OSPF路由协议

OSPF路由协议概述

内部网关协议和外部网关协议：开放的最短路径优先协议

• 自治系统（AS）AS是指同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合
• 内部网关协议(IGP)
• 外部网关协议(EGP)

外部网关协议现在主要用BGP

OSPF是链路状态路由协议，协议号是89

传信的过程，一层一层叠加发送

OSPF的工作过程（3个表）

1. 邻居列表
2. 链路状态数据库
3. 路由表

建立邻接关系（传信的过程）——>链路状态数据库（所有链路状态学习后汇总到库里简称LSDB）——>形成最短路径（通过算法）——>形成路由表

OSPF区域

为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域

每个OSPF路由器只维护所在区域的完整状态链路状态信息

区域ID

区域ID可以表示成一个十进制的数字

也可以表示成一个IP

骨干区域Area 0

负责区域间路由信息传播

非骨干区域

Router ID

OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址

Router ID选取规则

自动：

• 选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
• 如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的

手动

• 也可以使用router-id命令指定Router ID

DR和BDR（2种路由器）

指定路由器（DR）

其他路由器（DRothers）只和DR及BDR形成邻接关系

DR为老大，BDR为老二

如果不选举DR和BDR，会构成n（n-1）/2个邻接关系，n为路由器个数，导致线路占用过多。

DR和BDR的选举方法

自动选举DR和BDR

• 网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR

手工选择DR和BDR

• 优先级范围是0~255，数值越大，优先级越高，默认为1
• 如果优先级相同，则需要比较Router ID
• 如果路由器的优先级被设置为0，它将不参与DR和DBR的选举

DR和BDR的选举过程

路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器

先开机的是老大，并且之后不会自动更改

OSPF的组播地址

224.0.0.5
224.0.0.6

如何选举OSPF

路由器刚开机刚开始大家都以为自己是老大，再通过发送hello包选举选择DR和BDR

1. 第一步大家通过0.5发送hello确认谁是DR谁是BDR
2. 然后其他路由器通过0.6，把自己的链路发送给DR和BDR
3. DR和BDR再通过0.5发送给其他路由器

OSPF的度量值为COST

COST=10^8/BW

最短路径是基于接口指定的代价（cost）计算的

接口类型	代价（108/BW）
Fast Ethernet	1
Ethernet	10
56k	1785

OSPF的数据包类型（5种数据包）

OSPF数据包：

承载在IP数据包内，使用协议号89

OSBF的包类型

OSPF的包类型	描述
Hello包	用于发现和维持邻居关系，选举DR和BDR
数据库描述包（DBD）	用于向邻居发送摘要信息以同步链路状态数据库
链路状态请求包（LSR）	在路由器收到包含新信息的DBD后发送，用于请求更详细的信息
链路状态更新包（LSU）	收到LSR后发送链路状态通告（LSA），一个LSU数据包可能包含几个LSA
链路状态确认包（LSAck）	确认已经收到DBD/LSU，每个LSA需要被分别确认

OSPF邻接关系的建立(7种转态)

OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程

**一、Down状态:**初始化----路由器启动后开始向外发Hello，但是没有收到对方的Hello报文。

**二、Init状态：**收到第一个hello包----路由器已经接收到相邻路由器发送来的Hello数据包，但自身的IP地址并没有出现在该Hello数据包内，也就是说，双方的双向通信还没有建立起来。

**三、2-Way状态：**双向建立会话----路由器看到自身已经处于相邻路由器的Hello数据包内，双向通信已经建立

OSPF启动的第二个阶段是建立完全的邻接关系

**四、ExStart状态：**建立主从关系----在此状态协商DD报文发送的主从，开始的时候都认为自己是
主路由器，发送一个空的DD报文I＝１，M＝１，MS＝１，自己定义一个DD开始***，对方认同（比较Router-ID谁大）则回一个相同***的DD报文，I＝０，M＝１，MS＝０。不认同则回一个不同的***的DD报文I＝１，M＝１，MS＝１。同时检查MTU是否一致，不同将一直停在Exstart状态。

**五、Exchange状态：**交换摘要信息----在这个状态，路由器向相邻的OSPF路由器发送数据库描述数据包来交换链路状态信息，每一个数据包都有一个数据包***。如果发现DBD里有新信息，路由器向相邻路由 器发送链路状态请求数据包来请求其相应数据。

**六、Loading状态：**加载详细信息----根据之前的DD报文发送LSR请求LSA直到LSDB完全同步

**七、Full状态：**完全连接----收敛（同步）成功，双方达成一致

OSPF的网络类型（4种类型）

OSPF将网络划分为四种类型

1. 点到点网络------自动发现邻居，不需要DR/BDR、组播224.0.0.5
2. 广播多路访问网络（BMA）-----自动发现邻居、选DR/BDR、组播
3. 非广播多路访问网络罗（NBMA）------手工指定邻居，选DR/BDR、单播
4. 点到多点网络------自动发现邻居，不需要DR/BDR、组播224.0.0.5

OSPF的使用场景

• 网络规模，网络拓扑，其他特殊要求，路由器自身要求

OSPF的特点

1. 可适应大规模网络
2. 路由变化收敛速度快
3. 无路由环
4. 支持变长子网掩码VLSM
5. 支持区域划分
6. 支持以组播地址发送协议报

OSPF：属于链路状态路由协议，没有跳数限制，支持可变长子网掩码（VLSM），收敛速度快，使用组播发送链路状态更新

路由协议或路由种类	优先级
Direct	0
OSPF	10
IS-IS	15
Static	60
RIP	100
OSPF ASE	150
BGP	255

OSPF配置实验

以下配置图片为例

首先配完所有路由器的对应网口IP（int进入，ip add IP➕子网掩码）

其次就是重点要在每个路由器上都配一个Router ID也就是路由器ID
int loopback 0-----##进入回环网口 0为名称（每个路由器可重复）
ip add 随意的IP地址，最好能对应上路由器以便分辨，子网掩码为32



上述配完以后进行ospf配置
ospf 1 router-id 1.1.1.1-----##创建ospf进程，配置路由ID
area 0------##在上述命令基础上进入区域0，区域0是骨干区域
network 192.168.10.0 0.0.0.255----##宣告ospf区域内的直连网段，并且加上反掩码（此图有两个直连网段所以配置两个）
network 10.0.0.0 0.0.0.3
network 1.1.1.1 0.0.0.0----###记得不要忘记宣告回环网口的ID和反掩码

dis ip routing-table-----##查看路由器里的数据库信息

最后ping一下pc1与pc2（不要忘记设置各自参数）
这样我们就完成了！