OSPF协议详解3：网络类型、SPF算法、路由选择与特殊区域

原创 已于 2025-10-03 21:04:47 修改 · 1.3k 阅读 · 28 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#网络协议

于 2025-10-03 21:03:57 首次发布

在这里插入图片描述

本文深入探讨OSPF协议核心概念。详细介绍了点到点、广播、NBMA、点到多点及环回等OSPF网络类型，涵盖邻居发现、DR/BDR选举、Hello/Dead间隔及其默认值。阐述了OSPF最短路径优先（SPF）算法，包括基于带宽的度量计算和管理距离。分析了OSPF路由类型（域内、域间、外部）及其优先级偏好与防环机制。最后，重点介绍了Stub、Totally Stubby、NSSA、Totally NSSA等特殊区域，阐明其限制LSA传播、优化网络性能的作用，以及对LSA类型过滤的规则。

1. OSPF网络类型

路由器可以连接到不同类型的WAN链路，有些WAN链路支持全互联，有的支持星形互联，也有的只支持点到点连接。有的支持组播和广播，有的只支持单播。不同类型的WAN链路的特性也不一样，所以这也是为什么要设置OSPF的网络类型。

RFC 2328中定义了四种公认的网络类型：

  • 广播
  • 非广播
  • 点到点
  • 点到多点
    还有两种厂商私有的网络类型：
  • 点到多点非广播（思科私有）
  • 环回（多厂商）

基于不同的网络类型，OSPF会

  • 自动通过组播来发现邻居，或通过单播进行手动指定邻居。
  • 决定是否需要DR/BDR。
  • 使用不同的Hello和Dead间隔。

当在一个接口上配置OSPF时，根据接口的类型会有一些默认值，譬如：

  • 以太网：默认为广播。
  • HDLC/PPP：默认点到点。
  • 帧中继：默认NBMA。

1.1 点到点网络

点到点网络是最简单明了的。在WAN链路为串口，E1/T1的租用线路，以及GRE和IPsec隧道时，链路默认设置为点到点网络。

  • 只能连接到一个远端的路由器，连接为1对1的通信。
  • 允许通过组播来动态发现邻居，组播地址为224.0.0.5。
  • 不需要DR/BDR，因为链路上只有两个路由器。
  • Hello间隔默认10秒，Dead间隔默认40秒。

在这里插入图片描述

在1类LSA中会显示两条：

  • P2P连接到另一台的路由器，包括自己的IP地址和对端路由器的RID。
  • 连接到一个末节网络，包括P2P网络的前缀和掩码。

1.2 广播网络

广播网络是使用最多的网络类型，当在各种速率的以太口上配置OSPF时，默认的网络的类型就是广播。

  • 可以通过此接口连接到无数的路由器。连接是任意到任意的。
  • 允许通过组播来动态发现邻居，组播地址为224.0.0.5。
  • 因为在这个网络里有许多路由器，因为需要选举DR/BDR来优化LSA的泛洪。
  • Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。

在这里插入图片描述

在1类LSA里会显示连接到一个Transit网络，包括DR的IP地址和自己的IP地址。通过DR的IP地址来查看2类的LSA。它包括DR地址，网络的掩码以及所有连接到此网络的路由器的RID。

在这里插入图片描述

1.3 点到多点网络

点到多点网络需要在接口下明确配置为P2MP。它用在帧中继和DMVPN这种的WAN链路上。

  • 可以通过此接口连接到无数的路由器。连接为星形连接，自己是中心。
  • 允许通过组播来动态发现邻居，组播地址为224.0.0.5。
  • 因为我是中心，我可以优化LSA的泛洪，因此不需要选举DR/BDR。
  • 在Spoke站点，配置为点到点网络，因为它只能连接到Hub。
  • Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。

1.4 NBMA

NBMA为非广播多路访问网络，用于原生不支持组播和广播的网络，譬如帧中继和X.25。

  • 可以通过此接口连接到无数的路由器。连接是任意到任意的。
  • 无组播能力，需要手动指定邻居，通过单播来传播控制信息。
  • 因为在这个网络里有许多路由器，因为需要选举DR/BDR来优化LSA的泛洪。
  • Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。

1.5 点到多点非广播

特性和P2MP差不多，只是不支持组播和广播，需要在接口下明确配置P2MP non-broadcast。

  • 可以通过此接口连接到无数的路由器。连接为星形连接，自己是中心。
  • 无组播能力，需要手动指定邻居，通过单播来传播控制信息。
  • 因为我是中心，我可以优化LSA的泛洪，因此不需要选举DR/BDR。
  • 在Spoke站点，配置为点到点网络，因为它只能连接到Hub。
  • Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。

1.6 环回网络

Loopback接口默认设置为环回网络。OSPF总是将Lookback地址通告成/32的主机地址， 即使真实的IP地址为/24的。

1.7 总结

Network TypeDR/BDR ElectionNeighbor DiscoveryDefault Timers (Hello/Dead)Common Use Case
BroadcastYesAutomatic (Multicast)10 / 40 secondsEthernet LAN
Point-to-PointNoAutomatic (Multicast)10 / 40 secondsSerial Links, Two-Router Ethernet Links
Non-Broadcast (NBMA)YesManual (Unicast)30 / 120 secondsLegacy Frame Relay (Full-Mesh)
Point-to-MultipointNoAutomatic (Multicast)30 / 120 secondsHub-and-Spoke WAN (with multicast)
Point-to-Multipoint Non-BroadcastNoManual (Unicast)30 / 120 secondsHub-and-Spoke WAN (no multicast)
LoopbackN/AN/AN/ARouter ID, Management Interfaces

2. 最短路径优先算法

OSPF路由协议的核心是SPF算法，也叫做Dijkstra算法，它使用链路的带宽作为度量，默认是以100M为参考值，也就是100M的链路的度量值为1。度量值是一个整数值，公式为 1 0 8 10^8 108 / 接口带宽（单位为bps），结果四舍五入到最近的整数，不足的1的为1。

通过LSA的泛洪，区域内的路由器都保持相同的LSDB，因此每台路由器在本地计算从本身到目标网络的度量，并选出度量值最小的作为最优路径。在实际的生产环境，设置的带宽参考值为本网络中最高速率的接口带宽值。在普通企业环境，一般是10G。

参考日常使用到的管理距离，OSPF的管理距离为110。在OSPF选出最优路径后，如果目标网络还从其他路由协议学到了，则需要选择管理距离小的放到全局路由表中。

路由来源管理距离值
直连接口0
静态路由1
EIGRP汇总路由5
EBGP20
EIGRP内部路由90
OSPF110
IS-IS115
RIP120
EIGRP外部路由170
IBGP200

3. 最优路径选择

3.1 路由类型

O ： 域内路由

在这里插入图片描述

O IA：域间路由

在这里插入图片描述

O E：外部路由
1类外部路由包括本设备到ASBR的度量值加外部引入时的度量值，而2类路由只包含外部引入时的度量值，因为2类路由在OSPF域内传递时度量值不变。
从普通区域引入的外部路由分为O E1和 O E2类型的路由。而从NSSA区域引入的外部路由则分为 O N1和O N2类型的路由。

3.2 路由类型偏好

如果同一条路由既有域内的又有域间的，而域间的度量值更低一些，OSPF会选择哪个作为最优路由呢？
答案是选择域内的。对于OSPF路由的偏好是O > O IA > N1 > E1 > N2 > E2。只有是同类型的OSPF路由才会比较度量值。而如果路由类型和度量值都一样，则会进行负载均衡。

3.3 OSPF路由的防环

  • 链路状态的路由协议与距离矢量的路由协议不同，因为在区域内每台设备都有整个区域内的拓扑，它会计算出到区域内所有的目标网络的无环最优路径，因此在域内OPSF原生地就防环。

  • 而对于域间路由，都是由普通区域传到骨干区域再传到其他区域。从一个区域学到的路由不会再传回这个区域。

  • 如果是MPLS作为超级骨干区域，PE-CE使用OSPF，则PE将路由从MPBGP导回到OSPF时会将SLA的DN bit置1，CE的OSPF的SPF算法会忽略DN bit置位的SLA。

在这里插入图片描述

  • 在双点双向重分布的时候，也可以通过打标签来过略掉重分布的路由。

在这里插入图片描述

4. 特殊区域

末节区域的作用是限制外部路由的传播，优化网络性能。它一共有四种变种形式。

  • Stub
  • Totally Stub
  • NSSA
  • Totally NSSA

它们的特点如下：

  • 这4种区域允许域内的1类和2类路由外，禁止5类外部路由的传播。
  • 带Totally字样的则会禁止域间的3类路由的传播。
  • NSSA系列的可以引入外部路由，但是ASBR会生成7类路由，到ABR时会重新生成5类传到骨干区域。
OSPF Area TypeOSPF LSA Types Allowed
BackboneType 1, Type 2, Type 3, Type 4, Type 5
NormalType 1, Type 2, Type 3, Type 4, Type 5
StubType 1, Type 2, Type 3, OSPF summary default route
Totally-Stubby (Cisco)Type 1, Type 2, OSPF summary default route
Not-So-Stubby (NSSA)Type 1, Type 2, Type 3, Type 7, default static route
Totally NSSAType 1, Type 2, Type 7, OSPF summary default route

注意事项：

  • 末节区域内的路由器配置Area时要带stub选项，不然邻居起不来。这个属性也是由Hello包来携带的。
  • Area 0无法配置末节区域。
  • 根据RFC 2328，虚电路无法穿越末节区域。

📚 延伸阅读

更多内容持续更新于我的博客：https://www.zenseek.site

潘晓可
关注
22张图详解OSPF：最常用的动态路由协议
networktp的博客
12-23 4421
大家好，我是 Fox 。最近的瓜不要太多，王某某离婚，带货主播被罚 13 亿，到处都在刷屏，小道消息也是满天飞，一波赛过一波，比追剧还上瘾。虽然我是技术博主，但是看八卦新闻却很容易上头。为了缓解下激动的心情，上点实实在在的干货，来压压惊，顺便涨点知识。 RIP 缺陷 提及 OSFP 时，还得先从 RIP 说起。 RIP 以跳数来计算到达目的网络的最优路径，在实际应用时并不合适，以网络带宽和链路时延来衡量网络质量会更合理。 RIP 支持的最大跳数是 16 ，无法用于搭建大规模的网络。 RIP 的收敛速度慢
OSPF协议详解4：实验 - OSPF区域、网络类型与高级路由控制实践
一只空杯
10-07 765
本文内容涵盖OSPF普通区域与特殊区域（Stub、Totally Stubby、NSSA、Totally NSSA）的配置与LSA行为分析。同时，深入探讨了不同接口网络类型（广播、点到点、非广播、点到多点）对DR/BDR选举和计时器的影响。此外，文档还详细阐述了默认路由的生成、域间和外部路由汇总，以及域内、域间和外部路由过滤等高级路由控制技术，并通过配置示例和show命令输出进行了验证。
OSPF协议详解1：从基础概念到区域划分与报文类型解析
一只空杯
09-30 879
本文详细介绍了开放式最短路径优先（OSPF）协议，一个用于自治系统内部的动态链路状态路由协议。文章首先对比了静态与动态路由协议、距离矢量与链路状态路由协议的特点，明确了OSPF的定位。接着，深入探讨了OSPF的区域概念，包括骨干区域与非骨干区域的结构、区域划分的优势、路由器角色（如ABR、ASBR）以及特殊区域类型（Stub、Totally Stub、NSSA等）。最后，文章详细解析了OSPF的五种报文类型：Hello、DBD、LSR、LSU和LSAck，逐一阐述了它们的用途、报文结构中的关键字段。
OSPF 技术详解：链路状态路由协议的原理、应用与配置实践
zero_number的博客
03-04 1579
OSPF 是一种内部网关协议（IGP），诞生于 1989 年，初版由 RFC 1131 定义，后经多次迭代，发展为 OSPFv2（RFC 2328，1998 年，适用于 IPv4）和 OSPFv3（RFC 5340，2008 年，适用于 IPv6）。与基于距离向量的 RIP 不同，OSPF 采用链路状态数据库（LSDB），通过路由器共享完整的网络拓扑信息，利用 Dijkstra 算法计算最优路径。
OSPF协议详解：消息类型、区域设计及路由器角色
weixin_30674431的博客
05-07 335
本文深入探讨了OSPF协议中的关键概念，包括其消息类型、区域设计原则以及路由器的角色和功能。OSPF使用多种类型的消息来维护网络的稳定性，包括Hello数据包、数据库描述（DBD）数据包、链路状态请求（LSR）数据包、链路状态更新（LSU）数据包和链路状态确认（LSAck）数据包。通过合理的区域划分和路由器类型设计，如ABR、ASBR、DR和BDR，可以有效减少路由信息的泛洪，优化网络性能。
OSPF路由协议详解---通俗易懂！
2403_83112422的博客
03-17 5289
ospf协议详细通俗易懂
学习笔记——动态路由——OSPF工作原理（SPF算法）
灵韵的博客
07-05 3618
RTA将自己添加到最短路径树的树根位置，然后检查自己生成的Router-LSA，对于该LSA中所描述的每一个连接，如果不是一个Stub连接，就把该连接添加到候选列表中，分节点的候选列表为Link ID，对应的候选总开销为本LSA中描述的Metric值和父节点到达根节点开销之和。将节点3.3.3.3，Metric=0，父节点到根节点的开销为2，候选总开销为2，加入候选列表。第三个P-2-P连接中，Link ID为4.4.4.4，Metric=48，父节点到根节点的开销为1，候选总开销为49，加入候选列表。
OSPF协议详解
weixin_45313288的博客
08-04 1537
D.“MS”：当两台OSPF路由器交换DD报文时，首先需要确定双方的主从关系，Router ID大的一方成为Master，当值为1时表示发送方为主。A.先发送一个空的DD报文，RouterID大的成为主，从先发第二个DD报文，该报文携带了从设备的数据库摘要信息（I | M | MS）C.“M”：当发送连续多个DD报文时，如果这是最后一个DD报文，则置为0，负责置为1，表示后面还有其他的DD报文。①ABR：区域边界路由器，分别连接两个及两个以上的不同区域，至少有一个接口在区域0且有Full的邻接关系；
OSPF路由协议详解
qq_23930765的博客
04-23 2397
OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），采用Dijkstra的最短路径优先（SPF）算法，支持分层网络设计、快速收敛、无环路路由等特性。在广播网络中选举指定路由器（DR）和备份指定路由器（BDR），优化LSA泛洪。：通过划分区域（Area）减少路由信息泛洪，提升可扩展性。：在虚拟路由器（如CSR1000v）上部署OSPF，实现云上与本地网络互通9。：包括广播、点对点、非广播多路访问（NBMA）等，适应复杂网络环境16。
中兴内部OSPF协议详解：SPF算法与路由优化
它是基于链路状态的协议，这意味着每个OSPF路由器会维护一个完整的网络拓扑视图，并通过SPF算法计算到各个目的地的最短路径。 1．概述 OSPF设计的主要目标是提高路由效率和避免路由循环。它支持VLSM（Variable ...
OSPF动态路由协议详解：链路状态、SPF算法与区域设计
动态路由协议OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是网络中常用的一种链路状态路由协议，它主要用于Internet Protocol Version 4（IPv4）和IPv6网络环境中的路由选择。OSPF的核心特点是无路由循环，...
OSPF协议详解：链路状态与SPF算法的运作机制
- OSPF是基于链路状态的路由协议，与RIP基于距离向量的方法不同，它更侧重于收集网络的全局拓扑信息，从而更有效地避免路由环路。 2. 算法优化: - 使用迪杰斯特拉(Dijkstra)的最短路径算法SPF（Single-Source ...
OSPF路由协议解析：SPF算法详解
"本章主要探讨了OSPF路由协议及其核心部分——SPF算法，以及在单区域配置中的应用。OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），它提供了比距离矢量协议（如RIP）更高效的路由选择。...
OSPF路由协议详解：DR/BDR选举与SPF算法
"本章主要介绍了OSPF路由协议的相关知识，包括其工作原理、SPF算法以及单区域的配置方法。OSPF作为一种链路状态路由协议，与距离矢量协议如RIP相比，具有多种优势，如支持VLSM、快速收敛、避免路由自环、支持验证和...
计算机网络传输层应用层综合实验3：telnet远程访问服务部署
最新发布
wusam的专栏
12-09 129
兰生幽谷，不为莫服而不芳；君子行义，不为莫知而止休。
obs-websocket 5.x.x Protocol 全中文翻译
Mars.CN
12-08 542
由于最近要用到 obs-websocket 5.x.x Protocol，发现网上并没有中文资源，虽然也不难看懂，但对我们这些小学英文就不及格的货，一边翻译一边看还是有些费事的，索性把全文都做了翻译，分享给像我一样的低智码农。obs websocket提供了一个功能丰富的RPC通信协议，可以访问obs的大部分功能集。本文档包含您应该知道的一切，以便建立连接并充分使用obs websocket的功能。以下是如何连接到 obs-websocket 的信息应严格遵循这些步骤。未能按照指示连接到服务器可能会导致您的
Spring Boot 后端实现 WebSocket
2301_79609207的博客
12-04 755
本文介绍 Spring Boot 中 WebSocket 的实现的方法。首先需导入相关依赖，配置类启用 @ServerEndpoint 支持，创建 ChatEndpoint 类实现核心功能。详解 WebSocket 生命周期的 4 个注解方法，说明用 ConcurrentHashMap 管理在线用户 Session 的方式，以及群发、私聊消息的实现逻辑，并给出完整服务端代码、前端测试代码及功能测试步骤，帮助快速搭建简易聊天室。
中科大计算机网络——网络安全
Tandy12356_的博客
12-01 409
使用checksum作为H不合适，因为很容易反向计算出m'与m有同样的报文摘要。为何不能让你逆向推导出报文m？防止你用不合法的协议m'在法庭上要挟签名人。使用公开密钥加密体系作认证的缺陷：中间人攻击。本质原因：Bob没有拿到真正Alice的公钥。解决方案：让Bob可靠地拿到Alice的公钥。只要根是可靠的，后面大概率也是可靠的。求幂次方和求模运算代价非常大。
【中间件面试题】Mysql、Redis、MQ、ES、计算机网络
xueping_wu的博客
12-09 271
范式（）是数据库设计时遵循的一种规范，不同的规范遵循不同的范式。范式可以避免数据冗余，减少数据库的空间，减轻维护数据完整性的麻烦。属性不可分割。即每个属性都是不可分割的原子项。联合主键不能存在部分依赖。满足第一范式，并且不存在部分依赖，即非主属性必须完全依赖于主属性。(主属性即主键，完全依赖是针对于联合主键的情况，非主键列不能只依赖于联合主键的一部分)。非主键字段不能存在传递依赖。满足第二范式，并且不能存在传递依赖。即非主属性不能与非主属性之间有依赖关系，非主属性必须直接依赖于主属性。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值