OSPF网络入门级路由协议超详细介绍（一）

目录：

一．OSPF的定义

二．OSPF 的应用环境

三．OSPf的五大区域

四．OSPF的4种路由类型

五．OSPF的五大数据包类型

六．OSPF的七种状态

七．OSPF的四种网络类型

八．OSPF的六种LSA

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一．OSPF的定义

1. OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。
   2.在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
   

   3. 在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。
      

   4.作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
   5.OSPF的工作过程：
   

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二．OSPF的应用环境

1.从以下及方面考虑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

  2.OSPF的特点

• 可适应大规模网络
• 路由变化收敛速度快
• 无路由环路
• 支持变长子网掩码VLSM
• 支持区域划分
• 支持一组播地址发送协议

3.OSPF与RIP的比较

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三．OSPF的五大区域

1.OSPF区域的意义：

• 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

  2.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

3.区域的类型

• 骨干区域
  骨干区域的区域ID为Area 0，负责区域间路由信息传播
• 标准区域
  当区域缺少自定时，它被认为是普通区域
• 末梢区域 （STUB）
  一个不允许AS外部LSA在器内部泛洪的区域
• 存末梢区域（Totally Stubby）
  即完全末梢区域，是区域内最受限制的形式
• 非存末梢区域 （NSSA）
  允许一些外部路由器通告到OSPF自主系统内部，而同时保留自主系统的区域部分的STUB的特征

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四．OSPF的4种路由类型

1.Router ID：OSPF区域内唯一表示路由器的IP地址

2.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

3.4种类型：

• DR（主内部路由器）

在一个广播性的、多接入的网络（例如Ethernet、TokenRing及FDDI环境）中，存在一个指定路由器（Designated Router）
指定路由器主要在OSPF协议中完成如下工作：指定路由器产生用于描述所处的网段的链路数据包—network link，该数据包里包含在该网段上所有的路由器，包括指定路由器本身的状态信息。指定路由器与所有与其处于同一网段上的OSPF路由器建立相邻关系。由于OSPF路由器之间通过建立相邻关系及以后的flooding来进行链路状态数据库是同步的，因此，我们可以说指定路由器处于一个网段的中心地位。

• BDR （副内部路由器）

BDR在DR发生故障后能自动替代DR的所有工作

• ABR （区域边界路由器）

当一个路由器与多个区域相连时，我们称之为区域边界路由器。区域边界路由器运行与其相连的所有区域定义的OSPF运算法则，具有相连的每一个区域的网络结构数据，并且了解如何将该区域的链路状态信息广播至骨干区域，再由骨干区域转发至其余区域。

• ASBR （AS边界路由器）

AS边界路由器是与AS外部的路由器互相交换路由信息的OSPF路由器，该路由器在AS内部广播其所得到的AS外部路由信息；这样AS内部的所有路由器都知道至AS边界路由器的路由信息。AS边界路由器的定义是与前面几种路由器的定义相独立的，一个AS边界路由器可以是一个区域内部路由器或是一个区域边界路由器。

4.DR和BDR的选举方法：

1.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
2.手工选举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，他将不参与DR和DBR的选举

5.注意：

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

6.OSPF的组播地址：

• 224.0.0.5
• 224.0.0.6

7.OSPF的度量值

• OSPF的度量值为COST
• COST=10的8次方/BW（带宽）
• 最短路径是基于接口指定的代价（cost）计算的

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五．OSPF的五大数据包类型

1.OSPF数据包：

• 承载在IP数据包内，使用协议号89

  OSPF的包类型

• Hello包：用于发现和维持邻居关系，选举DR和BDR
• DBD数据库描述包：用于向邻居发送摘要信息以同步链路状态数据库
• LSR 链路状态请求包：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
• LSU 链路状态更新包：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
• LSAck 链路状态确认包 ：确认已经收到LSU，每个LSA需要被分别确认

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六．OSPF的七种状态

1.DOWN状态

没有启用OSPF的状态：
邻居失效后变为该状态

2.INIT状态

初始化状态：
第一次收到对端发来的hello包（包含对端route-id）时，将对端的状态设置为init

3.2-WAY状态 （选举DR BDR，但不确认）

邻居状态：
相互间周期发送hello的状态（双方建立会话）

4.EXSTART状态 （确认DR BDR）

交换信息的初始化状态：
发送DBD（包含本地的LSA的摘要信息）报文，选举主从路由器（利用HELLO报文中的ID和优先权来进行选举，不允许抢占，DR没了，DBDR才能上）

5.EXCHANGE状态

交换信息的状态：
该状态下，相互间发送DBD，告知对端本地所有的LSA的目录；同时，可以发送 LSR,LSU,LSACK来学习对端的LSA

6.LOADING状态

加载状态（没有学习完的状态）：
发送LSR,LSU,LSACK，专门学习对端的LSA的详细信息

7.FULL状态

邻接状态（学习完的状态）：
彼此的LSDB同步，即所有的LSA相同

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七．OSPF的四种网络类型

1.点到点网络（Point-to-Point）

2.广播多路访问网络（Broadcast MultiAccess ，BMA）

3.非广播多路访问网络（None Broadcast MultiAcess,NBMA ）

4.点到多点网络 （Point-to-Multipoint）

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八.OSPF的6种LSA

1.TYPE1：
路由器LSA：由区域内的路由器发出的

2.TYPE2：
网络LSA：由区域内的DR发出的

3.TYPE3：
网络汇总LSA：SBR发出的，其他区域的总汇总链路通告

4.TYPE4：
ASBR汇总LSA：ABR发出的，用于通告ASBR信息

5.TYPE5：
AS外部LSA：ASBR发出的，用于通告外部路由

6.TYPE7：
NSSA外部LSA：NSSA区域内的ASBR发出的，用于通告本区域的外部路由
类型1的外部路径（Type 1 external path，E1）
类型2的外部路径（Type 2 external path，E2）

7.每一种区域中允许泛洪的LSA

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九.路由重分发

1.一个单一IP路由协议是管理网络中IP路由的首选方案
2.Cisco IOS 能执行多个路由协议，每一个路由协议和该路由协议所服务的网络属于同一个自治系统
3.Cisco IOS 使用路由重分发特性以交换不同协议创建的路由信息
4.路由重分发的考虑：
度量值
管理距离

5.重分发到OSPF域中路由的路径类型

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十.虚链路

1.定义：

• 指一条通过一个非骨干区域连接到骨干区域的链路

2.目的：

• 通过一个非骨干区域连接一个区域到骨干区域
• 通过一个非骨干区域连接一个分段的骨干区域

3.配置虚链路的规则及特点

• 虚链路必须配置在两台ABR路由器之间
• 传送区域不能是一个末梢区域
• 虚链路的稳定性取决于其经过的区域的稳定性
• 虚链路有助于提供逻辑冗余

十一.相关配置代码