S），所以从整体角度，资源占用量较大；OSPF单个数据包的资源占用远远大于RIP，但是因为其没有像RIP一样高频的周期更新（OSPF 30min），且存在很多减少资源占用的机制，所以从整体角度，ospf资源占用略小于RIP。

RIP：RIPV1，RIPV2---IPV4

RIPNG --- IPV6

OSPF：OSPFV1，OSPFV2 --- IPV4

OSPFV3 --- IPV6

RIPV2和OSPFV2的相同点：

1、OSPFV2和RIPV2一样都是无类别的路由协议，都支持VLSM（可变长子网掩码）和CIDR（汇总）

无类别指在传递路由信息时携带子网掩码

2、OSPFV2和RIPV2一样，都是以组播发送信息

RIPV2：224.0.0.9 --- 0100-5e00-0009

OSPFV2：224.0.0.5和224.0.0.6

（在OSPF中，所有设备都监听224.0.0.5，只有DR和BDR监听224.0.0.6）

3、OSPFV2和RIPV2一样，都支持等开销负载均衡

RIPV2和OSPFV2的不同点：

RIPV2只能应用在中小型网络环境中，OSPFV2可以应用在中大型网络环境中的。--- OSPF可以实现结构化部署---区域划分

区域划分目的：

区域内部传递拓扑信息，区域之间传递路由信息。

区域边界路由器 --- ABR

同时属于多个区域，一个接口对应一个区域，至少有一个接口对应区域0中。

区域之间可以存在多个ABR设备，一个ABR设备也可以连接多个区域

区域划分的要求：

1、区域之间必须存在ABR设备

2、区域划分必须按照星型拓扑进行划分 --- 中间的区域称为骨干区域

区域ID --- area id --- 32位二进制构成 --- 骨干区域的区域ID被定义为0

OSPF的数据包

hello包 DBD包 LSR 包 LSU包 LSACK包

1、hello包

周期性的发现，建立以及保活邻居关系

hello时间 --- 10s（30s）

Dead time --- 4倍的周期时间

RID --- 路由器的身份标识

1、手工配置 --- 要求：1、全网（ospf网络内）唯一；2、格式统一（统一按IP地

址格式）

2、自动生成

1、优先选择设备换回接口的ip地址，如果存在多个环回接口，则优先选择

其中数值最大的ip地址作为RID。

2、如果设备没有环回接口，则选择物理接口的ip地址作为RID，如果存在多

个物理接口，则优先选择其中数值最大的ip地址作为RID。

2、DBD包

数据库描述报文 --- LSDB(链路状态数据库) --- 用于放置LSA

3、LSR包

链路状态请求报文 --- 基于未知的LSA进行请求

4、LSU包

链路状态更新报文 --- 真正携带LSA的数据包

5、LSACK包

链路状态确认报文 --- 确认包

OSPF依然存在30min一次的周期更新

OSPF的状态机

Two-way（双向通信）状态 --- 标志着邻居关系的建立

（条件匹配）如果匹配成功，则可以进入到下一个状态；如果条件匹配失败，则将保持邻居关系，周期性发送hello包保持邻居关系。

主从关系选举 --- 通过比较RID进行主从关系选举，RID大的为主，为主的可以优先选择LSA

主从关系选举使用的是不携带数据的DBD包进行，主要是为了和邻居关系进行区分。

在华为体系中，主从关系选举更重要的一点为主的设备可以主导隐形确认

华为的DBD包确认方法使用的是隐形确认

Full（转发）状态 --- 标志着邻接关系的建立，只有邻接关系可以交换LSA信息，邻居关系仅能使用hello包进行保活

DOWN状态 --- 发送hello包之后进入到下一个状态

init（初始化）状态 --- 接收到hello包中存在自己本地RID，进入下一状态

Two-way（双向通信）状态 --- 标志着邻居关系的建立

（条件匹配）如果条件匹配成功，则进入到下一个状态；如果失败，则停留在邻居状态，仅使用hello包进行周期保活

Exstart（预启动）状态 --- 使用未携带数据的DBD包，进行主从关系选举，为主的，可以优先挑选LSA。

Exchange（准交换）状态 --- 通过携带数据DBD包，交换LSDB摘要信息

Loading（加载）状态 --- 通过LSR/LSU/LSACK三种数据包，获取基于之前DBD包的未知LSA信息

Full（转发）状态 --- 标志着邻接关系建立

OSPF的工作过程

启动配置完成后，ospf向本地所有运行协议的接口以组播224.0.0.5的形式发送hello包，hello包中携带自己本地的RID以及已知邻居的RID，如果收到hello包中存在自己本地的RID，则建立邻居关系。

将邻居关系记录在一张表中---邻居表

邻居关系完成后，将进行条件匹配，条件匹配失败，则将停留在邻居关系，仅使用hello包进行周期保活

如果匹配成功，则开始建立邻接状态；首先使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举，之后，使用携带数据的DBD包共享数据库目录信息。之后使用LSR/LSU/LSACK数据包获取未知的LSA信息。完成自己本地数据库的建立，生成数据库表 --- LSDB

最后基于本地的链路状态，使用SPF算法生成有向图和最短路径树，计算出到达未知网段的路由信息，将这些路由信息放到路由表中。

收敛完成后，使用hello包进行周期保活；每30min进行一次周期更新

OSPF的基本配置

1、启动OSPF进程

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 
[r1-ospf-1]

2、创建区域

[r1-ospf-1]area 0 
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]

3、宣告

1、激活接口；2、发布路由

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255

0.0.0.255 --> 反掩码用于控制圈定的范围，由连续的0和连续的1组成

4、查看配置相关命令

查看邻居表

查看邻居简表

查看链路状态数据库（LSDB）

查看由路由器 ID 为 2.2.2.2 的路由器所产生的路由器类型（Router LSA）的链路状态通告（LSA）信息

查看ospf学习到的路由条目的命令

华为体系中，OSPF的默认优先级为10

COST = 参考带宽/ 真实带宽---参考带宽默认100Mbps

修改cost值

条件匹配

指定路由器 -- DR --- 在一个MA网络中，DR设备和其他设备保持邻接关系

备份指定路由器 --- BDR --- 在一个MA网络中，BDR设备和其他设备保持邻接关系

在一个MA网络中，DR和BDR都存在的情况下，则至少需要4太设备，才能看到邻居关系

DR和BDR实际上是一个接口的概念

条件匹配 --- 在MA网络中，如果所有设备都建立邻接关系，则可能造成大量的重复更新，所以需要进行DR/BDR的选举，所有DROther之间仅保持邻居关系

DR和BDR的选举

1、先比较接口的优先级，优先级选择接口优先级最大的为DR设备，次大的为BDR

注：DR和BDR实际上是分两轮选举的

优先级是由8位二进制构成 --- 0-255

如果将某个接口的优先级设置为0，则代表该接口放弃DR和BDR的选举。

2、如果优先级相同，则比较设备RID，优先选RID大的设备对应接口为DR，次大的设备对应接口为BDR（同样是分两轮选）

OSPF的DR选举默认为非抢占模式。非抢占模式选举时间最长为40s（死亡事件）