OSPF的基本工作原理以及在Cisco中配置简单的OSPFv2验证

路由选择协议的概述

静态路由选择

静态路由是由人工配置的网络路由，默认路由，特定主机路由，黑洞路由等，一般适用于小规模的网络，缺点是不能及时适应网络状态（流量、拓扑等）的变化。

动态路由选择

路由器通过路由选择协议自动获取路由信息，能够较好地适应网络状态的变化，适用于大型网络。

因特网采用的路由选择协议的特点

1. 自适应 动态路由选择，可以较好适应网络状态变化；
2. 分布式 路由器之间交换路由信息；
3. 分层次 将整个因特网划分为许多较小的自治系统AS。

常见的路由选择协议

（图片来源：湖科大教书匠：计算机网络微课堂）

OSPF的基本工作原理

基本描述

开放最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）是在1989年为了克服RIP协议的缺点而开发做出来的，OSPF使用Dijkstra的最短路径算法SPF，是基于链路状态（就是指本路由器和哪些路由器相邻，以及相应的“代价” 如费用，距离，时延，带宽等等，由网络管理人员决定）的。

OSPF的五种分组类型

1. 问候（Hello）分组：用于发现和维护邻居路由器的可达性；
2. 数据库描述（Database Description）分组：向邻居路由器给出自己的链路状态数据库中的所有链路状态项目的摘要信息；
3. 链路状态请求（Link State Request）分组：向邻居路由器请求发送某些链路状态项目的详细信息；
4. 链路状态更新（Link State Update）分组：路由器使用这种分组将其链路状态使用洪泛发送，即使用洪泛法对全网更新链路状态；
5. 链路状态确认（Link State Acknowledgment）分组：对链路状态更新分组的确认分组。

路由器之间的工作流程

1. OSPF通过路由器之间交换问候（Hello）分组来建立和维持邻居关系，协议号必须为89，表示该数据包是OSPF分组，发送周期10秒；每一个路由器都有一个邻居表，记录邻居ID,连接端口，以及“死亡”倒计时，当死亡倒计时到达0秒时则表示该路由不可达，反之则重新从40秒开始计时。
2. 使用OSPF的路由器都会产生链路状态通告LSA（Link State Advertisement），其包含以下内容：
   1） 直连网络的链路状态信息
   2） 邻居路由器的链路状态信息
   其被封装在LSU中，采用洪泛法发送；
3. 使用OSPF的路由器基于各自的LSDB（Link State Database）进行最短路径优先SPF进行计算，构建出各自的路由表。

OSPF在多点接入网络中路由器邻居关系的建立

1. 通过一些枚举参数来选举出指定路由器DR和备用指定路由器BDR；
2. 所有非DR/BDR 只 与DR/BDR建立邻居关系；
3. 非DR/BDR之间通过DR和BDR来进行交换信息，这样可以将邻居数量关系从 n(n-1)/2* 变为 2(n-2)+1。

（图片来源：湖科大教书匠：计算机网络微课堂）

4. OSPF将一个自治系统AS分为若干个区域，每一个区域都有一个编码，主干区域为0，用点分十进制表示为0.0.0.0，其他区域不能为0且互不相等;这样的划分把利用洪泛法交换链路信息的范围局限于每一个区域而不是整个自治系统，大大节省了网络资源的利用。
5. 区域边界路由器用于向主干区域发送所连的子区域的链路状态通告，向子域发送其他区域的链路状态通告，主干路由器中有一个自治系统边界路由器，用于和其他自治系统交换路由信息。

（图片来源：湖科大教书匠：计算机网络微课堂）

在Cicso中配置OSPFv2验证

实验准备

配置 OSPFv2 验证实验拓扑如下图：

实验步骤

对路由器进行配置

R1：

R2：

实验调试

R1：

R2：

将R1和R2的简单口令配置删除后，配置OSPFv2 MD5区域验证

删除简单验证并配置MD5区域验证

R1：

R2：

查看OSPFv2 MD5 区域验证情况

（选择R1或R2皆可）

实验思考

1. OSPFv2 验证的意义是什么？
   配置OSPFv2验证的意义主要在于防止未授权的路由器通过仿造OSPF报文对网络中的路由器进行网络攻击破坏网络的正常运行，配置OSPFv2的意义就在于提高了OSPF报文的安全性和完整性；

2. 为什么要区分基于区域的OSPFv2验证和基于接口的OSPFv2验证?
   基于区域的OSPFv2验证适用于较大型网络，由于OSPF协议在大型网络中更新效率高，收敛速度快，在大型网络中的统一了区域内所有路由器的配置，简化了配置过程；
   基于接口的OSPFv2则可以为每个接口单独设置认证方式和密码，提供了更为精细的控制，适用于需要对特定端口进行特定验证的场景，且基于端口的OSPFv2验证的优先级更高。

3. 尝试两个路由器配置不同密码，会出现什么现象？为什么？
   如果两台路由器配置了不同的密码，它们将无法建立OSPF邻居关系。
   因为OSPF在建立邻居关系时会校验收到的OSPF报文中的密码是否与本地配置的密码一致。
   如果不一致，路由器会认为报文未通过认证，从而丢弃该报文，并导致邻居关系无法建立，这是为了保证OSPF路由信息的安全性，防止未授权的设备交换路由信息。

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