OSPF基础

• ospf是基于链路状态的路由协议
• 基于OSPF算法实现
• 以“累计链路开销作为度量值选路”

OSPF工作过程

1. 建立邻居
2. 同步链路状态数据库
3. 计算最优路由
   

OSPF的建立过程

一、邻居建立

ospf邻居建立通过Hello报文完成的
Hello报文作用

• 邻居发现：自动发现邻居
• 邻居建立：完成Hello报文中的参数协商
• 邻居保持：通过Keepalive机制，检测邻居运行状态
  

对于不支持组播的网络可以通过手动配置实现邻居的发现与维护。

ospf 1
  peer 10.1.1.2 # 对端接口ip

二、链路状态信息

• 链路类型
• 接口IP地址及掩码
• 链路上所连接的邻居路由器
• 链路的带宽（开销）
  

网络类型

1. P2P网络

   • 仅两台路由互联
   • 支持广播、组播

2. 广播型网络

   • 两台或两台以上的路由器通过共享介质互连。
   • 支持广播、组播。

3. NBMA网络

   • 两台或两台以上路由器通过VC互连。
   • 不支持广播、组播。

4. P2MP网络

   • 多个点到点网络的集合。
   • 支持广播、组播。

OSPF的度量方式

某接口cost=参考带宽/实际带宽。

更改cost的两种方式：

• 直接在接口下配置；
• 修改参考带宽（所有路由器都需要修改，确保选路一致性）。

个人看法：路由的出接口；回传路由的入接口

三、报文类型及作用

OSPF报文协议号为89

OSPF报文类型

type	报文名称	报文功能
1	Hello	发现和维护邻居关系
2	Database Description	交互链路状态数据库摘要
3	Link State Request	请求特定的链路状态信息
4	Link State Update	发送详细的链路状态信息
5	Link State Ack	发送确认报文

OSPF报文的功能需求

功能	实现分析
发现邻居与保持	Hello机制即可实现
LSA同步	双方互相发送LSA，完成同步；同时同步速度更快，占用资源更少
可靠性	确保LSA同步过程的可靠性

四、LSDB同步过程

1. A向B发送DD报文
2. B回复A DD报文
3. A向B发送DD报文 这一步选举自从关系
4. 这一步确定主从关系
5. 继续确定
6. A向B请求LSA信息
7. B回复A 自己的LSA信息 A则自己计算路由
8. 最后LSAck确定

五、DR与DBR的选举及作用

在这个网络中就会出现 n×(n−1)/2 个邻接关系
还有重复的LSA泛洪，浪费资源
这时就要选举DR跟BDR

作用

• 减少邻居关系
• 降低OSPF协议流量

怎么选举

选举规则：DR/BDR的选举是基于接口的。

• 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。
• 是不抢占机制，后加入到网络的的设备，就算接口优先级在高也不是DR
• 接口优先级为 0 不参与选举

邻居与邻接关系

网络类型	是否建立邻接关系
P2P	是
Broadcast	DR与BDR 、DRother建立邻接关系BDR与DR、DRother建立邻接关系DRother之间只建立邻居关系
NBBMA	DR与BDR 、DRother建立邻接关系BDR与DR、DRother建立邻接关系DRother之间只建立邻居关系
P2MP	是

OSPF 域间路由

ospf多区域

作用：

减少LSA的泛洪

特点

同一区域 交互一类、二类LSA

路由器角色：

• IR：所有接口都属于一个区域

  1. 区域内路由器只需要维护本区域的路由

• ABR：设备的接口分别连接多个区域

  1. 但是边界路由器需要维护连接的区域的路由交换

ABR会将一个区域内的一类、二类LSA转换成三类 LSA 发送给别的区域，这时候就不是发送LSA信息了而是转换成路由信息发送别的区域（这个转换传输一定是双向的）

一个路由条目对应一个 三类LSA（ABR产生三类LSA）

三类LSA的内容：

名字	解释
LS Type	3类
LS ID	目标网段
ADV R	产生此三类LSA的Routr ID
Net mask	网络掩码
Tos 0	开销值

区域间路由计算

AR3到达10.0.12.0 网络的cost值为 出接口3+521=524。也就是AR3到达ABR的cost3+AR2本身的LSA3的cost值

区域间路由防环机制

所有区域必须跟Area0相连

这种可以的

这种则是不可以的，违反了规则

如果非骨干区域没有跟骨干区域相连可以使用虚链路（OSPF的特性之一）来实现互通

虚链接配置

需要配置虚链路

RTB:
[RTB-ospf-1]ospf 1
[RTB-ospf-1]area 1
[RTB-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 3.3.3.3

RTC:
[RTC-ospf-1]ospf 1
[RTC-ospf-1]area 1
[RTC-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 2.2.2.2

OSPF 域内路由

对于P-2-P网络，可以通过 1类 LSA进行性路由计算
对于MA或者NBMA网路，需要 1类 和 2类 LSA进行路由计算

Route-LSA（一类）

每台开启了OSPF的设备都会产生一类LSA
一类LSA头部信息

信息	描述
Type	LSA类型
Ls id	链路状态ID
Adv rtr	产生此LSA的路由器的Router ID

一类LSA的链路类型（三种）：

三种链路类型：

• P-2-P(拓扑信息)：描述本路由器和邻居之间，属于点到点网络
• StubNet(路由信息)：描述一个从本地路由器到一个 stub 网段（Loopback接口）的链路
• TransNet(拓扑信息)： 描述从本地路由器到一个TransNet网段（MA网段或者NBMA网段）的链路

链路状态信息：

LInk Type：LSA类型
Link ID：链路状态ID：生成LSA的RID ，该链路对端的标识，不同的链路类型所对应的LinkID是不同的。

不同链路中	Link ID的含义
P-2-P链路类型中	邻居路由器的RouterID
StubNet链路类型中	stub 网段的 IP 地址
TransNet链路类型中	DR的接口 IP 地址

Data：用于描述粗链路的附加信息，链路类型不同对用的值也不同

不同链路类型中	Data的含义
P-2-P链路类型中	本路由器的接口IP地址
StubNet链路类型中	该Stub网络的网络掩码
TransNet链路类型中	本路由器的接口IP地址

Metric：链路的开销

一条一类LSA可以描述多个链路状态信息

# P-2-P网络中
<RTA>display ospf Isdb router self-originate

Type:Router             # LSA类型
Ls id: 1.1.1.1		    # 链路状态ID
Adv rtr : 1.1.1.1	    # 产生此LSA的路由器RouterID

----------------------------------------------------------------
		*Link ID: 3.3.3.3   # 邻居路由器的RouterID
拓扑  	Data:10.1.13.1	    # 宣告该RouterLSA的路由器接口的IP地址
信息  	Link Type: P-2-P    # 链路类型
		Metric:48
----------------------------------------------------------------
		Link ID: 10.1.13.0  # 该Stub网络的IP地址
路由	Data:255.255.255.0  # 该Stub网络的网络掩码
信息	Link Type: StubNet  # 链路类型
		Metric:48		    # 开销值
		Priority : Low
----------------------------------------------------------------


# MA或者NBMA网络中
<RTC>display ospf Isdb router self-originate

Type: Router		   # LSA类型
Ls id：3.3.3.3		   # 链路状态ID
Adv rtr :3.3.3.3	   # 产生此LSA的路由器的RouterID

----------------------------------------------------------------
		LinkID:10.1.235.2	    # DR的接口IP地址
拓扑	Data：10.1.235.3	    # 宣告该RouterLSA的路由器接口的IP地址
信息	Link Type: TransNet     # 链路类型
		Metric : 1
----------------------------------------------------------------

Network-LSA（二类）

只有DR会产生二类LSA
一类LSA头部信息

信息	描述
Type	LSA类型
Ls id	DR的接口IP地址
Adv rtr	DR的Router ID

<RTB>displayospfIsdbnetworkself-originate
			OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
					Area: 0.0.0.0
				Link State Database
----------------------------------------------------------------               
		  Type:Network		    	# LSA类型
		  Ls id:10.1.235.2	    	# DR接口的IP地址
	  	  Adv rtr: 2.2.2.2	    	# DR的RouterID
拓扑信息  Net mask : 255.255.255.0	# 网络掩码
路由信息  Priority : Low
		  Attached Router2.2.2.2	# 连接到该网段的路由器列表
		  Attached Router3.3.3.3
		  Attached Router5.5.5.5
----------------------------------------------------------------