动态路由的进阶——OSPF路由协议（理论篇）

OSPF路由协议概述：

开放式最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）是目前广泛使用的一种动态路由协议，它属于链路状态路由协议，具有路由变化收敛速度快、无路由环路、支持变长子网掩码（VLSM）和汇总、层次区域划分等优点。在网络中使用OSPF协议后，大部分路由将由OSPF协议自行计算和生成，无须网络管理员人工配置，当网络拓扑发生变化时，协议可以自动计算、更正路由，极大地方便了网络管理。

四种路由类型：

DR BDR ABR ASBR

五大区域：

骨干区域 标准区域 末梢区域 存末梢区域 非存末梢区域

五大数据包类型：

hello包 DBD LSR LSU(LSA) LSACK

六种LSA

七种状态

OSPF的基本概念和工作过程

内部网关协议和外部网关协议

• 自治系统（AS）

• 内部网关协议（IGP）

• 外部网关协议（EGP）

OSPF是链路状态路由协议

OSPF的工作过程

• 邻居列表

• 链路状态数据库

• 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

• 选取路由器lookback接口上数值最高的IP地址

• 如果没有lookback接口，在物理端口中选取IP地址最高的

• 也可以使用router-id命令指定Router ID

DR（指定路由器）和BDR（备用指定路由器）

指定路由器（DR）

其他路由器（DRothers），纸盒DR及BDR形成邻接关系

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BDR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存在的DR和BDR路由器

OSPF的组播地址

224.0.0.5 DR和BDR发送信息给其他路由

224.0.0.6 监听其他路由的信息反馈

OSPF的度量值为cost

OSPF五大数据包

• 承载在IP数据包内，使用协议号89

OSPF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已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LSU，每个LSA需要被分别确认

OSPF七种状态：

OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程

2-way状态DR和BDR选举出两个最大的但是为确定身份

exstart状态确定选举DR和BDR

OSPF启动的第二个阶段是建立完成邻接关系

OSPF将网络划分为四种类型

• 点到点网络

• 广播多路访问网络

• 非广播多路访问网络

• 点到多点网络

从以下几方面考虑OSPF的使用

• 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

• 可适应大规模网络

• 路由变化收敛速度快

• 无路由环

• 支持变长子网掩码VLSM

• 支持区域划分

• 支持以组播地址发送协议报

OSPF与RIP的比较

OSPF的配置命令

启动OSPF路由进程

router ospf process-id（进程号）

指定OSPF协议运行的接口和所在的区域

network address inverse-mask（反掩码） area area-id（区域号）

修改接口的优先级

ip ospf priodity priodity

修改接口的cost值

ip ospf cost ccost

查看路由表

show ip route

查看邻居列表及其状态

show ip ospf neighbor

查看ospf的配置

show ip ospf

查看ospf接口的数据结构

show ip ospf interface type number