opsf协议——带你深入了解ospf

最新推荐文章于 2025-03-12 11:40:45 发布

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分类专栏：网络安全笔面试文章标签：网络 ospf

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45160969/article/details/106604913

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本文详细介绍了OSPF协议，包括其数据包结构、状态机、工作过程、区域划分规则、邻接关系建立条件、LSA（链路状态公告）类型及防环机制。OSPF是一种无类别链路状态型路由协议，通过共享拓扑信息，本地计算路由。文章还讨论了OSPF的基础配置、特殊区域、LSA优化和扩展配置等，提供了深入理解OSPF协议的全面知识。

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动态路由协议

动态路由协议：在路由器间启动一种协议，之后路由器间进行数据沟通，相互学习计算来获取之前未知的目标网段的路径；
RIP OSPF EIGRP BGP ISIS

分类：
基于AS进行分类
AS-自治系统标准16位二进制 0-65535 其中 1-64511公有 64512-65535 私有
扩展32位二进制
AS之内运行—IGP协议 –内部网关路由协议 – RIP/OSPF/ISIS/EIGRP
AS之间运行—EGP协议 -外部网关路由协议 – EGP/BGP

IGP协议的分类：
【1】基于更新时是否携带子网掩码 — 有类别（不带）无类别（携带）
【2】基于工作特点进行分类
1、距离矢量-DV RIP/EIGRP 直接共享路由表 – 直接学习路由条目更新量小
2、链路状态-LS OSPF/ISIS 共享拓扑信息 – 本地计算路由条目更新量大

OSPF

OSPF：开放式最短路径优先协议无类别链路状态型路由协议——传拓扑
公有协议；跨层封装到IP报头，协议号89；组播更新：224.0.0.5 224.0.0.6
触发更新、周期更新（30min）；
需要结构化的部署：区域划分 IP地址合理规划

一、OSPF协议的数据包：

1、数据包结构
在这里插入图片描述

2、数据包种类
在这里插入图片描述

Hello：用于邻居、邻接发现、建立、保活 hello time 默认10s或30s
DBD：数据库描述包
LSR：链路状态请求
LSU：链路状态更新 LSU携带LSA
LSack：链路状态确认

二、状态机

   Down：一旦本地发出hello包进入下一个状态
   Init：初始化  收到的hello包若存在本地的RID进入下一个状态
   2way：双向通讯   邻居关系建立的标志  
   条件匹配：点到点网络将直接进入下一个状态； MA网络类型将进行DR/BDR选举，非DR/BDR间将无法进入下一状态；
   Exstart：预启动   使用类似hello的DBD进行主从关系的选举，RID大为主优选进入下一状态
   Exchange 准交换   使用真正的DBD进行数据库目录的共享，需要使用ACK确认
   Loading 加载      使用LSR/LSU/LSAck来获取未知的LSA信息；
   Full转发    邻接关系建立的标志
   
   注：LSA：链路状态通告，在不同的网络条件下将产生不同类别的LSA信息来代表拓扑或者路由条目；
   LSDB：链路状态数据库  装载和存储所有各种类别的LSA；

三、OSPF的工作过程

1、OSPF协议启动后，A向本地所有启动了OSPF协议的直连接口组播224.00.5发送hello包；本地hello包中携带本地的全网唯一的router-id；
2、之后对端B运行OSPF协议的设备将回复hello包，该hello包中若携带了A的routerid，那么A/B建立为邻居关系；生成邻居表；
3、邻居关系建立后，邻居间进行条件匹配，匹配失败就停留于邻居关系，仅hello包周期保活；
4、条件匹配成功可以开始建立邻接关系：
5、邻接间共享DBD包，将本地和邻接的DBD包进行对比，查找到本地没有的LSA信息目录；
6、之后使用LSR来询问，对端使用LSU应答具体的LSA信息，之后本地再使用ack确认，可靠；
7、该过程完成后，生成数据库表；
8、再之后本地基于数据库表，启用SPF选路规则，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到本地的路由表中；收敛完成，hello包周期保活，每30min再周期收发一次DBD来判断和邻接间数据库是否一致；

结构突变：
1、新增网段直连新增网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
2、断开网段直连断开网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
3、无法沟通 dead time 为hello time 的4倍；当dead time到时时，断开邻居关系，删除通过该邻接生成的路由协议；

四、OSPF的基础配置
[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动时，需要定义进程号；进程号仅具有本地唯一性；建议同时配置全网唯一的router-id；生成顺序—手工本地环回接口中最大ip地址数值本地物理接口中最大数值的ip地址
宣告：ospf协议在宣告的同时需要进行区域划分

区域划分规则：

1、星型拓扑结构，区域0为中心骨干区域，其他大于0为非骨干站点区域；
2、必须拥有ABR–区域边界路由器

[r2-ospf-1]area  0     先进入区域，之后再该区域内宣告属于该区域的接口，宣告时必须携带反掩码
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.2 0.0.0.0

启动配置完成后，邻居间收发hello包，建立邻居关系；生成邻居表：

[r2]display  ospf peer  brief

邻居、邻接关系的发现、建立、保活均依赖hello包进行；
Hello包中邻居间必须完全一致的参数：任意参数不同，均导致邻居关系无法建立
1、子网掩码（华为）发送hello包接口的源ip地址其掩码
2、 Hello dead t

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