OSPF总结

OSPF使用两个多播地址

224.0.0.5---All OSPF Routers.

224.0.0.6---All DR Routers（DR+BDR）

OSPF三张表

1.邻居表：列出每台路由器全部已经建立邻接关系的邻居路由器。

1. OSPF的邻居关系通过交互Hello报文建立。

2.链路状态数据库（LSDB）：列出网络中其他路由器的信息，由此显示了全网的网络拓扑。

3.路由表：通过SPF算法计算出到达每个网络的最优路径。

OSPF四种网络类型：

P2P：点到点链路     不选举DR     hello报文发送时间10s

P2MP：点到多点链路     不选举DR         hello报文发送时间30s

MA：广播类型网络     选举DR          hello报文发送时间10s

NBMA：非广播-多路访问网络       选举DR     hello报文时间30s

hello报文死亡时间是发送时间的4倍

OSPF五种报文：

Hello报文：周期性发送，用于发现和维持OSPF邻居关系。

1. 发现邻居

DD报文：交互链路状态数据库摘要，描述本地LSDB的摘要信息，用于两台路由器进行数据库同步。

1. 互相问对方你有没有某信息，需不需要

LSR报文：链路状态信息请求报文，向对方请求所需要的LSA。

1. 自身查看没有某信息，我需要某信息，我向对方请求发送某信息

LSU报文：链路状态信息更新报文，向对方发送其所需要的LSA或者泛洪自己更新的LSA。

1. 我知道了你没有某信息，互相向对方发送对方所需要的某信息

LSAck报文：链路状态确认报文，用于对收到LSU中的LSA进行确认。

1. 我收到了某信息，我确认一下

OSPF七种状态：

Down：没有收到Hello包。

Attempt：在帧中继网络中才会出现，表示的是网络是测试、唤醒状态。

Lnit：收到Hello包，但是收到Hello包中的邻居字段没有自己。

2-Way：收到Hello包的邻居列表中有自己，建立邻居关系。

Exstart：只发DD报文，不含摘要信息

Exchange：通过交换DD报文，交换LSA头部信息。

Loading：通过上述获得的LSA头部信息，来确定自己需要哪些LSA。

Full：LSDB同步完成，建立邻接关系。

建立邻居关系步骤

使用Hello报文发现和建立邻居关系

默认发送组播形式发送Hello报文（目的地址224.0.0.5）

OSPF中Hello报文中包含了路由器的Router ID、邻居列表等信息

当R1和R2建立邻居关系时，邻居状态为：

Down：初始状态，没有从邻居收到任何消息。

Init：从邻居收到了hello报文，但自己的router-id不在hello报文中。

2-way：从邻居收到了hello包，自己的router-id存在于hello报文中。邻居关系建立。

Hello报文的主要作用

1. 邻居发现：自动发现邻居路由器
2. 邻居建立：完成Hello报文中的参数协商，建立邻居关系

参数协商例如：掩码，DR，BDR，区域，特殊区域

1. 邻居保持：通过周期性的发送和接收，检测邻居运行状态

建立邻接关系

Exstart：路由器向邻居发送DD报文，不包含摘要信息。router-id大的作为Master设备。

Exchange：发送包含摘要信息的报文。

Loading：相互向对方发送对方所需要的LSDB。

Full：完成LSDB同步。

DR与BDR的作用

先选BDR，后选DR。

DR/BDR的选举是非抢占式的

1. 比如已经有了DR/BDR，后面又新增了一台路由器，优先级比现在DR/BDR要更优，为了网络稳定，新增路由器不会去抢占DR/BDR。

DR/BDR的选举是基于接口的（路由器的每个接口角色都不一样，有可能一台路由器的两个接口分别是DR或BDR）

1. 接口的DR优先级越大越优先。默认为1.
2. 接口的DR优先级相等时，Router ID越大越优先。

DR选举规则：

1、OSPF优先级最大，为DR（缺省情况下，所有OSPF路由器优先级都为1）。如果优先级都相同，则选择Router-ID最大的路由器选举为DR（Router-ID选举：手工配置>Loopback>接口IP）。

2、BDR是优先级仅次于DR的路由器，选举为BDR。

3、如果路由器优先级为0，表示改路由器不参与选举DR/BDR，称为DRother。

P2P,P2MP不选举DB/BDR

邻居建立不了的原因

hello dead间隔时间不一致

区域内网络类型要相同

链路两端区域号要一致

认证方式要相同

router-id要不同

mtu要相同

MA网络子网掩码要相同

MA网络中无DR

接口未设置silent-interface

OSPF几个需要注意的地方：

1）当hello时间不同时是永远起不来邻居的

2）当hello时间不同时会停留在INIT状态

3）如果路由的优先级都改成了0，会停留在TWO-WAY状态

4）当MTU值不同时会停留在EXSTART或EXCHANGE状态

LSA概念

LSA是OSPF进行路由计算的依据。

三元组标识唯一一条LSA：1.链路状态类型；2.链路状态ID号LinkState ID；3.通告路由器AdvRouter。

判断LSA新和旧：序列号，校验和，老化时间。

LSA新旧比较：1.序列号越大，LSA越新；2.序列号相同，校验和越大越新；3.校验和相同，老化时间大于15min以上，age越小越新。15分钟以内，两条LSA则相同。

OSPF LSA类型

一类Router LSA（路由器LSA）

Link State ID：OSPF的Router ID。

AdvRouer：产生该LSA的路由器的Router ID。

每台路由器都会产生，只能在本区域传播。

包含路由器的直连接口的信息，如：链路状态、cost值。

Link Type（只有一类LSA有）：

1.P2P：本路由器到邻居路由器的点到点链接，传递的是拓扑信息； Link ID：邻居路由器的Rouer ID；Link Data：宣告该Rouer LSAD的路由器接口的IP地址。

2.TransNet：本路由器到TransNet网段（MA网络中才有），传递的是网段信息；Link ID：DR的接口IP地址；Link Data：宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址。

3.StubNet：本路由器到Stub网段（如loopback）的路由信息（IP地址＋掩码），传递的是路由信息； Link ID：宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址；Link Data：该Stub网段的掩码。

4.Virtual：虚连接，传递的是拓扑信息。

二类Network LSA（网络LSA）

Link State ID：DR接口的IP地址。

AdvRouter：DR的Router ID。

由DR产生，描述该DR所接入的MA网络中与它形成邻接关系路由器，以及DR自己，只能在本区域传播。因为P2P和P2MP不选举DR，所以这两种网络类型没有二类LSA。

1. 二类是辅助一类的。

三类Network Summary LSA（网络汇总LSA）

Link State ID：路由的目的网络地址。

AdvRouter：生成该LSA的Router ID。

由ABR产生，向一个区域通告到到达另一个区域的路由，在区域间传播。

1. 正因为三类描述的信息是路由信息，而不是链路状态信息，所以OSPF区域间是类似于距离矢量的工作原理！所以OSPF规定所有非0区域必须直接和区域0相连（虚链路除外），为了区域间防止环路。

五类AS-External LSA（AS外部LSA）

Link State ID：外部路由的目的网络地址。

AdvRouter：生成该LSA的Router ID。

由ASBR产生，到达AS外部的路由，该LSA会被通告到所有区域，除了Stub区域和NSSA区域。（一台路由器引入了外部路由，这台路由器就成了ASBR）

四类ASBR-Summary LSA（）

Link State ID：ASBR的Router ID。

AdvRouter：生成该LSA的Router ID。

由ABR产生，描述到ASBR的路由，通告给除了ASBR所在区域的其他相关区域。

1. 四类是为五类服务的，有五类LSA才会有四类，五类可单独存在，四类不可以。

区域间路由计算

区域间路由信息是通过ABR产生的3类LSA实现的。

区域间划分两种路由器角色：

1. IR区域内部路由器：所有接口都属于同一个区域。
2. ABR区域边界路由器：所有接口分别连接两个或两个以上的区域，其中有一个区域要在骨干区域里。

区域间路由防环机制

1. OSPF要求所有的非骨干区域必须与骨干区域直接相连（物理或逻辑相连）。
2. 区域间的路由传递不能发生在两个非骨干区域之间。
3. ABR不会将到达某个区域的3类LSA再返回给该区域。如R1发给R3三类LSA，R3不会再把该类LSA回发给R1。

OSPF选路规则：区域内的路由>区域间的路由>type 1外部路由>type 2外部路由

OSPF特殊区域

Stub和Totally Stub区域

NSSA和Totally NSSA区域

作用：减少LSA数量和路由表的规模。

N=0 E=1 普通区域

N=0 E=0 Stub区域

N=1 E=0 NSSA区域

Stub区域和Totally Stub区域的区别

Stub区域

该区域存在ABR，不存在ASBR。

Stub区域的ABR不向Stub区域传播接收的AS外部路由，同时为保证Stub区域能到达AS外部，Stub区域的ABR将生成一条缺省路由（使用3类LSA描述）。

Stub区域具有1类，2类，3类LSA，减少了4类，5类，7类LSA。当其他区域有引入的外部路由，Stub区域的ABR会自动下发缺省的3类LSA用于该区域路由器访问其他区域的外部路由。

配置Stub区域需要注意：

1. 骨干区域不能配置成Stub区域
2. Stub区域中的所有路由器都必须将该区域配置成Stub
3. Stub区域内不能引入也不接收AS外部路由
4. 虚连接不能穿越Stub区域

Totally Stub区域

Totally Stub区域既不允许AS外部路由在本区域内传播，也不允许区域间路由在本区域传播。

Totally Stub区域内的路由器通过本区域ABR下发的缺省路由（使用3类LSA描述）到达其他区域，以及AS外部。

Totally Stub区域访问其他区域以及AS外部是通过默认路由实现的。

AS外部、其他OSPF区域的拓扑以及路由变化不会导致Totally Stub区域内的路由进行路由重计算，减少了设备性能浪费。

Totally Stub区域具有1类，2类，3类缺省LSA，减少了3类明细LSA，4类，5类，7类LSA。当其他区域有引入外部路由和其他区域的区域间路由，Totally-stub区域的ABR会下发缺省的3类LSA，用于该区域路由器访问其他区域的外部路由和区域间路由。

配置Totally Stub区域需要注意：

1. 与Stub区域配置的区别在于，在ABR上需要追加no-summary关键字。

OSPF规定Stub区域是不能引入外部路由的，对于既需要引入外部路由，又要避免外部路由带来的资源消耗，Stub和Totally Stub区域就不能满足了。

NSSA区域和Totally NSSA区域的区别

NSSA区域

存在ASBR。

NSSA区域能够引入外部路由，同时又不会学习来自OSPF网络学习来自OSPF网络其他区域引入的外部路由。

NSSA区域具有1类，2类，3类，7类LSA，减少了4类，5类LSA。NSSA区域可以存在ASBR，即外部路由以7类LSA的形式引入，当7类LSA泛洪进骨干区域和其他非骨干区域时，要转换为5类LSA（实际上7类LSA就是5类LSA的变形，本质上都是外部路由信息）。当其他区域有引入的外部路由，NSSA区域的ABR会自动下发缺省的7类LSA用于该区域路由器访问其他区域的外部路由。

Totally NSSA区域

Totally NSSA具有1类，2类，3类缺省LSA，7类LSA，减少了3类明细LSA，4类，5类LSA。该区域也可以存在ASBR，和NSSA区域相同要由ABR执行7转5的操作。当其他区域有引入外部路由和其他区域的区域间路由，Totally-NSSA区域的ABR会下发缺省的3类LSA和缺省的7类LSA，用于该区域路由器访问其他区域的外部路由和区域间路由。

Totally NSSA区域与NSSA区域的配置区别在于，在ABR上需要追加no-summary关键字。、

OSPF区域间路由汇总和外部路由汇总

路由汇总的类型：

在ABR上执行路由汇总：对区域间的路由执行路由汇总

在ASBR上执行路由汇总：对引入的外部路由执行路由汇总

路由汇总又称为路由聚合，是将前缀相同的路由汇聚成一条路由，减小路由表规模。汇聚前的路由叫做明细路由，汇聚后的路由叫做聚合路由。

在ABR上执行路由汇总

执行路由汇总后，ABR只向区域0通告路由汇总。

配置：abr-summary 路由+聚合掩码

在ASBR上执行路由汇总

在ASBR配置路由汇总后，ASBR将对自己所引入的外部路由进行汇总。

NSSA区域的ASBR也可以对引入NSSA区域的外部路由进行汇总。

在NSSA区域中，ABR执行7类转5类LSA，此时它也是ASBR，也可以在ABR上配置路由汇总。

如果在ABR上配置路由汇总，有多个ABR时，选择Router ID大的汇总。

配置：asbr-summary 路由+聚合掩码

OSPF协议特性

Silent-Interface

通过Silent-Interface的配置，增强OSPF的组网适应能力，减少系统资源的消耗。

Silent-Interface有以下特性：

1. Silent-Interface不会接收和发送OSPF报文
2. Silent-Interface的直连路由仍可以发送出去

Silent-Interface一般适用于路由器连接PC或服务器的接口，因为PC不会学习hello报文，但缺省下，路由器仍然会发送hello报文，因此会造成路由器资源浪费，所以Silent-Interface一般设置于连接PC接口。

OSPF报文认证

OSPF支持报文认证功能，只有通过认证的OSPF报文才能被接收。

路由器有两种报文认证方式，当两种方式都存在时，优先使用接口认证方式。

区域方式认证：一个OSPF区域中所有的路由器在该区域下的认证模式和口令必须一致。

接口认证方式：相邻路由器直连接口下的认证模式和口令必须一致。

区域视图下，配置OSPF区域的认证模式：

在区域下：authentication-mode simple plain <模式：simple md5 keychain hmac-md5> <模式类型：plain cipher>

1. plain 表示明文口令类型
2. cipher 表示密文口令类型

接口视图下，配置认证方式：

在接口下：ospf authentication-mode ~~~