OSPF介绍（1）-阿里云开发者社区

OSPF：开放式最短路径优先
协议 OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先）是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous system,AS）内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（IGP），故运作于自治系统内部
AD 思科OSPF的协议管理距离是110
华为OSPF的协议管理距离是150
链路状态链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议
OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表
LS-支持网络的层次化设计
-区域骨干： 0区域，就是骨干区域
非骨干：不是区域0的，都叫做非骨干区域
所有的非0区域，必须直接连接0区域；
非0区域之间，不可以直接进行通信的；
Hello协议的目的 1.用于发现邻居
2.在成为邻居之前,必须对Hello包里的一些参数协商成功
3.Hello包在邻居之间扮演着keepalive的角色
4.允许邻居之间的双向通信
5.它在NBMA(Nonbroadcast Multi-access)网络上选举DR和BDR
建立邻居影响因素 1、确保最小范围内双向ping通；
2、能够正常发送OSPF报文；
#确保链路正常宣告；
3、能够正常接收OSPF报文；
#确保链路正常宣告；
#确保ACL放行 OSPF 流量；
4、开始比较OSPF报文参数：
1、RID不能相同；
router ospf 1
router-id x.x.x.x
clear ip ospf process
2、区域ID必须相同；
3、认证必须成功(认证类型必须相同，并且密码必须相同)
4、子网掩码必须相同(特殊情况下)
5、hello时间必须相同；
interface fas0/0
ip ospf hello-interval {value}
6、dead时间必须相同；
interface fas0/0
ip ospf dead-interval {value}
7、特殊标记位必须相同；
8、优先级必须不能全为0(特殊情况下)
9、3层MTU必须相同，否则会卡在Exatart状态
Interface fas0/0
Ip mtu +num（如1499）
MTU MTU-最大传输单元<max transmit unit> 1500
Hello packet包含 1.源路由器的RID
2.源路由器的Area ID
3.源路由器接口的掩码
4.源路由器接口的认证类型和认证信息
5.源路由器接口的Hello包发送的时间间隔
6.源路由器接口的无效时间间隔
7.优先级
8.DR/BDR
9.五个标记位(flag bit)
10.源路由器的所有邻居的RID
OSPF状态: 1.Down:此状态还没有与其他路由器交换信息。首先从其ospf接口向外发送hello分组，还并不知道DR(若为广播网络)和任何其他路由器。发送hello分组是，使用组播地址224.0.0.5。
2.Attempt: 只适于NBMA网络,在NBMA网络中邻居是手动指定的,在该状态下,路由器将使用HelloInterval取代PollInterval来发送Hello包.
3.Init:初始化收到了Hello包,但是2-Way通信仍然没有建立起来.
4.two-way: 双向会话建立,而 RID 彼此出现在对方的邻居列表中。(若为广播网络：例如：以太网。在这个时候应该选举DR,BDR。
5.ExStart: 信息交换初始状态,在这个状态下,本地路由器和邻居将建立Master/Slave关系,路由器ID大的的成为Master.
6.Exchange: 信息交换状态：本地路由器和邻居交换一个或多个DBD分组（也叫DDP) 。DBD包含有关LSDB中LSA条目的摘要信息)。
7.Loading: 信息加载状态：收到DBD后,使用LSACK分组确认已收到DBD.将收到的信息同LSDB中的信息进行比较。如果DBD中有更新的链路状态条目，则想对方发送一个LSR，用于请求新的LSA 。
8.Full: 完全邻接状态,该状态表示双方的数据库完全同步
DR与BDR的选取原则： 1.优先级为0的不参与选举
2.优先级高的路由器为DR
3.优先级相同时，以router ID 大为DR。router ID 以回环接口中最大ip为准。若无回环接口，以真实接口最大ip为准。
4.缺省条件下，优先级为1
OSPF定义的5种网路类型 OSPF的工作过程，完全由网络类型来决定；任何一种类型的链路，默认都对应着一种网络类型，但是，可以基于网络需求，进行人工修改
类型 2层 Hello与dead DR/BDR 是否主动发包
broadcast ：广播
(MA , multi-access) 当2层协议为ethernet时，
对应的是广播网络类型； hello是10s；
dead是40s 需要选举DR/BDR 端口主动发包，发包方式为组播(224.0.0.5/6)
non-broadcast ：
非广播。(NBMA)
当2层协议为Frame-relay时，
对应的是非广播网络类型； hello是30s；
dead是120s 需要选举DR/BDR；端口不主动发包，发包方式为单播；
【OSPF实现单播：neighbor x.x.x.x】
point-to-point
点到点(P2P) 当2层协议为HDLC\PPP时，
对应的是点到点网络类型； hello是10s；
dead是40s 不需要选举DR/BDR；端口主动发包，发包方式为组播(224.0.0.5)
point-to-Multipoint：
点到多点(p2mp) hello是30s；
dead是120s；不需要选举DR/BDR；端口主动发包，发包方式为组播(224.0.0.5)

point-to-Multipoint non-broadcast：
点到多点(p2mp-NB) hello是30s；
dead是120s；不需要选举DR/BDR；端口不主动发包，发包方式为单播

LSA类型
LSA的类型： LSA的摘要信息详解： LSA的摘要信息中代表的意思
OSPF的数据库中包含的是 LSA ；
OSPF的数据库是以区域的形式来组织 LSA 的；
同一个区域中的所有路由器，数据库是完全同步的； link-id：表示的是LSA的名字，
adv：表示的是产生这个LSA的路由器的名字；
age：表示的是存活时间；最大存活时间是3600s；
seq：表示的序列号；LSA表示的链路每变化一次，LSA的序列号就会增加1；
checksum:校验和，用于确保 LSA在传输过程中，没有被损坏。
link-count：链路计数器，只有1类LSA才会拥有。表示的是该路由器上有多少个链路宣告进入了该区域；
1类LSA：router LSA 任何一个路由器，都会在任何一个区域中产生一个 1类LSA ；
可以将1类LSA理解为“自我介绍”，用于说明本身有哪些链路进入了该区域，并且是连接着哪些设备，是如何连接的；到对方的距离是多少；
1类LSA只能在一个区域内部进行传输 link-id：路由器的RID
adv：路由器的RID
传输范围：只能在一个区域内部
ADV是否变化：不变化
2类LSA：net Link state 这种类型的 LSA ，只有在选举DR的网络环境中才会有。
只有DR才有资格产生 2 类 LSA link-id：表示的是 DR 的接口IP地址；
ADV：DR的 RID ；
传输范围：一个区域内部
ADV是否变化：不变化；

// 基于 LSDB 中的1类LSA 或者 1和2类LSA，就可以计算出一个区域内部的路由，叫做 O 的路由；
3类LSA：summary net link state 在不同的区域之间传输路由信息；
这种类型的LSA，仅有 ABR 可以产生。
3类LSA被ABR产生以后，首先进入到 OSPF 区域0，然后再转发到其他区域。 ABR：
1、可以将非0区域中的“域内-O”路由，转变成3类LSA，发送到0区域；
2、可以将0区域中的“域内-O”路由，转变成3类LSA，发送到非0区域；也可以将0区域中的“域间-OIA”路由，转变成新的3类LSA，发送到其他的非0区域中；
3、一定不可以将非0区域中的3类LSA转发到0区域；
link-id：表示的是路由的前缀；
adv：ABR的RID；
传输范围：一个区域内部
ADV是否变化：是；
4类LSA：summary ASB link state 专门是为了辅助5类LSA计算路由而生的；
传递的信息是 ASBR 的 RID ；
是由与 ASBR在同一个区域的 ABR 产生的；
传递过程中每经过一个ABR，ADV都会变化一次。 link-id：表示的是 ASBR的 RID；
adv：ABR
传输范围：同一个区域内部；
ADV是否变化：是的；
5类LSA：external LSA 表示的是OSPF的外部路由，没有任何区域概念；
可以在OSPF网络中畅通无阻。
哪里有OSPF，哪里就有5类LSA。 link-id:表示的是外部路由前缀；
adv：ASBR的 RID ;
传输范围：没有限制；
ADV是否变化：否
注意：
计算域内路由时，使用的1类或者1类和2类LSA；
计算域间路由时，使用的是3类和1类；
计算外部路由时，使用的是5类和1类，或者是5类，4类和1类；

非0区域没有直接与0区域互联，解决方案： 1、引入外部路由；
#运行多个OSPF进程，并且相互之间进行重分发；
2、引入内部路由(O IA)
#引入虚链路。
通虚链路建立的OSPF邻居关系，永远都是属于区域0的；
路由过滤 distribute-list（只能是做入向的“路由”过滤）
acl/prefix-list

标准ACL
只能看前缀；
扩展ACL
同时看前缀和掩码，但是只能在BGP中使用；
前缀列表
同时看前缀和掩码，在所有的IGP中都能用；
Metric Metric(在OSPF中，称之为 cost - 开销)
无论是什么协议的路由，在计算Metric的时候，仅仅关心的是路由沿传递方向上的所有入端口的；
OSPF的路由的 Metric 计算方法为：沿路由传递方向，所有入端口的 cost 的累加和。

每个端口上的 OSPF cost 计算方法如下：
```
          Cost = 100000000/bw （ bw表示的是接口带宽，代为是 bit ） 
               所得除数小于1的，都按照整数1来计算。
        上面的 10的8次方，我们称之为计算路由时的“参考带宽”。
```
可以通过命令进行你更改(当网络中的路由器之间的互联链路带宽都大于100M的时候)
router ospf 1
auto-cost reference-bandwidth 1000（单位是Mbit；）
如果进行该参数的修改，必须在全网的每一个路由器都得进行修改，否则会出现路由次优路径。
汇总自动汇总：NO
手动汇总：YES
-对象： 3类LSA和5类LSA
3类LSA汇总
在产生被汇总的3类LSA的ABR上进行配置配置完成以后，仅仅发送汇总之后的3类LSA，不发送明细LSA
并且会在本地形成一个针对汇总路由的Null0路由，目的是为了实现防止数据转发环路的产生。
5类LSA汇总
在产生5类LSA的 ASBR 上面操作
路由器类型 1.Internal Router:内部路由器
1. ABR(Area Border Router):区域边界路由器
2. Backbone Router(BR):骨干路由器
3. ASBR(Autonomous System Boundary Router):自治系统边界路由器.
  虚链路 1. 通过一个非骨干区域连接到一个骨干区域.
4. 通过一个非骨干区域连接一个分段的骨干区域两边的部分区域.
  虚链接是一个逻辑的隧道（Tunnel）,配置虚链接的一些规则:
  1. 虚链接必须配置在2个ABR之间.
  2. 虚链接所经过的区域叫Transit Area,它必须拥有完整的路由信息.
  3. Transit Area不能是Stub Area.
  4. 尽可能的避免使用虚链接,它增加了网络的复杂程度和加大了排错的难度.
  OSPF区域—OSPF的精华
  Link-state 路由在设计时要求需要一个层次性的网络结构.
  2种网络类型 1.传输网络(Transit Network)
  2.末节网络(Stub Network )
  末节区域由于并不是每个路由器都需要外部网络的信息,为了减少LSA泛洪量和路由表条目,就创建了末节区域,位于Stub边界的ABR将宣告一条默认路由到所有的Stub区域内的内部路由器.
  特殊之处在于：区域中没有外部路由，也就是没有5类LSA。
  -stub area :末节区域
  需要在该区域的任何一个路由器上配置命令：
  router ospf 1
  area 12 stub
  末节区域，在该区域中，是没有5类LSA和4类LSA。
  有1类、2类、3类LSA
  但是该区域的 ABR 会自动产生一个 3类 LSA 表示的默认路由；为了能够与外网链路互通。
  为了进一步增强该区域的安全性，不受到内网其他区域的影响，所以我们可以进一步缩小该区域的数据库的大小-干掉3类LSA。
-totally stub area ：完全末节区域；
仅仅需要在 stub 区域的 ABR 上实施 -
router ospf 1
area 12 stub no-summary
此时的完全末节区域，仅仅有1类LSA或者1和2类LSA，还有一个特殊的3类LSA，表示默认路由，是 ABR 自动产生的；验证命令：show ip ospf

区域类型 OSPF的区域类型有很多:
标准区域、主干、末节、绝对末节、NSSA、绝对NSSA
标准区域：默认的OSPF区域类型
主干区域：就是area 0
末节区域：不接受五类LSA，如果要到AS外部，路由器会使用默认路由，其中末节区域不能包含ASBR
绝对末节：不接受五类LSA与三类LSA，路由器会有默认路由，也不能包含ASBR
NSSA：这是一种特殊的区域，它定义了七类LSA，NSSA具备了末节与绝对末节的优点，但是可以包含ASBR
路由协议支持的认证类型：
RIPv2->明文/密文
EIGRP->密文
OSPF->明文/密文/null
OSPF的认证：链路认证(仅仅对某一个或者几个链路)
启动认证和配置密码，都是在链路上进行的；
区域认证(对整个区域的所有的链路)
启动认证是在 OSPF 进程下，对区域配置的；密码，还是配置在具体的链路上；
认证成功必须确保： 1、认证必须同时开启 -->认证类型不同，一方是0，一方是1；
2、认证类型必须相同
3、认证密码必须相同(也可以同时为空)-> mismatch authentication key

本文转自 linuxpp 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/13505118/2053162，如需转载请自行联系原作者

OSPF介绍（1）

每个端口上的 OSPF cost 计算方法如下：

热门文章

最新文章

相关电子书