OSPF协议学习笔记.docx

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1、OSPF开放最短路径优先协议OSPF（open shortest path first）属于IGP（一个自治系统内部），属于无类路由协议（支持VLSM/CIDR），是链路状态协议，依靠SPF就可以做到无环，支持触发更新，也支持增量更新。OSPF支持认证，明文和MD5。OSPF会每半个小时泛洪一次LSA(LSA最大年龄是1个小时)，记住OSPF的进程ID只具有本地意义。Router id：如果路由器配置了loopback接口，那么路由器选择loopback接口IP地址最大的。如果没有配置loopback接口，那么则选举路由器物理接口IP地址最大的。选用loopback接口的好处是它永远不会dow

2、n，只有整个路由器失效它才会失效，更改路由器的router id也方便。 区域：非骨干区域必须和骨干区域直连 骨干区域：area 0 只有一个骨干区域 非骨干区域：area 出了0的都可以做为非骨干区域。 划分区域的好处：1，可以限制LSA的泛洪范围，从而节约带宽；2，减少路由表大小（路由汇总）有了区域只能在区域之间汇总；3，当一个区域的内部拓扑发生了变化，只有重新在拓扑内部计算，不对影响到全局。 OSPF的设备角色： 区域边界路由器（ABR）：就是一个路由连接了两个或者两个以上不同区域，但是里面必须有一个是骨干区域。 内部设备：在同一区域，所有接口属于骨干的叫做骨干设备 自治系统边界路由器（

3、ASBR）：一个连接外部网络（运行了别的协议）的路由器 DR/BDR选举规则： 当选举DR/BDR的时候要比较hello包中的优先级（priority），大小范围是0255优先级最高的为DR，次高的为BDR，默认优先级都是1，在优先级相同的情况下就比较RID,RID等级最高的为DR，次高的为BDR, 如果DR失效了，那么BDR立刻成立DR。当你把优先级设置为0以后，OSPF路由器就不能成为DR/BDR,只能成为DROTHER。DR：描述这个多址网络和该网络上剩下的其他相关路由器；管理这个多址网络上的泛洪过程。其他所有的路由器都和DR成为邻接关系。 OSPF的工作原理 建立邻居的条件：(1) H

4、ELLO包发送的间隔必须一致广播网络中： 发送间隔是10s dead等于40s非广播网络中： 发送间隔是30s dead等于120s(2) 区域号必须一致(3) 如果配置了认证，认证的必须一样。(4) 区域类型必须一样(5) 子网必须一样 OSPF如何建立邻居关系：在没有运行OSPF协议的时候，是属于Down State状态，两台路由器运行了OSPF协议，路由器A会向路由器B发送HELLO包，包括了自己的rooter id还有一条消息（我还没有邻居），这时候会进入Init State （初始化）状态，同时B也会向A发送HELLO包，当A收到B的HELLO包时，他还会发送HELLO包，这里面就包

5、括了A路由器所有邻居的router id，B收到后发现里面有自己的router id，就会进入Two-Way State 状态。建立好邻居关系后，如果是MA链路会选择DR和BDR的这个时候大约在40s左右。在点对点链路上进入Exstart State状态，开始交互DBD，是这个状态先交换的是两个（可能会发送多个）空的(两个路由器互相发的一个)DBD报文，是为了选择主从关系，后面的DBD报文都是链路状态数据库的描述报文了。然后进入Exchange State ，在这个状态里，从路由器会向主路由器先发送LSR，序列号是根据上一部选出主路由器的序列号。然后进入Loading State这个状态，这个

6、状态是开始交换LSR，和LSAck。最后进入Full State 状态，这个状态里链路状态数据库得到了同步。Down-Init State-Two-Way State-Exstart State-Exchange State-Loading State-Full State邻接：是建立完邻居后，来同步LSA，形成邻接。在MA网络中，只有DR和BDR之间能成为邻接关系。具有邻接关系的路由器他们的拓扑数据库都是一样的。 SPF算法（SPF最短路径优先算法） 一个区域里面的路由器都要同步数据库，先泛洪LSA，同步完数据库后，那么每个路由器都是以自己为根，根据路径的开销值找出到达每一个节点的最优路由，

7、最后把最优路由安到路由表。 如何同步数据库的： 从邻居收到一条LSA，会和本地的链路状态库对比，如果本地链路状态数据库没有，就加入到本地链路状态数据库，根据SPF重新计算路由，会给邻居一个确认消息。同时会把这个LSA泛洪给其他邻居。如果邻居传过来的LSA在本地已经有了，就会比较序列号（每一条LSA都有一个序列号的，4个字节，第一次产生的序列号是0x ,最大的序列号是0x7FFFFFF，当序列号到最大的时候，他会回到0x，就这样循环，是一相棒棒堂模型）序列号在就更新本地的，如果邻居的比我小，我还会把我这个新的LSA发送给邻居。最终本区域都会构建相同的数据库。配置：R1(config)#route

8、r ospf 1 配置OSPF协议进程号为1R1(config-router)#network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0 把接口宣告进OSPF 区域0R1#show ip ospf interface 查看哪些接口被宣告进OSPF进程R1#show ip ospf int brief 查看接口运行OSPF的简要信息R1#show ip ospf neighbor 查看OSPF的邻居表R1#show ip protocol 查OSPF配置信息R1#show ip ospf 查看完整的OSPF信息R1#show ip database 查看OSPF数据库 R1(c

9、onfig-router)#maximum-paths 修改OSPF的负载均衡条数R1(config-router)#Area 1 range 192.168.10.0 255.255.255.0 区域间的路由汇总R1(config-router)#summary-address 192.168.10.0 255.255.255.0 外部路由汇总R1#show run | b router ospf 查看OSPF配置OSPF的路由类型： 域内路由 (O) 域间路由 (O IA) 外部路由（E1 进来的COST值累加 E2进来的COST值不累加 N1/N2（区别在于和前者一样）存在NSSA区域的

10、，） 同一类的路由比COST值，不同类的路由比优先级： O O IA O E1 O E2 同时O N1 O N2COST值的计算方法：是一个网络去往另一个网络,所经过的所有接口的COST值总和，选择路由的时候就会根据这个COST最小的，并放进路由表，来传送数据。如果COST值都相等，那么OSPF也是支持等价负载均衡（默认支持4条，现在的IOS可以支持16条）。OSPF的数据类型 HELLO 组播地址224.0.05 用来建立邻居关系 DBD（DB Description） 数据库描述报文 是对本地数据库的一个摘要 LSR（LS Request） 链路状态请求报文 请求是是自己没有，而邻居有的的

11、LSA LSU（LS Update） 链路状态更新报文 存放的是LSA，发给邻居没有的LSA LSAck （LS Acknowledge） 链路状态确认报文 是用来确认LSU的 OSPF的LSA LSA的头部：LSA头部在所有LSA的开始处，在数据库描述数据包和链路状态确认数据包里也使用了LSA的头部本身。在LSA头部中有3个字段可以惟一地识别每个LSA：类型，链路状态ID和通告路由器。另外，还有其他3个字段可以惟一地识别一个LSA的最新实例“老化时间，序列号和校验和。 类型1（路由器LSA）路由器LSA是由每一台路由器产生的。它列出了一台路由器的链路或接口，同时也列出了这些接口的状态和每一条

12、链路的出站代价。这些路由器LSA只能在始发它们的OSPF区域内进行泛洪扩散。这里要注意，路由器LSA是把主机路由作为末梢网络来通告的，它的链路ID字段携带的是主机的IP地址，而链路数据字段携带的是主机地址的掩码-255.255.255.255 可以用show ip ospf database router 命令来查看 类型2（网络LSA）网络LSA是始发于指定路由器（DR）的。这些网络LSA将通告一个多路访问网络和与这个网络相连的所有路由（包括DR）。像路由器LSA一样， 网络LSA也只能在始发这条网络LSA的区域内进行泛洪扩散。可以用show ip ospf database network

13、 命令来查看 类型3（网络汇总LSA）是由ABR发出的,它将某个区域的汇总告知其他区域,也就是通知其他区域路由器要到这些网络就找我.这里就有点距离矢量路由协议的味道,依靠下一跳路由器来路由。可以用show ip ospf database summary 命令来查看 类型4（ASBR汇总LSA）它也是由ABR发出的,描述了ASBR的RID，它是告诉其他区域路由器到某个非OSPF AS外的网络要找通告里告诉的那个ASBR.可以理解为汇总是由ASBR产生但由ABR代为通告出去的.然后由ABR代为转成LSA4发出。可以用show ip ospf database asbr-summary 命令来查看

14、 类型5（自主系统外部LSA）自主系统外部是由ASBR路由器始发的。这些自主系统外部LSA是用来通告OSPF自主系统外部的目的网络中，这里也包括到达外部目的网络的缺省路由。自主系统外部LSA可以泛洪扩散到OSPF域中所有非末梢区域中去。可以用show ip ospf database external 命令来查看 类型7（NSSA外部LSA）是由一个NSSA区域内的ASBR路由器始发的。除了转发地址字段外，NSSA外部LSA的所有字段都和一个AS外部LSA的字段相同，不像AS外部LSA那样是在OSPF自主系统中进行泛洪扩散的，NSSA外部LSA仅仅在始发它们的一个非纯末梢区域中进行泛洪扩散。类

15、型7的LSA只存在NSSA区域，当他进入内部其他区域的时候会转换成类型5的LSA。show ip ospf database nssa-external 命令来查看 OSPF的路由汇总(1) 区域间汇总 （ABR上做的）(2) 外部路由汇总 （ASBR） OSPF下放默认路由 R4(config-router)#default-information originate 有条件下放默认路由，本地必须存在一个默认路由，否则下放不了R4(config-router)#default-information originate always 无条件下放默认路由 在OSPF网络中，如果碰到不合理的区域

16、配置（非骨干跟骨干或多骨干）临时解决方案（1）隧道（tunnel） 在骨干和没有有骨干直连的设备上创建，两端都要配置tunnel配置命令： R2(config)#int tunnel 1 创建隧道R2(config-if)#tunnel source 2.2.2.2 指定隧道的源地址，建议使用环回口， R2(config-if)#tunnel destination 3.3.3.3 指定隧道的目地地址也是环回口，两个环回口必须在同一区域 R2(config-if)#ip address 100.100.100.1 255.255.255.0 给隧道指定一个IP地址 R3(config-rout

17、er)#network 100.100.100.0 0.0.0.255 area 0 把隧道宣告进OSPF区域0（2）虚链路virtual-link 在骨干和没有有骨干直连的设备上创建，两端都要创建，hello包只会在virtual-link刚起来的时候发，不进行周期性交换hello，它是靠中间的接口之类的来维持邻居关系，可以交换LSA，也不周期性泛洪LSA。它是属于区域0的，所以不需要宣告进区域0。 配置命令： R2(config-router)#area 1 virtual-link 3.3.3.3 所穿越的区域，和对端的router ID，router id只是一个标识，不可达也无所谓

18、R2#show ip ospf virtual-links 查看virtual-links（3）利用OSPF多进程 默认情况下非骨干区域之间不同进程之间是不会直接交换路由的，可以配置让他交换，就是在两个非骨干区域创建个新的进程，然后把他们和原来 的进程互相重分发。 配置命令： R3(config)#router ospf 1 R3(config-router)#redistribute ospf 2 subnets 把进程2重分发到进程1OSPF的特殊区域（1）末梢区域（stub）抑制了类型4和5 的LSA， 去往外部网络是通过ABR自动下放默认路由类型3的，默认COST值等于1，这个COST

19、值是可以修改的。不能重分发。 配置命令： R1(config)#router ospf 1 进入OSPF进程R1(config-router)#area 1 stub 配置成末梢区域 ，邻居必须也是stub R1(config-router)#area 2 default-cost 10 修改ARB下放默认路由的COST值 （2）完全末梢区域（totally stub） （思科私有） 在末梢区域的基础上，又抑制了类型3的LSA，不能重分发。配置命令：R1(config-router)#area 1 stub no-summary 在ABR上配置成完全末梢区域 （3）非纯末梢区域NSSA(not

20、-so-stub-area) 本质上还是末梢区域，还是抑制类型4和5的LSA。当外部路由重分发进来，会产生类型7的LSA，只存在NSSA区域，当他进入内部其他区域的时候会转换成类型5的LSA。NSSA区域ABR不自动下发默认路由，只能手工下放默认路由。 配置命令：R1(config-router)#area 1 nssa 配置成NSSA区域R1(config-router)#area 1 nssa default-information-originate 往NSSA下放默认路由（4）完全非纯末梢区域totally NSSA(not-so-stub-area)（思科私有）抑制了类型3/4/5的

21、LSA，多了条类型7的LSA，ABR自动下发的默认路由 配置命令： R2(config-router)#area 1 nssa no-summary 配置成 totally NSSA区域OSPF网络类型 OSPF的网络类型是站在高处往低处看，它给底层的网络类型分类（以太网，FR，ATM，X.25，ISDN）不同的分类有不同的网络类型，在不同的场合用不同的网络类型。1， Broadcast 广播 （RFC)2， point-to-point 点到点3， point-to- multipoint 点到多点 （RFC） 4， point-to- multipoint 点到多点（广播）5， NBMA

22、非广播6， Virtual-link 虚链路7， Loopback 环回口 修改接口的网络类型：R1(config-if)ip ospf network 网络类型（1）Broadcast 在以太网上，它是广播多路访问，支持广播和组播（224.0.0.5），hello间隔是10s，dead时间是40s，会选举DR/BDR）邻居是怎么发现的地址是224.0.0.5（2）点对点 在串行链路/FR的点到点到多点上，支持广播和组播（224.0.0.5），hello间隔是10s，dead时间40s,无DR/BDR的选举，邻居是怎么发现的地址是224.0.0.5（3）NBMA 帧中继的物理口/点到多点的网络

23、上，hello间隔是40s，dead时间120s,因为是非广播的网络，所以不会以组播的形式发HELLO包，就不会建立邻居关系，所以要手工给OSPF建立邻居，发的是单播的HELLO包。选举DR/BDR R3(config-if)#frame-relay map ip 192.168.1.2 301 broadcast 做映射 R3#show frame-relay map 查看映射 （4）point-to-multipoint 不需要选举DR/BDR，hello间隔是40s，dead时间120s,自动发现邻居。经过路由器的下一跳会改成自己。不用做映射。（5）point-to-multipoint NB 非广播 不支持广播的链路就使用这个。 （6）环回口 不管掩码是多少位的，OSPF宣告出去的都是32位，因为OSPF把他当做一个主机来处理。这个环回口类型是可以更改的，默认是环回口类型。