HCIP-Routing & Switching笔记——动态路由OSPF

前言

  RIP是基于距离矢量算法的路由协议，由于应用在大型网络中存在收敛速度慢、度量值不科学、可扩展性差等问题，IETF提出了基于SPF算法的链路状态路由协议OSPF（Open Shortest Path First）

一、OSPF简介

动态路由OSPF，开放式最短路径协议

OSPF v3没有认证
属于IGP（内部网关）协议，链路状态路由协议——不直接传递各路由器的路由表，而传递链路状态信息。

Link State（链路状态）指的是路由器的接口状态
LSA(Link State Advertisement)是路由器之间链路状态信息的载体。
LSA是LSDB的最小组成单位，LSDB由一条条LSA构成。

基本特点

• 收敛速度快：所有路由器各自维护一个链路状态数据库。邻居路由器先同步状态数据库，再各自基于SPF（Shortest Path First）算法计算最优路由，从而提高收敛速度。
• 触发增量更新：一有变动马上更新改变之后的数据。
• 无路由自环
• 支持无类域间路由（CIDR）
• 使用IP组播收发协议数据
• 支持多条等职路由
• 支持协议报文的认证

工作过程：

1. 路由器之间发现并建立邻居邻接关系；
2. 每台路由器产生并向邻居泛洪链路状态信息，完成LSDB(Link State Database)的同步；
3. 通过SPF算法选择最优路由，并形成路由表。

二、Route ID

AS自治系统（Autonomous System）:
一个自治系统是指使用同一种路由协议交换路由信息的一组路由器。
以三层设备为主的一个大型网络（比如，ISP互联网提供商）
公有AS 1-64511
私有AS 64512-65535
2字节 1-65535
4字节 65535.65535

Route ID：
一个32位的无符号整数，其格式和IP地址的格式是一样的，用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器，每台运行OSPF的路由器都有一个Route ID。

Route ID选举规则：

• 自动选举
  1. 未手动配置，则选Loopback接口中最大的IP地址作为Route ID
  2. 无Loopback接口，则选物理接口中最大的地址作为Route ID
• 手动配置OSPF路由器的Route ID（通常建议手动配置）
  手动配置命令：

[r1] router id 1.1.1.1 （作用于所有需要Router ID的协议）
[r1] ospf  1  router-id  1.1.1.1 （仅用于OSPF）

重置OSPF进程更新Route ID

三、邻居建立

1、Hello报文

Hello报文的作用：

• 邻居发现：自动发现邻居路由器。
• 邻居建立：完成Hello报文中的参数协商，建立邻居关系。
• 邻居保持：通过Keepalive机制，检测邻居运行状态。

  OSPF路由器之间在交换链路状态信息之前，首先需要通过Hello报文自动发现并彼此建立邻居关系；同时在形成邻居关系过程中，路由器通过Hello报文完成一些参数的协商；邻居关系建立后，周期性的Hello报文发送实现邻居保持的功能。

2、邻居建立

OSPF-state 状态含义：

• Down：邻居的初始状态，表示没有从邻居收到任何信息。
• Iint：路由器已经从邻居收到了Hello报文，但尚未与邻居建立双向通信关系。
• 2-Way：路由器自己的Route ID存在于收到Hello报文的邻居列表中，已确认可以双向通信。