OSPF协议

OSPF

动态路由评判标准

1.选路佳

RIP选路通过跳数——选路依据不够合理，选择路径可能成环

OSPF通过带宽选路——开放式的最短路径优先算法

收集LSA（拓扑信息）—形成有向图—最短路径树（无环的

结构）—spf算法计算的出路由

2.收敛快

OSPF也存在自身计时器，并且计时器的周期小于RIP

3.资源占用

a.单个数据包——OSPF的数据包包含的信息很多

b.整体——很大

OSPF采用很多办法去解决资源占用

RIP和OSPF的相同点

RIPV1 V2

NG

OSPF V1（并没有投入使用） V2—IPV4

OSPF V3——IPV6

1. RIP和OSPF都是无类别的动态路由协议（携带子网掩码），可以进行汇总和子网划分
2. 都是使用组播发生数据包——RIP 224.0.0.9 OSPF 224.0.0.5 224.0.0.6
3. RIP的V2和OSPF的V2都支持等开销（负载均衡）

不同点：

RIP只能用在中小型网络，OSPF可以使用中大型网络（80%网都是靠OSPF实现的）

结构化部署——区域划分（AS自治系统/OSPF区域），OSPF区域内部传拓扑信息

区域之间传递路由信息

链路状态路由协议的距离矢量特征（OSPF协议）

ABR——区域便捷路由器（必须同时属于两个区域）

OSPF区域划分也得根据实际情况——没有规定大小

如果进行了区域划分——多区域OSPF网络

如果没有进行区域划分——单区域划分

OSPF设计了区域ID—area ID——三十二位二进制构成由点分十进制表示

区分和标识不同的区域

骨干区域——只能为区域0，area=0.0.0.0

OSPF区域划分的规则

1.必须存在ABR——必须存在一个路由器同时属于多个区域，可以存在多个ABR起到备份的作用（多个路由器），必须存在接口属于区域0

2.OSPF区域划分必须按照星型结构进行划分（其他区域必然要与中间区域相连）

非法ABR：一个区域与其他区域相连并没有和中间区域相连，只能收集路由信息并且可以向外传递

OSPF工作流程

OSPF数据包

1.HELLO包---用来周期性的发现建立和保活邻居关系

HELLO时间—默认每10s发送一次。OSPF在某些特殊的网络环境下会出现每30s发送一次HELLO的情况

Dead Time—死亡时间—默认等于四倍的HELLO时间（40s）

RID——区分和标识具体的OSPF路由器的身份（32位二进制构成）

RID的唯一性、格式统一（按照IP地址的格式去执行）

设备获取RID的方式：手工配置、自动生成（如果路由器配置了环回地址，呢么他会选择环回地址中数值最大的作为自身的RID，如果路由器没有环回地址，则会选择接口IP地址数值最大的作为自身RID）

2.DBD包——数据库描述包

LSDB数据库——链路状态数据库(存储LSA中的拓扑信息)，减少OSPF的更新

3.LSR包——链路状态请求包

用来请求我没有的LSA信息

4.LSU包——链路状态更新包

真正携带LSA信息的数据包

5.LSACK包——链路状态确认包

OSPF状态机

TWO-way—双向通讯状态—标志着邻居关系的建立

条件匹配——只有条件匹配成功的设备，才能进入下一个状态，如果条件匹配失败则停留在邻居关系，并通过HELLO包每10s进行保活

主从关系的选举----选举标准看RID的大小

错开发送数据包

区别状态：

FULL状态标志着邻接关系的建立

只有邻接状态才真正共享LSA信息

OSPF的工作过程

邻居和邻接关系

什么是邻居关系？

1、在OSPF协议中邻居关系就是指在两台路由器中进行完两次Hello报文交互之后，建立起来的关系叫邻居关系。

2、该关系在OSPF状态机里显示的是2-way的状态。

详细邻居关系建立 点击即可查看

什么是邻接关系？

1、在OSPF协议中邻居关系就是指在两台路由器中进行完链路状态数据库（LSDB）同步之后，建立起来的关系叫邻居关系。

2、该关系在OSPF状态机里显示的是Full的状态。

详细链路状态数据库同步 点击即可查看

邻居关系和邻接关系的区别

1、邻居（Neighbor）关系与邻接（Adjacency）关系是两个不同的概念。OSPF路由器之间建立邻居关系后，进行LSDB同步，最终形成邻接关系。

2、在P2P网络及P2MP网络上，具有邻居关系的路由器之间会进一步建立邻接关系。

3、在广播型网络及NBMA网络上，非DR/BDR路由器之间只能建立邻居关系，不能建立邻接关系，非DR/BDR路由器与DR/BDR路由器之间会建立邻接关系，DR与BDR之间也会建立邻接关系。

详细DR和BDR基友情 点击即可查看

4、邻接关系建立完成，意味着LSDB已经完成同步，接下来OSPF路由器将基于LSDB使用SPF算法计算路由。.

OSPF的配置

[r1]ospf？

INTEGER<1-65535> Process ID——配置进程ID

1.[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1——尽量手工指定

启动OSPF进程，配置router ID

2.[r1-ospf-1]area 0——创建区域

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]

3.[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255——范围宣告

（0.0.0.255反掩码，32位二进制构成，连续的0或连续的1构成，0代表不可变，1代表可变）掩码是为1的部分是网络位，相当于不可变

 

注：[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.1 0.0.0.0——精准宣告（相当于只宣告一个IP）

4.[r2]display ospf peer ——查看邻居表

5.[r1]display ospf peer brief ——查看邻居简表

6.[r3]display ospf lsdb——展示数据库表

7.[r3]display ospf lsdb  router 3.3.3.3——展示具体的LSA

OSPF的COST（开销）算法

参考带宽/真实带宽

参考默认带宽是100M

[r3-ospf-1]bandwidth-reference 10000——修改默认带宽

当网络结构发生变化，OSPF怎么处理

当网络新增、缺失一个网段、网络不可达（等40s死亡时间）

OSPF也存在触发更新，并且这个更新包需要被回复

条件匹配

DR（指定路由器）

DR和其他广播域内路由器均建立邻接关系

BDR（备份指定路由器）和其他所有路由器都处于邻接状态

DRother（其他路由器）一个广播域，除了DR和BDR的其他路由器才处于邻居状态

会选择广播域中RID最大的作为DR，RID次大作为BDR，剩余设备为Drother

DR和BDR的选举是非抢占的

选举时间最大是死亡时间

Prioity:1——DR优先级数值越大的成为DR

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority ?

  INTEGER<0-255>  Router priority value干涉DR和BDR的选举，0代表不选举

<r1>reset ospf process

Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y——重启OSPF进程

拓展配置

1.认证

接口认证[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5

区域认证（本质是接口认证）

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 2 plain 234567

2.区域汇总——ABR上进行配置——ABR区域边界路由器

[r4-ospf-1]area 0——进入对应的区域

[r4-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 172.16.0.0 255.254.0.0——手工汇总（掩码只能写10进制）

3.[r5-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/1——配置位置

4.加快收敛

[r5-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5——只需要改变接口HEllo时间，死亡时间自动根据hello时间进行四倍关系的改变

[r5-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer dead 20

结论：所有接口都需要修改

5.缺省路由

[r4-ospf-1]default-route-advertise——配置位置，OSPF进程中

必须给自身存在一条缺省，才能给其他设备下发缺省

[r4-ospf-1]default-route-advertise always——强制下发缺省