HCIA学习笔记--OSPF

开放式最短路径优先（OSPF）

OSPF协议号89，封装在IP头部后面，基于IP协议
IETF：网络工程项目组
OSPF：开放式最短路径优先，基于链路状态的动态路由协议
RIP：路由信息协议，基于距离矢量的动态路由协议
LSA：链路状态通告：包含链路状态信息
LSDB：链路状态信息数据库：所有LSA

工作原理

1.通过发送hello报文建立OSPF邻居关系
2.通过DD、LSR、LSU、LSACK报文获取和交互LSA，同步LSDB
3.根据LSDB中的LSA，运行SPF最短路径优先算法，构建最短路径树SPT，计算全网的路由，并把每个网络的最优路由加入路由表

报文类型

Hello报文：发现、建立、维护邻居关系
DD报文：描述本地LSDB摘要信息、LSA摘要唯一确定一条LSA、协商主从关系
LSR报文：向邻居请求自己没有的LSA–携带LSA摘要
LSU报文：回应邻居对方所缺失LSA–携带LSA详细信息
LSAck报文：对收到的LSA进行确认–携带LSA摘要信息

OSPF状态机

领居关系的建立

Down:初始状态
Attempt：发送了Hello报文，但是没有收到Hello报文（NBMA网络类型独有），120s老化
Init：发送了Hello报文，也收到邻居的Hello报文但是收到的Hello报文邻居列表没有自己
2-way:发送了Hello报文，也收到了Hello报文，并且Hello里邻居列表有自己邻居关系最高状态，邻居关系已经建立成功

邻接关系的建立

Exstart：通过DD报文协商主从关系，携带Router ID，以大为优
类似TCP三次握手，隐式确认，保证DD传输可靠性
Exchange：交互携带LSA摘要的DD报文
Loading：通过LSR/LSU/LSAck交互详细LSA，同步LSDB
Full:邻接关系的最高状态，LSDB已经同步完成

Router ID

运行了OSPF的设备标识，唯一标识，不能一致
正常运行OSPF必须要有Router ID
格式：与IP地址一致，和IP地址没有关系
手工配置：全局 [r1]router id 5.5.5.5
进程 [r1]ospf router-id 5.5.5.5
进程的配置优先级大于全局，同时在全局和进程视图下配置时以进程为准。
自动获取（未配置Router-id，系统自动获取，仅IPv4适用）：
1.选择逻辑口最大的IP地址最为Router ID
2.选择物理接口最大IP地址作为Router ID

OSPF支持四种网络类型

Hello报文间隔/领居失效时间：
广播：默认二层协议为以太网 10S/30S 7种 没有Attempt
P2P：默认二层PPP或HDLC 10S/30S 6种 没有Attempt、Init
NBMA：默认二层协议为FR/ATM协议 30S/120S 8种
P2MP：默认情况没有任何为点到多点网络 30S/120S 6种 没有Attempt、Init

DR/BDR选举 （广播/NBMA网络）

选举DR/BDR的作用：
1.减少协议报文的交互数量
2.减少链路带宽的消耗
3.减少设备处理性能消耗
在广播/NBMA网络，通过Hello报文选举DR/BDR，先比较路由器优先级， 0-255，以大为优，默认是1，为0时不参与选举；优先级一致，再比较Router ID，以大为优（先到先得，稳定优先），DR和其他所有路由器建立邻接关系，BDR和其他所有路由器建立邻接关系，DR other之间建立邻居关系

OSPF路由器的区域划分

骨干区域：区域0
非骨干区域：非0区域
非骨干区域必须和骨干区域相连，非骨干区域之间不能直接通信，需要借助骨干区域通信，
每个区域里的设备维护本区域的LSDB

路由器角色

IR：域内路由器：所有的接口都属于同一个区域
ABR：域间路由器：设备接口连接多个区域，其中至少一个接口连接骨干区域
BR：骨干路由器：至少一个接口连接骨干区域的路由器
ASBR：自治系统边界路由器，连接不同的AS
OSPF开销计算
cost=参考带宽（100M）/实际带宽
开销为去往目的地的所有的出接口开销之和
环回口：1 Serial口：64 标准以太口（10M）：10 快速以太口（100M）：1
开销的修改方式：
1.修改带宽参考值（所有的路由器都需修改一致）
2.直接修改接口开销

OSPF认证

接口认证：在接口配置，同一链路上所有设备都要配置
区域认证：在区域配置，同一个区域所有设备都需配置

OSPF组播地址

224.0.0.5 所有的OSPF设备都监听
224.0.0.6 只有DR/BDR监听，交互LSA