HCIA 笔记四、OSPF

原创已于 2025-07-27 23:40:56 修改 · 470 阅读

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#笔记

于 2025-07-27 23:34:40 首次发布

1.动态路由协议应该具备的特性（动态路由协议之间的比较规则）

OSPF 结构化部署（区域划分）--使用V2

传递方式（链路状态协议的距离矢量特征是什么）：

OSPF---开放式最短路径优先协议

1.动态路由协议应该具备的特性（动态路由协议之间的比较规则）

（1）、选路

一般选择最佳路径，不同协议之间最佳路径的选路依据不同

RIP---选路依据跳数（cost）

OSPF---选路依据带宽---更加合理一些

SPF算法计算得出的路由本身的无环的

如图，若AR1想传输数据给AR5，使用RIP协议，会选择跳数小的路线，即上方路线，但下路如果是1000线路，上路时100M线路，此时明显下路更快一些，所以带宽作为选路依据比较合理

（2）、收敛速度

收敛---设备获取整个网络未知网段信息，加载路由表的过程（包含网络结构变化之后的路由刷新）

OSPF也存在计时器：

hello时间 10S ，Dade time--40S

首次收敛考虑情况多，收敛效率都差不多

RIP更新机制为每 30 秒广播一次路由表，收敛速度较慢。

OSPF通过SPF（最短路径优先）算法计算最短路径，收敛速度快。

（3）、资源占用

资源占用越小越好

RIP协议周期更新导致网络中会存在大量的RIP协议报文抢占带宽，所以资源占用大（16周期更新，防止抢占带宽）

OSPF传递拓扑信息资源，其工作方式（LS）导致资源占用也大，但OSPF在后续发展过程中研发了很多优化措施

OSPF工作方式

1.收集拓扑信息

2.转换为有向图

3.运行SPF-最短路径优先算法---生成最短路径树

4.计算生成路由信息

OSPF特性（与RIP对比）

相同点：

1.首先都有三个版本 OSPF-- V1（没有问世） V2---IPV4 V3---IPV6 RIP ---V1 V2（使用更多） NG

2.OSPFV2--和RIPV2均为无类别路由协议

协议在传递路由信息时携带子网掩码

3.OSPF V2和RIP V2均使用组播传递路由信息---224.0.0.5 224.0.0.6

4.OSPF V2 和RIP V2 都支持负载均衡

5.防环---利用空接口防环

OSPF 结构化部署（区域划分）--使用V2

原因：

如果不进行区域划分，会使资源占用过大，进行区域划分可以将资源占用进行优化

概念：

OSPF如果不划分区域，那么这样网络称为单区域OSPF网络

如果划分了区域（至少划分两个区域），那么这样的网络称为多区域OSPF网络

区分方法：

为了区分和标识不同区域的路由，设计了区域ID，本质是32位二进制 0-0.0.0.0 1-0.0.0.1

骨干区域：

又称中间区域，其区域ID必须为0

传递方式（链路状态协议的距离矢量特征是什么）：

OSPF规定在区域内部通过传递拓扑信息计算路由

OSPF协议在区域之间直接传递路由信息

区域边界路由器（ABR）：

必须同时属于两个区域，作用传递区域之间路由

区域划分规则（为了规范区域划分）：

1、必须存在ABR设备

2、必须按照星型拓扑结构进行规划

有一个中心区域（骨干区域：区域编号必须是0）

实例：

满足区域划分要求，当一台ABR设备损坏时，另一台设备仍能运行。

满足区域划分要求

不满足区域划分要求，未与0区域相连的ABR路由器属于非法路由，无法传递信息给其它区域，需要使用VPN等方法使其与0区域相关联

OSPF的工作过程：

R-ID--router ID：

区分和标识不同的运行OSPF协议设备的身份

要求：1.唯一性 2.格式统一

OSPF规定R-ID的格式和IP地址格式一致，本质都是32位二进制

生成方式：1、自动生成--设备如果没有手工配置RID，那么设备会选择自身环回接口IP地址数值最大的作为自身的RID，如果没有环回，那么选择自身物理接口IP地址数值最大的最为自身RID。

2.手工配置

数据包（网络层协议，没有传输层）：

hello包：OSPF协议用来周期性的发现建立和保活邻居关系

hello包为了实现保活，设计了hello时间和dead时间，默认情况下，OSPFhello时间一般是10S，死亡时间一般是4倍的 hello时间，在一些特殊网络环境下，可能会出现hello时间为30S的情况。

DBD包：链路状态数据库描述包---减少资源占用（避免重复更新）

链路状态数据库：LSDB数据库--存储自身收集到的所有链路状态信息（拓扑信息）

OSPF在传递拓扑信息之前，需要先传递本地链路状态数据库摘要信息，邻居设备收到该摘要信息之后，需要和本地数据库进行比对，然后只需要请求自身没有的拓扑信息即可，为了避免重复更新

LSR包：链路状态请求包，用来请求比对数据库之后，本地没有的这部分LSA信息

LSU包：链路状态更新包，用来向邻居发送对端请求的链路状态信息（拓扑信息）

LSACK包：用来做链路状态信息的确认包

7种状态机

当设备收到对端发送的hello包中携带了自身的RID，那么该设备才能进行two-way（双向通讯状态）---为了保证hello报文的可靠传输 Two-way状态，标志参数比对成功，邻居关系建立的标志

条件匹配：在邻居关系建立完成之后，如果条件匹配成功，那么进入后续的状态，如果条件匹配失败则停留在邻居状态---仅需要利用hello包周期保活

在exstart--预启动状态下，需要进行主从关系选举--选举依据RID的大小，RID大的为主。

为了尽量避免链路状态信息同时更新。

并且使用没有携带数据库摘要信息的DBD包，进行主从关系选举。

邻接状态：FULL标志着邻接关系的建立，进行报文传递

工作过程总结：

1.建立邻居：启动配置之后，ospf将向本地所有的运行了ospf协议的端口发送hell（224.0.0.5），hello包中携带自己的RID用来区分不同路由器的身份（不携带路由信息），同时携带自己已知的邻居RID，之后会将这些RID存储在自己的邻居表中。

2.条件匹配：邻居表建立完成之后，会进行条件匹配，如匹配成功则开始进入下一个状态（开始建立邻接关系），如果匹配失败则会停留在邻居关系。之后仅hello包进行保活。

3.如果匹配成功，则开始建立邻接关系，之后会使用未携带数据DBD包（并没有携带LSDB的摘要信息）进行主从关系的选举。主路由器会优先进入下一个状态，会优先发送摘要进行比对，比对之后，会请求自己本地没有的 lsa信息。对端会发送真正携带lsa信息的LSU包，会利用LSACK进行确认。本地的链路状态数据库建立完成，生成本地链路数据库表。

4.完成收敛----基于本地的链路状态数据库收集的lsa，根据自己的spf算法计算得出最短路径树。生成路由表

5.收敛完成后，会使用hello包每10s发送一次，用来保活邻居（邻接）关系。ospf会每30min进行一次周期更新。

基础配置

反掩码：掩码的逻辑相反，子网掩码为1的部分代表网络位，子网掩码为0的部分代表主机位，反掩码则是反掩码为0的部分代表网络位，反掩码为1的部分代表主机位。例如：192.168.1.0 /24--掩码为255.255.255.0反掩码则为 0.0.0.255 也可以仅宣告该接口本身的IP地址--精准宣告反掩码为0.0.0.0（可以避免误宣告）

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