动态路由协议之OSPF协议基础
动态路由协议之OSPF协议基础
- 一、OSPF协议基本概念
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- 1.1动态协议的分类
- 1.2OSPF协议的工作流程
- 1.3OSPF区域
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- 1.3.1OSPF区域划分
- 1.3.2OSPF区域ID
- 1.4Router ID
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- 1.4.1Router ID
- 1.4.2Router ID的选取给则
- 二、DR与BDR
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- 2.1DR与BDR的概念
- 2.2DR和BDR的选举规则
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- 2.2.1自动选举
- 2.2.2手工选择
- 2.3DR和BDR的选举过程
- 三、OSPF的数据包类型
- 四、OSPF邻接关系的建立（七种状态）
- 五、OSPF的网络类型
- 六、OSPF的应用环境
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- 6.1考虑OSPF使用的因素
- 6.2OSPF自身特点
- 七、OSPF与RIP对比
- 八、OSPF基本配置
一、OSPF协议基本概念
1.1动态协议的分类
自治系统（As）是指由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合。
[1]按自治系统分为
IGP:内部网关路由协议，运行在AS内部的路由协议，主要解决AS内部的选路问题，发现、计算路由。
主要: RIP1/RIP2、 OSPF、 ISIS、EIGRP (思科私有协议)
EGP:外部网关路由协议，运行在AS与AS之间的路由协议，他解决AS之间选路问题。
通常: BGP
[2]按协议类型分类
距离矢量路由协议: RIP1/2、 BGP (路径矢量协议)、EIGRP (高级距离矢量协议)
路由器对全网拓扑不完全了解。是“传说的路由”，A发路由信息给B，B加上自己的度量值又发给C，路由表里的条目是听来的。
链路状态路由协议: OSPF、ISIS
路由器对全网拓扑完全了解。是“传信的路由”，A将信息放在一封信里发给B，B对其不做任何改变，拷贝下来，并将自己的信息放在另一封信里，两封信一起给C，这样，信息没有任何改变和丢失，最后所有路由器都收到相同的一堆信，这一堆信就是LSDB。然后，每个路由器运用相同的SPF算法，以自己为根，计算出SPF Tree (即到达目的地的各个方案)，选出最佳路径，放入路由表中。
1.2OSPF协议的工作流程
建立邻接关系→链路状态数据库→最短路径树→路由表
学习链路状态信息 Dijksra算法
1.3OSPF区域
1.3.1OSPF区域划分
1、为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域
2、每个OSPF路由器只维护自己所在区域的完整链路状态信息，区域之外的信息是通过区域之间的区域边界路由器去学习。
其中area 0是骨干区域，负责区域间路由信息传播，其它区域均为非骨干区域，每一个非骨干区域都有一个边界路由器与骨干区相连。
1.3.2OSPF区域ID
1、区域ID可以表示成一个十进制的数字
2、也可以表示成一个IP
1.4Router ID
1.4.1Router ID
Router ID 是OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址
1.4.2Router ID的选取给则
1、选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址（自动选取规则）
2、如果没有loopback接口,在物理端口中选取IP地址最高的（自动选取规则）
3、也可以使用router-id命令指定Router ID（手动选取规则，在三个选取规则里优先级是最高的）
二、DR与BDR
路由器会在广播网络中建立邻接关系，构成了n(n-1)/2个邻接关系，容易形成网络风暴和堵塞。
2.1DR与BDR的概念
可以把DR理解成队长，每个路由器只要和队长建立连接就可以了，防止了网络的拥塞。
可以把BDR理解为副队长，当队长DR出问题后。就会由BDR副队长接替队长的位置
2.2DR和BDR的选举规则
2.2.1自动选举
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
2.2.2手工选择
（1）优先级范围是0~255,数值越大,优先级越高,默认为1
（2）如果优先级相同,则需要比较Router ID
（3）如果路由器的优先级被设置为0,它将不参与DR和DBR的选举
2.3DR和BDR的选举过程
1、路由器的优先级可以影响一个选举过程,但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器
2、OSPF的组播地址（224.0.0.5、224.0.0.6）
（1）路由器相互发送Hello包至224.0.0.5，确定DR、BDR
（2）DRothers 通过224.0.0.6发送链路状态信息
（3）DR和BDR通过224.0.0.5发送链路状态信息至其他的DRothers
三、OSPF的数据包类型
承载在IP数据包内，使用的协议号是89
| OSPF的包类型 | 描述 |
|---|---|
| Hello包 | 用于发现和维持邻居关系，选举DR和BDR |
| 数据库描述包（DBD） | 用于向邻居发送摘要信息以同步链路状态信息库 |
| 链路状态请求包（LSR） | 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 |
| 链路状态更新包（LSU） | 收到LSR后发送链路状态通报（LSA），一个LSU数据包可能包含几个LSA |
| 链路状态确认包（LSAck） | 确认已经收到DBD/LSU，每个LSA需要被分别确认 |
四、OSPF邻接关系的建立（七种状态）
（一）OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程
（二）OSPF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系
简单来说就是一下的七个步骤：
| 状态 | 描述 |
|---|---|
| Down 状态 | 初始化 |
| lnit 状态 | 收到第一个Hello包 |
| 2-way 状态 | 双向建立会话 |
| Exstart 状态 | 建立主从关系 |
| Exchange 状态 | 交换摘要信息 |
| Loading 状态 | 加载详细信息 |
| full 状态 | 完全链接 |
五、OSPF的网络类型
| 类型 | 简介 |
|---|---|
| 点到点网络(Point-to-Point) | 自动发现邻居,不需DR/BDR,组播224.0.0.5 |
| 广播多路访问网络(Broadcast MultiAccess, BMA) | 自动发现邻居、选DR/BDR,组播224.0.0.5, 224.0.0.6 |
| 非广播多路访问网络(None Broadcast MultiAccess, NBMA) | 手工指定邻居、选DR/BDR,单播 |
| 点到多点网络(Point-to-Multipoint) | 自动发现邻居,不需DR/BDR,组播224.0.0.5 |
六、OSPF的应用环境
6.1考虑OSPF使用的因素
网络规模、网络拓扑、其他特殊要求、路由器自身要求
6.2OSPF自身特点
①可适应大规模网络
②路由变化收敛速度快
③无路由环
④支持变长子网掩码VLSM
⑤支持区域划分
⑥支持以组播地址发送协议报
七、OSPF与RIP对比
八、OSPF基本配置
[R1]int g0/0/0 ##配置接口ip地址
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 11.0.0.2 24
[R1-GigabitEtherneto/0/0]un sh
[R1-GigabitEtherneto/0/0]int g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]un sh
[R1-GigabitEtherneto/0/1]int loo 0
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[R1-LoopBack0]ospf 1 router-id 1.1.1.1 ###创建OSPF进程,配置路由ID
[R1-ospf-1]area 0 ##进入区域0,区域ID可以用数字表示,也可以用IP表示,若区域0则是骨干区域
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 ##宣告OSPF区域内的直连网段,使用反掩码
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0 255.255.255
[Huawei]reset ospf process ##重置OSPF进程
[Huawei]display ip routing-table ##查看路由表