OSPF

OSPF:开放式最短路径优先协议

• 适用范围：IGP（同一个AS内）

• 是否携带网络掩码：携带

• 算法：LS  链路状态型协议   SPF算法   dijkstra序列空间

• 封装：基于IP封装，协议号为89

一.OSPF特点

1. OSPF是一种典型的链路状态型路由协议，是一种地图式协议，现使用OSPFV2(服务于IPV4)    OSPFV3（服务于IPV 6）OSPFV 1（实验室环境）
2. OSPF使用SPF算法:最短路径优先算法
3. OSPF更新信息：LSA---链路状态通告，既包含了路由信息也包含了拓扑信息

LAS种类：在OSPFV2中使用1，2,3,4,5,7类

路由信息：包含的接口的路由信息

拓扑信息：路由器之间的连接关系

     4.OSPF更新地址：使用组播或单播更新，组播更新地址224.0.0.5   224.0.0.6

     5.OSPF更新方式：触发更新和三十分钟的链路状态更新（清除LAS里的某些信息），周期时间为30分钟（LAS状态刷新）

     6.OSPF支持认证:链路认证，路由认证，虚链路认证

     7.OSPF支持路由汇总（仅仅在某些特殊的路由器支持汇总）---距离矢量型路由协议默认都会开启自动汇总

     8.OSPF支持区域的划分：减少LSA的传播范围，减少LSA的数量

     9.OSPF非常消耗路由器资源，一个cisco设备最大支持31个OSPF路由进程

    10.OSPF使用cost（相当于带宽）计算metric

   二.OSPF区域设计

1. OSPF区域标识：使用十进制数或类似于IP地址方式

         OSP区域的划分：基于接口的（链路的）

         OSPF区域类型

         骨干区域：区域0

         非骨干区域：非0区域

         tip：1.网络中必须存在唯一的area0  2.如果要存在非骨干区域，非骨干区域必须与骨干区域相连

     2.OSPF路由器角色

         骨干路由器：路由器的所有借口而都在area0中

         非骨干路由器：路由器的所有接口都在非area0中

          ABR：区域边界路由器：能够产生3类LSA的路由器(路由器中有接口在area中，也有接口在非area0中)

          ASBR：自治系统边界路由器：能够产生5类或7类的路由器（当一个路由器处于OSPF和非OSPF的边界，并且将非    OSPF路由引入到OSPF中）

           3.OSPF区域设计原则

           OSPF区域设计优点：1.减少LSA的数量  2.减少OSPF的传播范围

           不规则区域：1.不连续的area0  2.非骨干没有挂靠在骨干区域之上

      三.OSPF消息数据包

      OSPF数据包是基于IP封装的，不可靠的，除了hello之外，其他的数据包都要进行ACK确认，在DBD中有序列号，通过序列号进行显式以及隐式确认。LSR使用LSU进行确认，LSU使用LSACK进行确认。-----

       某一条LSA标识：1.LSA类型2.link-ID3.ADV router

 

1. hello包：用于建立和维持邻居关系，周期发送（默认10秒）死亡时间40秒。
2. DBD包：包含了MTU，默认1500字节，双方的MTU必须保持一致，否则将会卡在Extart状态。
3. LSR：链路状态请求
4. LSU：链路状态更新
5. LSACK

     R1和R2建立邻接关系 ：

     R1向R2请求若干条LSA，R1会针对每一条LSA向R2发送LSR，当R2向R1回复LSU之后，R1就会从自己的请求列表中删除这条LSA，这条LSA R1已经学习到了。R2中有重传列表，因为数据可能会丢失，所以R1向R2请求的每一条信息，R2都要将LSU给R1，R2会将每一条LSU放在重传列表中，R2先将LSU发给R1，R1只要回复了LSACK，则说明R1收到了LSU，收到后R2将这条LSU删掉，直到重传列表和请求列表为空，则说明邻接关系建立了。

  OSPF hello：

router-id:路由器标识符，用于表示该路由器在OSPF网络中的唯一性

选举规则：1.手工指定最优先  2.最大的环回接口地址   3.最大的物理接口地址

Area ID：区域标识

认证类型，认证数据

hello时间，dead时间：默认10,40或30，120秒

DR优先级：

DR：指定路由器

BDR：备份指定路由器

特殊区域标识符：

 

OSPF邻居关系建立条件 

1. Router ID必须不同
2. area ID必须一致
3. 认证类型和认证型数据都一致
4. hello时间和dead时间一致
5. 特殊区域标识必须一致
6. 在MA网络中，network mask必须保持一致
7. 必须同时使用单播或组播

OSPF邻居状态机制

     Down:关闭，发送hello包，使用pollinterval(轮循时间)120S，接收hello包

     init：初始化状态---一旦启动OSPF，接口就会立即向外发送hello包，开始发送hello报文，接口就会变成init状态

     Two-way：双向通信，邻居状态---收到对方的hello包中包含自己的Router-ID，进入two-way状态（选举DR：1.比较接口的优先级（0-255），越大越优  2.比较router-id  越大越优  注意：1.DR是接口概念  2.DR不能抢占   3.若优先级为0则视为放弃）

     Exstrat：开始发送主从选举DBD---数据库描述报文---发送双方的目录

     Exchange：当主从选举完成，发送携带LSA头部摘要信息的BDB时，进入exchange，在exchange中已经开始发送LSR，但是没有LSU发送

     Loading：发送LSR，回复LSU确认，相应LSACK

      Full：邻接，双方LSA信息同步完成（路由收敛）

      Attempt：尝试，在NBMA等网络类型中，路由器之间不能自动建立邻居关系，必须使用单播邻居建立，若邻居指定发生错误，则进去该状态。