深度解析OSPF及其常见故障原因

前言：如有疑问（包括但不限于本篇，涉及网络  系统皆可），欢迎评论探讨，看见能解答必回。彼此交流，共同成长。)

摘要：各状态卡顿原因；引发卡顿原因；状态机及三张表；（1、2、3、4、5、7）类LSA；ospf网络类型；nssa属性、域外防环、路由不加表现象、过滤现象、瞬时黑洞、完美重启。

 

OSPF即开放式spf(short path first,D.J算法)：路由器以自己为根，通过spf算法选出最短路径形成树，再考虑根网络的连接，使其作为叶子加入树。域间OSPF通过router/network两类 LSA描述，最后将收集的LSA组成LSDB。

 

一、各状态卡顿原因：1.down状态 2.init状态：认证不通过 3.two way状态：选举不成功4.exchange状态：mtu不匹配（包的交互问题，如包过大） loading状态：lsu加载不完整。

二、哪些情况会引发卡顿：1.相同的router id  2.认证不通过 3.区域id不同 4.特殊区域标志（nssa 、stub）不一致 5. 优先级都为0，选举失败。6.mtu不匹配  7.包的交互问题，如包过大、丢包  8.max-lsa数量限制会引发lsa加载失败  9.hello时间不一致  10.点到点与MA网络建邻导致spf算法混乱  11.虚链路的建邻没有两个ABR出口 12.shame-link建邻时，目的和源的单播不通。

 

三、状态机：三种状态、状态包参与、状态卡顿原因（开头已描述）

exstart状态进行主从选举，DBD在此期间不携带LSA头部信息。在router id 中，越大优先级越高。

exchange状态 将lsa头部信息互相发送确认，双方可看到对方的描述信息。

loading状态  发送lsr，确认后得到完整的lsa信息即lsu。

 

三张表：1.OSPF 邻居表

2.OSPF  LSDB表

LSA age 、seq 、checksum  用于LSA新旧比较

1）.比较最大序列号（正、负）

2）.最大的无符号校验和

3）.LSA age  ，当LSA age 只差大于15分钟，LSA age 小的最新

3.路由表

 

四：LSA类型

1类LSA特性：注意若在MA网络中，会产生2类LSA，该LSA中包括了MA网络中网络掩码信 息，所有此时产生的1类LSA是不完整的。

1. P to P（点到点，点到多点，非广播）  2.Stub network  3.transmit  network  4.虚链路virtual-link

 

引申问题：如何理解点到多点是点到点的集合？

答：transmit是一种拓扑图结构。

 

2类LSA： Network LSA 网络LSA

作用：在MA网络中用于通告该MA网络中所有的路由，并描述该网络的网络掩码

Link-id：MA网络DR路由器接口地址

ADV：DR路由器的router-id

传播范围：在所属area 内传输，终止于ABR

 

引申问题：为什么要有2类lsa,2类如何解决问题？

答：2类指明MA网络

 

3类LSA ： summary LSA 汇总LSA

作用：用于不同区域之间路由信息的传递

Link-id：所传递的路由信息网络号

ADV：所在区域的ABR对应的router-id

传播范围：只在某区域传递，区域边界产生

特性：3类LSA在穿越不同区域时，ADV会自动发生改变.  在产生3类LSA时自动产生 option参数为upward，用于3类LSA路由信息区域间的防环。

 

4类LSA：summary ASB  LSA

作用：用于通告ASBR路由器位置的

Link-id：ASBR路由器的router-id

ADV：所在区域ABR的router-id

传播范围：除了进行重发布所在区域外的area之间

特性：穿越不同区域，

ADV router 会发生变化（与3类LSA相同）

 

5类LSA：用于通告外部路由（1.重发布进入  2.7转5的LSA）

作用： 用于通告外部路由，仅仅包含路由信息

link-id：外部路由网络号

ADV：ASBR路由器router-id（产生该LSA的router-id）

传播范围：在整个OSPF域传递

特性：分为OSPF 外部类型1和类型2，5类LSA默认种子度量值为20.

 

7类LSA： 

作用：在NSSA区域中，用于通告外部路由信息.

Link-id：外部路由网络号

ADV router：ASBR路由器的 router-id

传播范围：仅仅在本NSSA区域中传递

特性：产生的7类LSA中包含了FA地址（转发地址），路由学习时是按照到达该FA地 址的metric值进行计算的，若FA地址不可达，则路由不优. 并且在NSSA区域边界ABR 路由器上进行7类转5类，转换后的5类LSA默认依然包含FA地址，所有产生的5类LSA 不需要再产生4类LSA。

FA地址一般为ASBR路由器上运行OSPF的最大环回接口地址.注意在某些IOS上为最先 运行OSPF的环回接口地址。

 

五：OSPF 网络类型

1.loopback:环回网络，ospf自动识别lookback接口，接口matric计算不考虑带宽。

2.P to P：自动建邻，不选举DR，组播发送

3.BMA：广播型多路，自动建邻，选举DR，组播更新，生成2类LSA

4.NBMA：非广播型多路，手动建邻，选举DR，单播更新，在hub-spoke中应用

5.P-MP-nonB：自动建邻，不选DR，组播建邻，产生到达对方的主机路由

6.P-MP-nonbroadcast：不选DR，不主动只能单播建邻，产生到达对方的主机路由（解决在hub-spoke网络中spoke端互指PVC的问题）

7.虚链路---virtual-link、sham-link

 

六：其他问题

1.Nssa(“not-so-stubby”)属性：拒绝4 5 类，用7类作为自己的外部路由。7.5类如果有两个abr,只在router id大的转。

2.域外防止环路：1）利用type-4 LSA防环

当一台OSPF路由器将外部路由引入OSPF域后，它就成为了一台ASBR，被引入的外部路由以Type-5 LSA在整个OSPF域内泛洪。一台路由器使用Type-5 LSA计算出路由的前提是两个，其一是要收到Type-5 LSA，其二是要知道产生这个Type-5 LSA的ASBR在哪里。与ASBR接入同一个区域的路由器能够根据该区域内泛洪的Type-1 LSA及Type-2 LSA计算出到达该ASBR的最短路径，从而计算出外部路由。而其他区域的路由器就没有这么幸运了，因为ASBR产生的Type-1 LSA只能在其所在的区域内泛洪，所以才需要Type-4 LSA。因此其他区域的路由器在获取Type-4 LSA后便能计算出到达ASBR的最短路径，进而利用该ASBR产生的Type-5 LSA计算出外部路由。Type-5 LSA将会被泛洪到整个OSPF域，表面上看，它本身并不具有什么防环的能力，但是实际上，它并不需要，因为它可以依赖Type-1 LSA及Type-4 LSA来实现防环。

2）type-5 LSA中 external route tag防环

五类LSA Route-tag与DN位置位都存在时（思科dn不置位），首先根据Route-tag值来判断是否引入该路由，如果Route-tag值中的AS号信息与引入的BGP的AS号一致，则拒绝引入该路由。

 

3.Ma和nbma对比，后者网络变动影响较大，故障恢复时间长。所以一般而言，最好的方案是点到多点。通过mgre的配置改良，可以克服必须绕行接口的缺点。（让mgre支持伪广播（组播映射））

 

4.非组播的坏处：当有新点时hub上都需要重新手动建邻。

 

5.如果有dr\bdr选举 分支接口配0

 

6.FA要么为0要么有地址，有地址则按照FA的规则进行选择。必要产生条件：FA接口必须是MA类型的。

7.五类FA会引起路由表的递归查找，若查不到或查到的非O或OI开头的路由，则递归无效。该现象称为：路由不加表现象。

引起路由不加表现象：1.如上 2.BMA与点到点建邻，无法计算路由  3.四类被过滤掉

 

8.过滤现象1）.分发列表（只能in）

2）.域间过滤 3）.域间汇总来过滤特定路由+not+advertise+关键字）

 

9.瞬时黑洞：协议收敛速度的不同，导致路由有去无回。解决办法：设置stub router

1.max-metric router-lsa on-starup wait-for-bgp  //等待bgp收敛完成

2.max-metric router-lsa  //经过的lsa永远最大metric

 

10.完美重启：不清空FIB表。框式路由器，双交换引擎。虚拟化：磁化？、再分配

graceful restart