最直观的总结--OSPF的基本内容与工作过程

OSPF:开放式最短路径优先协议

简单说明：无类别链路状态路由协议；基于拓扑工作，更新量大，为保证可以在中、大型网络工作，需要结构化的部署----区域划分、地址规划

跨层封装于IP报头，协议号89；
触发更新、周期更新（30min）

组播更新地址：

• 224.0.0.5 —通用地址
• 224.0.0.6 DR/BDR专用地址

一、ospf数据包

5种数据包：



注释：
LSA（链路状态通告）：具体的拓扑或者路由信息；基于LSU包来进行传递；
LSDB（链路状态数据库）：所有LSA的集合

二、OSPF七个状态机—OSPF邻居间的建立过程

七个状态：

三、ospf工作过程

结构突变：
1.新增网段----直连新增网段设备使用DBD告知所有邻居，之后收敛
2.断开网段----直连断开网段设备使用DBD告知所有邻居
3.无法沟通----保活时间到期后，断开邻居关系，删除通过该邻居学习到的所有LSA信息

四、OSPF的配置（思科设备中）

R1(config)#router ospf 1 启动时需要配置进程号，本地意义；
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1 配置RID，手工-环回最大数值-物理最大
宣告：1、激活 2、拓扑和路由 3、区域划分

    R1(config-router)#network 12.1.1.1 0.0.0.0 a 0
    R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0

（反掩码） a 0（区域ID）

区域划分的规则
（1）星型拓扑（中心到站点）
（2）ABR（区域边界路由器）所有区域间互联时必须依赖一台同时工作两个区域的路由器

【1】启动配置完成后，邻居间使用hello包，建立邻关系，生成邻居表：
OSPF的hello包 hello time 10s 或 30s dead time 为hello time的4倍

邻居间hello包中有4个参数必须完全一致： 【hello 和dead time】 【区域ID】 【认证秘钥】 【末梢区域标记】

【2】邻居关系建立后，进行条件的匹配，若匹配成为，使用DBD包进行主从关系选举，且同时使用DBD包发送数据库目录信息，之后使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息，完善本地的LSDB，生成数据库表；
R2#show ip ospf database 查看OSPF数据库简表

关于DBD包的几个重点：
1、DBD包关注接口的MTU值，要求邻居间MTU必须完全一致，否则无法建立邻接关系；卡在exstart
2、隐性确认----直接使用ack为明性确认；从使用主的序列号来对主进行确认；
3、标记位
I 位为1，标识为本地发出的第一个DBD包
M位 为1，标识不是本地发出的最后一个DBD包；
MS位为1，标识本地为主，为0代表从
【3】LSDB同步（LSA洪泛）—OSPF收敛过程，完成后，OSPF协议将基于本地的数据库使用spf算法，选出最短路径将加载到路由表中；
（1）字母
O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
O标识同一个区域的路由—本地通过拓扑计算
O IA，其他区域的路由—ABR共享产生
O E1/2 外部路由，是其他协议的路由，被重发布进入
O N1/2 外部路由，重发布进入的路由，其他协议或进程产生，同 时本地为NSSA区域；
（2）管理距离110；
（3）度量为cost=开销值=参考带宽/接口带宽
参考带宽默认为100M；默认优选整段路径cost值之和最小；当接口带宽大于参考带宽时，将可能导致选路不佳，可以修改参考带宽
R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth ?
<1-4294967> The reference bandwidth in terms of Mbits per second

切记：整个网络所有设备参考带宽必须完全一致；

五、ospf从邻居成为邻接的条件

基于网络类型，点到点类型必然成为邻接；
因为ospf协议需要在邻接间进行数据库的比对，同步；故不能使用类似距离矢量协议的接口水平分割，导致在MA网络中将出现大量重复更新；使用DR/BDR选举规则来解决—非DR/BDR间不能成为邻接关系

DR/BDR选举规则：

• 优先级最大，默认为1；0-255；点到点接口为0代表不参选
• 若优先级相同，使用RID比较，优选最大数值；选举时长30s

干涉选举：

1. DR优先级最大，BDR次大；其他不改

 R1(config)#int ethernet 0/0
    R1(config-if)#ip ospf priority 3

修改参选接口的优先级
注：ospf选举非抢占的，故在修改优先级后，必须重启OSPF的进程；

2. DR优先级最大，BDR次大；其他设备修改为0，放弃选举，不需要重启ospf进程；
   切记：一个MA网段中至少存在一个DR

六、OSPF网络类型—OSPF工作方式

ospf协议在不同网络类型下的工作特点

R1#show ip ospf interface ethernet 0/0
Ethernet0/0 is up, line protocol is up 
  Internet Address 10.1.1.1/24, Area 0, Attached via Network Statement
  Process ID 1, Router ID 1.1.1.1, Network Type BROADCAST, Cost: 10

MGRE上运行OSPF的问题：

1. 默认接口网络类型为点到点，该类型仅允许建立一个邻居关系；

   解决方法：修改接口的工作方式为broadcast;这个网段所有接口必须完全一致

2. 在非全连和星型拓扑下使用 broadcast导致的问题;因为分支站点间没有邻居关系，不知道对方的存在，将无法定义最合适的DR位置；

   解决方法：仅让中心站点成为DR,无BDR；修改所有接口的工作方式为点到多点；

点到多点工作方式：不是设备的默认工作方式，必须通过手工配置完成；不选DR，hello time为30s；缺点不进行DR选举，故在全连网状结构中，将出现重复更新；

总结：

• 在NBMA网络中，部分网状和星型接口修改工作方式为点到多点

• 在全连网状使用广播，正常进行DR选举