链路状态路由协议总结

链路状态路由协议有四个步骤：

1、建立相邻路由器的邻居关系

2、邻居之间交互链路状态信息和同步LSDB

3、进行优选路由计算

4、加载进路由表

OSPF协议概述

距离矢量路由协议：RIP，不可靠。运行rip的路由器很周期性的泛洪路由表，从相邻的路由器学习路由，例如路由是别人告诉你的，不可靠的。

链路状态路由协议：OSPF，路由是自身计算，收集LSA放进LSDB然后通过SPF算法，加载进路由表。

OSPF计算过程：

建立邻居收集LSA，放进LSDB，通过SPF计算，加载进路由表

1、LSA（链路状态通告）描述了路由器接口的状态信息，例如接口的开销、连接的对象等。

2、LSDB（链路状态数据库），每台路由器都会产生LSA，路由器将接收到的LSA放入自己的LSDB（LinkState DataBase，链路状态数据库）。路由器通过LSDB，掌握了全网的拓扑。里面放进了LSA收集的信息。

•路由器将LSA存放在LSDB中

•LSDB汇总了网络中路由器对于自己接口的描述

•LSDB包含全网拓扑的描述

3、SPF每台路由器基于LSDB，使用SPF（ShortestPath First，最短路径优先）算法进行计算。每台路由器都计算出一棵以自己为根的、无环的、拥有最短路径的“树”。有了这棵“树”，路由器就已经知道了到达网络各个角落的优选路径。

4、最后每台路由器根据SPF计算结果，将路由加载入路由表。

OSPF基础术语：

区域

OSPF Area用于标识一个OSPF的区域。

区域是从逻辑上将设备划分不同的组，每个组用区域号标识。

OSPF基础术语：Router-ID

Router-ID（路由器标识符），用于在一个OSPF域中唯一地标识一台路由器。

Router-ID的设定可以通过手工配置的方式，或使用系统自动配置的方式。

Router-ID的生成方法有：1、手工全局配置；2、手工协议配置（优先级最高）；3、自动生成

在华为设备中，如果是物理接口IP地址中，优选选择先配置的，当做router-id

度量值：

缺省时，接口cost值＝100Mbit/s除以接口带宽。其中100Mbit/s是缺省参考值，可以手动配置。

如果要修改缺省参考值，使用命令bandwidth-reference修改

OSPF协议报文类型

OSPF有五种协议报文类型。这些报文在OSPF路由器之间交互中起不同的作用。

OSPF三大表项：

邻居表： display ospf peer查看  

• OSP传递链路状态信息前，需要先建立邻居关系，通过Hello报文。

LSDB表：display ospf lsdb

• 自身产生的和从邻居收到的LSA信息，保存在LSDB中。

OSPF路由表：display ospf routing-table

OSPF工作原理

收集LSA，放进LSDB，通过SPF计算，加载进路由表

1、LSA（链路状态通告）描述了路由器接口的状态信息，例如接口的开销、连接的对象等。

2、LSDB（链路状态数据库），每台路由器都会产生LSA，路由器将接收到的LSA放入自己的LSDB（LinkState DataBase，链路状态数据库）。路由器通过LSDB，掌握了全网的拓扑。里面放进了LSA收集的信息。

•路由器将LSA存放在LSDB中

•LSDB汇总了网络中路由器对于自己接口的描述

•LSDB包含全网拓扑的描述

3、SPF每台路由器基于LSDB，使用SPF（ShortestPath First，最短路径优先）算法进行计算。每台路由器都计算出一棵以自己为根的、无环的、拥有最短路径的“树”。有了这棵“树”，路由器就已经知道了到达网络各个角落的优选路径。

4、最后每台路由器根据SPF计算结果，将路由加载入路由表。

OSPF邻接关系建立过程

建立邻居关系，协商主从，交互LSDB信息，同步LSDB。

OSPF中邻居和邻接是一样的吗？本质有何区别？

不一样。本质区别在于是否交互了LSA。

邻接关系数量：=N*（N-1）/2

N等于几台网络设备

比如五台路由器，5*（5-1）/2=10 10个邻接关系

邻接关系建立流程：

1、两台路由器互相交互Hello报文 ——2-way

• R1向链路上发送Hello报文，携带自己的Router ID。R2收到后，把R1的router id放进自己邻居表里，此时R2变为init状态；R2再向链路上发送Hello报文，此时R1的邻居字段中有R2的Router ID，此时双方建立邻居关系，达成2-way状态。

2、2-way表示建立邻居状态。由2-way转为Exstart状态后开始主从关系选举：——Exstart

• R1向R2发送第一个DD报文内容为空，假设此时seq为X。
• R2向R1发送第一个DD报文内容为空，假设此时seq为Y。
• 选举主从关系，根据Router ID，越大越优，此时由Exstart转为Exchange。

3、R1和R2互相发送DD报文携带自己的LSDB。——Exchange

• R1邻居状态变为Exchange，R1发送一个新的DD报文，包含自己LSDB，序列号采用主设备的序列号。R2收到后邻居状态从Exstart转为Exchange。R2再向R1发送新的DD报文，携带自己的LSDB，序列号为Y+1。从路由器需要对主路由的DD报文进行确认，回复的序列号与主路由器应一致。此时状态为Loading。

4、发送LSR请求自己没有的LSA信息 ——Full

• 邻居状态变为Loading后，R1向R2发送LSR报文，请求那些再Exchange状态下通过DD报文发现的LSA，但是在本地LSDB中没有的LSA。R2收到后向R1回复LSU，LSU携带详细的LSDB。R1收到后，回复LSAck报文确认收到。此过程中，R2也会向R1发送LSR请求报文，R1回复LSU携带详细LSDB，R2收到回复LSAck确认收到。

OSPF网络类型：

P2P，BMA（广播），NBMA（非广播），P2MP

3种角色：

DR（指定路由器，班长） BDR（备份指定路由器，副班长） DRother（既不是班长也不是副班长）；

DRother 只能与DR BDR形成邻接关系，会交互LSA，DRother之间只能形成邻居关系（不能直接交换LSA）；

每个广播域中都会有DR。

OSPF域

OSPF域（一系列使用相同策略的连续OSPF网络设备所构成的网络）。

OSPF路由器在同一个区域内网络中泛洪LSA，为了确保每台路由器都拥有对网络拓扑的一致认知，LSDB需要在区域内进行同步（一样的信息）。

OSPF多区域

OSPF引入区域的概念，将一个OSPF域划分成多个区域，可以使OSPF支撑更大规模组网。

OSPF多区域的设计减少了LSA泛洪的范围，有效的把拓扑变化的英雄控制在区域内，达到网络优化的目的。

在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表规模 。

多区域提高了网络扩展性，有利于组建大规模的网络。

OSPF路由器类型

OSPF路由器根据其位置不同或功能不同，有这样几种类型：

区域内路由器（Internal Router）：该类路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域。

区域边界路由器ABR（Area Border Router）：该类路由器的接口同时属于两个以上的区域，但至少有一个接口属于骨干区域。（骨干区域：区域0）

骨干路由器（Backbone Router）：该类路由器至少有一个接口属于骨干区域。

自治系统边界路由器ASBR（AS Boundary Router）：该类路由器与其他AS交换路由信息。只要一台OSPF路由器引入了外部路由的信息，它就成为ASBR。