OSPF基础以及LSA概述

OSPF （开放式最短路径优先协议 ）

协议特点与概述： 使用范围为IGP（工作在AS自治系统内部），链路状态型路由协议、SPF算法，既传输路由信息又传输拓补信息，协议在进行传输时会携带掩码，OSPF基于IP协议封装，协议号为 89，优先级为10，支持路由认证、手工汇总以及区域划分，所以OSPF相对其它协议而言，比较消耗设备资源

OSPF中传递的信息称为LSA（链路状态通告），里面包含了路由信息和拓扑信息，因为OSPF为拓补划分了区域，而区域内和区域间传输的信息也不同，因此LSA也分为路由LSA（描述本路由器上接口的路由信息）和拓补LSA（描述路由器之间的连接状态 ）

OSPF更新方式为触发更新（网络稳定不更新，网络一不稳定，立刻更新）以及30分钟的链路状态刷新（LSA清空，基于LSA的30分钟），使用组播和单播的方式进行更新，更新所使用的组播地址为224.0.0.5（all SPF router使用）和224.0.0.6（DR\BDR router使用）

OSPF区域分为骨干区域和非骨干区域，区域的划分是基于接口划分的（如下图所示，R2的g0/0/0属于区域1，而R2的g0/0/1则属于区域0），骨干区域通常标记为0或者0.0.0.0，非骨干区域标记为非0或非0.0.0.0。

另外，OSPF的区域设计为向日葵网络设计，意思就是，骨干区域是唯一的，然后四周均是非骨干区域，非骨干区域围绕着骨干区域，像是一朵向日葵。然后完全位于骨干区域内的路由器称为骨干路由器，而其余的则称为非骨干路由器。还有ABR（区域边界路由器：位于骨干区域和非骨干区域之间的路由器，如上图R2）和ASBR（自治系统边界路由器：位于工作在OSPF协议与其他协议之间的路由器，如下图R4）

OSPF数据包：hello DBD LSR LSU LSack
hello： 周期性发送，周期时间10s或30s（根据不同的网络类型默认10s或30s）
目的：建立并维持OSPF邻居关系（邻居关系建立之后维持邻居状态，也就是周期性保活）

DBD：数据库描述数据包；
1.主从选举DBD： 比较双方的router-id ，router-id大的一方为主（master ），小的一方为从
（slave）；主用于控制LSA的交互

2.携带LSA头部信息的DBD

LSR： 链路状态请求，按照DBD中报文的未知LSA头部进行请求。
LSU：链路状态更新，携带LSA信息。

LSACK：链路状态确认。

OSPF状态机制：
Down、 init 、 attempt（过渡） 、 two-way 、 exstart 、 exchange 、loading 、full
只要发送hello包，就会从Down状态转换为init状态；当对端路由器接收到hello包，路由器双方就会从init状态转换为two-way状态，此时路由器双方建立邻居关系；在这里分两种情况，如果是点对点网络（p2p），则接下来直接从two-way状态转换为full状态，如果是MA网络，会先在邻居状态下选举出DR和BDR，然后就会发送主从选举的DBD包，通过此DBD包来确定主从关系，而此时就会从two-way状态转换为exstart状态；紧接着，当主从关系选举完成之后，就会通过DBD包传递所有的LSA信息（链路状态通告），告知对方自己所知道的拓补信息和路由信息，并且也会从exstart状态转换为exchange状态，紧接着双方会询问互相没有的LSA，然后会发送LSR（链路状态请求）来通知对方；当对方通过发送LSU（链路状态更新）来告知你所不知道的LSA时，就会从exchange状态转换为loading状态，此时，双方会进行大量的LSA学习，知道双方的LSA询问和LSA回答全部发送完毕，并且双方通过发送LSack（链路状态确认）说明对方的LSA已全部接收时，双方就会从loading状态转换为full状态，此时双方建立邻接状态。最后会通过周期发送hello包保活。

DR/BDR选举：
1.比较优先级（范围：0-255，默认优先级为1 ，越大越优）；
2.比较各自的router-id（可以手工配置），越大越优；
注意：
1.DR抢占是关闭的，意思是DR选举出来后，无法被改变，除非重启；
2.DR是一个接口概念；
3.优先级范围0-255，数字为0代表不参与选举；
4.先选举出BDR ，再从BDR升级为DR；

主从选举：
发生在exstart状态，通过双方的router-id进行比较，router-id大的一方为主。 发送的主从选举DBD中包含了MTU值（思科默认直接启用，华为默认不启用MTU，不过可以使用命令启用。如果启用了传递MTU值的功能，假如双方的MTU值不一致则会卡在exstart 状态）

LSDB表（链路状态数据库）

LSA中存在3个参数用于LSA的新旧比较：3600s的LSA都是最新的。

1.序列号Sequence
2.校验和
3.LSA老化时间（若以上都相同，LSA age之差小于15分钟，越小越优，若大于15分钟，则无法比较认为都是最新的）

LSA概述
OSPF主要有1、2、3、4、5、7类LSA

1类LSA：
功能： 包含路由器针对某个区域产生的路由信息和拓扑信息
传播范围：本区域内传输
Link ID ： 产生者的router-id
ADV router： 产生者的router-id
特性： 在单个区域中分别产生一条1类LSA，若存在MA网络，1类LSA不完整，需要配合2类LSA生成路由信息以及拓扑信息。

1类LSA 内容类型：
1.stubnet（末节网络）——路由信息
2.transnet（传输网络，仅限于MA网络）——拓扑信息
3.point-to-point（点对点网络）——拓扑信息
4.virtual link （虚链路）——拓扑信息

查看1类LSA ：




2类LSA（network LSA ，网络LSA）：
功能： 用于在MA网络中，描述本网络路由器的数量以及本MA网络的网络掩码
传播范围：只能在本区域之内传输，终止于ABR
Link ID：DR接口的IP地址
ADV router：DR所在路由器的router-ID
特性： 只会出现在MA网络，用于补充1类LSA（1.MA网络的掩码 2.MA网络路由器的数量）

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3类LSA（summary LSA，汇总LSA）：
功能：用于在区域之间传递路由信息
link-id ：传递路由的网络号
ADV router：默认为所在区域ABR的router-id
特性： 在穿越不同区域时，由其他的ABR重新产生（ADV router 是变化的）

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5类LSA（外部LSA）：
功能：用于在整个OSPF中传递外部路由（原本不属于OSPF域）
两种类型： 类型1 类型2（区别：2类不计算开销值，1类计算开销值）
Link id：传递外部路由的网络号
ADV router：产生该LSA的router-id（产生本LSA的ASBR的router-id）
传播范围：在整个OSPF域中传输

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4类LSA（summary ASBR LSA）：
功能：除了ASBR所在区域外，用于通告ASBR位置
Link id：ASBR的router-id
ADV router： 默认ASBR所在区域的ABR的 router-id
特点：在穿越不同区域时，由新的ABR重新产生。（与3类LSA一致）

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