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OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先)
OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先)
按照工作区域分类,OSPF属于IGP(Interior Gateway Protocol,内部网关协议)
按照工作机制及算法分类,OSPF属于链路状态路由协议(Link-State Routing Protocols)
OSPF内部优先级为10,外部优先级为150
OSPF的版本
OSPF Version 2(RFC2328) --IPv4
OSPF Version 3(RFC2740) --IPv6
OSPF的优点
基于SPF算法,以“累计链路开销”作为选路参考值
采用组播形式收发部分协议报文
支持区域划分
支持对等价路由进行负载分担
支持报文认证
Router id 选举规则
Router id用于在OSPF网络内部唯一地标识一个路由器,确保在OSPF路由计算过程中能够准确地区分不同的路由器。
1.手动配置路由器的Router id (建议初学者练习手动配置)
2.如果没有手动配置Router id,路由器将使用Loopback接口中最大的IP地址作为Router id
3.如果没有配置Loopback接口,路由器将使用物理接口中最大的IP地址作为Router id
注意:(1)更改Router id之后,需要去到用户视图重启OSPF进程才可以生效
(2)OSPFv3中,必须要手工配置Router id,否则OSPFv3将无法正常使用
OPSF的报文格式:
Version :对于当前所使用的OSPFv2,该字段的值为2。
Router ID:表示生成此报文的路由器的Router ID。
Area ID:表示此报文需要被通告到的区域。
Type:类型字段。
Packet length:表示整个OSPF报文的长度,单位是字节。
Checksum:校验字段,其校验的范围是整个OSPF报文,包括OSPF报文头部。
Auth Type:为0时表示不认证;为1时表示简单的明文密码认证;为2时表示加密(MD5)认证。 Authentication:认证所需的信息。该字段的内容随AuType的值不同而不同。
OSPF的五种报文:
OSPF报文直接采用IP封装,在报文的IP头部中,协议号为89。
1)Hello报文:用来发现和维护OSPF网络中的邻居关系。默认是10s发送一次。Hello包也用来选举DR/BDR。(DR/BDR下面再介绍)
2)DD报文(Database Description):用来描述本地的LSDB的摘要信息,用于两台设备进行数据库同步,也用来选举主从关系。
3)LSR报文(Link State Request):用来请求所需要的LSA。
4)LSU报文(Link State Updata):向对端发送其所请求的LSA详细信息。
5)LSACK报文(Link State ACK):对收到的LSA信息进行确认。
OSPF的七种状态:
down:这是OSPF邻居关系的初始状态。在此状态下,路由器尚未与邻居建立连接,也没有发送或接收任何OSPF协议报文。
init:当路由器启动并尝试与邻居建立连接时,它会进入Init状态。在此状态下,路由器会向邻居发送Hello报文,但尚未收到邻居的Hello报文确认。
2-way:当路由器收到邻居的Hello报文确认后,双方进入2-Way状态。这表示邻居之间已经建立了双向通信,可以互相发送和接收OSPF协议报文。
ExStart:在2-Way状态之后,路由器进入ExStart状态,开始与邻居协商建立主从关系,并准备交换链路状态数据库信息。
Exchange:在ExStart状态之后,路由器进入Exchange状态。在此状态下,路由器与邻居开始交换链路状态数据库描述报文(LSA),以同步彼此的路由信息。
Loading:在某些OSPF的实现中,可能存在一个Loading状态。在这个状态下,路由器会加载并处理从邻居收到的LSA信息,更新其内部路由表。
Full:当路由器完成LSA的交换和加载,并且路由表已经同步后,它将进入Full状态。这是OSPF邻居关系的最终状态,表示路由器之间已经建立了完全的邻接关系,可以相互转发数据包并进行正常的路由操作。
DR/BDR
DR(Designated Router,指定路由器)和BDR(Backup Designated Router,备份指定路由器)
DR的主要职责包括:
- 负责与所有的邻居路由器建立邻居关系,维护网络的连通性。
- 负责负载均衡和路由的计算,以优化网络性能。
- 当网络拓扑发生变化时,DR负责更新其他所有的OSPF路由器,确保路由信息的实时性和准确性。
BDR的职责则主要是:
- 监控DR的状态,确保网络的稳定运行。
- 在DR发生故障或变得不可达时,能够迅速接替DR的角色,继续维护网络的连通性和路由信息的更新。
DR选举规则:
1.接口DR的优先级越大越优
2.接口优先级一样时,Router id 越大越优
注意:DR不具备抢占性
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