动态路由协议的分类

按工作区域分类：

IGP（内部网关协议）：RIP OSPF IS-IS

EGP（外部网关协议）：BGP

按工作机制及算法分类：

距离矢量路由协议：RIP

链路状态协议：OSPF IS-IS

链路状态路由协议

LSA泛洪

链路状态路由协议通告的是链路状态而不是路由信息。

运行链路状态路由协议的路由器之间首先会建立邻居关系，然后彼此之间开始交互LSA（链路状态通告）。

• LSA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。

LSDB维护

每台路由器都会产生LSA，路由器将收到的LSA放入自己的LSDB（链路状态数据库）。路由器通过对LSDB中所存储的LSA进行解析，进而了解全网拓扑。

• 路由器使用LSDB存储LSA
• LSDB通常会存储多种不同类型的LSA，每类LSA所描述的信息不同

SPF计算（最短路径优先）

每台路由器基于LSDB，使用SPF计算出以自己为根的、无环的、拥有最短路径的“树”。有了这棵“树”，路由器就知道了到达所有网段的优选路径。

• 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”

路由表生成

路由器将计算出来的优选路径，加载进自己的路由表。

• 每台路由器根据SPF计算结果，将路由加载进路由表

链路状态路由协议总结

1、建立邻居关系

2、交互链路状态信息---LSDB（LSDB里有LSA）

3、使用SPF进行路径计算

4、计算出来的优选路径，生成路由表项

OSPF简介

优先级：10,150，组播地址：224.0.0.5 224.0.0.6，协议号：89

2种认证方式：接口认证、区域认证。（接口认证优于区域认证）

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。

• 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。

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

BMA：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

五种报文：

每个报文中都有相同的OSPF报文头部

Hello报文：周期性发送，用于发现和维持OSPF邻居关系。

• 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。

• 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。

• 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。（发送详细的LSA）

• 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。

• 我收到了某信息，我确认一下

DD报文中的隐式确认   选举主从，交互摘要信息的过程

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。

Init：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。

OSPF基础术语

Router ID

Router ID用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器，它是一个32位的无符号整数。

Router ID选举规则如下：

• 手动配置OSPF路由器的Router ID（建议手动配置）
• 如果没有手动配置Router ID，则路由器使用Loopback接口中最大的IP地址作为Router ID
• 如果没有配置Loopback，则路由器使用物理接口最大的IP地址作为Router ID
• 华为设备中，先配哪个IP，就用哪个IP为Routerid

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为不同的组，每个组用区域号（Area ID）来标识。
• OSPF的区域ID是一个32bit的非负整数，按点分十进制的形式（与IPv4地址的格式一样）呈现，例如Area0.0.0.1。为了方便，采用十进制表示。
• 几个例子：Area0.0.0.1等同于Area1,Area0.0.0.255等同于Area255,Area0.0.1.0等同Area256。许多网络厂商的设备同时支持这两种区域D配置及表示方式。

链路两端的区域不一致，则邻居建立不起来。比如R1的1号口连接R2的2号口，两个接口的区域必须一致，如果1号口属于区域1,2号口属于区域2，邻居就建立不起来。

度量值

• OSPF使用Cost（开销）作为路由的度量值。每一个激活了OSPF的接口都会维护一个接口Cost值，缺省的接口Cost=100Mbit/s / 接口带宽。
• OSPF以“累计cost”为开销值，也就是流量从源网络到目的网络所经过所有路由器的出接口的cost总和。

推荐根据接口带宽大小手动配置cost值，而不是修改OSPF参考带宽

OSPF工作过程

• hello报文发现直连链路上的邻居
• 协商主从关系master、slave
• 相互交互各自的LSDB（摘要信息）
• 更新LSA，同步的LSDB
• 运行SPF，计算路由

建立邻居关系

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

• 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

参数协商例如：掩码，DR，BDR，区域，特殊区域

• 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。（采用一样的序列号发送DD报文）

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。

影响邻居建立原因

router-id要不同

链路两端区域号要一致

认证类型（md5、明文）要相同    ------------OSPF报文头部

hello dead间隔时间不一致

MA网络中无DR

mtu要相同

MA网络子网掩码要相同

接口未设置silent-interface

区域内网络类型要相同  网络类型不同，不影响邻居建立，但会影响路由的计算。

DR与BDR的作用

减少全网连接量       不然n*(n-1)/2

DR与BDR、DRother之间建立邻接关系

DRother之间只建立邻居关系

先选BDR，后选DR。

DR/BDR的选举是非抢占式的

• 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）

• 接口的DR优先级越大越优先
• 接口的DR优先级相等时，Router ID越大越优先。

在一个广播网络当中，至少有一个DR优先级不能为0。如果都为0，则不能建立邻接，无法交互LSA。

像这样的广播网络，如果DR优先级都是0，由于没有DR，不能建立连接邻接关系，无法正常工作。

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。

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2-way状态

4）当MTU值不同时会停留在ExstartT或Exchange状态

OSPF 使用两个组播地址

224.0.0.5---All OSPF Routers.

224.0.0.6---All DR Routers（DR+BDR）