OSPF及OSPF单区域配置

OSPF路由协议

内部网关协议和外部网关协议

1. 自治系统（AS)
   开放的最短路径优先协议
   AS:是指由同一个技术管理机构管理，使用统一策略的一些路由器的集合
2. 内部网关协议（IGP）
   内部网关路由协议，支行在AS内部的路由协议，主要解决AS内部选择问题，发现计算路由
3. 外部网关协议（EGP）
   外部网关路由协议，支行在AS与AS之间的路由协议，他解决AS之间选路问题

按自治系统分：

1. IGP:主要 RIP1/RIP2 ，OSPF, ISIS EIGRP(思科私有协议)
2. EGP,通常（BGP）

按协议类型分类：

1. 距离矢量路由协议：
   RIP1/RIP2,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，路由A给路由B发信息，B加上自己的度量值给C发信息，路由表里的条目是听出来的。
2. 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将信息放在信封里发给B，B原封不动拷贝下来，并将自己的信息放在另外一个信封里，两封信一起发给C，最后信息没有任何改变和变更，所有路由器都收到一堆相同的信，这一堆信就是LSDB。
   每个路由器运用相同的SPF算法，以自己为根，计算出（即达到目的地的各个方案），选出最佳路径，放入路由表中。

OSPF是链路状态路由协议

OSPF工作过程

1. 邻居列表
2. 链路状态数据库
3. 路由表

OSPF工作过程如下图：

过程：建立邻接关系（邻居列表），学习路由状态信息存放到链路状态数据库，通过SPF算法选出最短路径树，通过路径树选出路由表。

OSPF区域

1. 为了适应大型网络，OSPF在AS内划分多个区域
2. 每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息

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
3. Area0表示为骨干区域，负责区域间路由信息传播
   

Router ID:OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址

Router ID的选取规则

1. 选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
2. 如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的
3. 可以使用router-id命令指定Router ID

DR与BDR

DR与BDR的选举方法

1…自动选举DR和BDR

1. 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

1. 优先级范围为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. 如果优先级被设置为0，它将不参与DR与BDR的选举

DR与BDR的选举过程

先互相通过组播224.0.0.5发送Hello包消息，确定DR、BDR，然后DRothers通过组播224.0.0.6将各自状态发送给DR、BDR。/DR、BDR通过组播224.0.0.5发送给其他DRothers。

OSPF组播地址

1. 224.0.0.5
2. 224.0.0.6
   DRothers向DR/BDR发送DBD,LSR或LSU时目标地址是224.0.0.6
   DR/BDR向DRothers发送更新的DBD,LSR或LSU时目标地址为224.0.0.5

OSPF度量值

OSPF度量值为COST
COST=10⁸/BW(接口带宽)
最短路径是基于接口指定的代价（COST）去计算的

OSPF数据包

OSPF数据包

承载在IP数据包内，使用协议号为89

OSPF数据包类型

OSPF的包类型	描述
HELLO包	用于发现和维持邻居关系，选举DB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数据库
链路状态请求包（LSR）	在路由器收到包含新信息的DBD后发送，用于请求详细信息
链路状态更新包（LSU）	收到LSR后发送链路状态通告（LSA），一个LSU数据包可能含几个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

OSPF建立双向通信过程

初始down状态，两个路由器都不知道对方的存在，然后发送Hello报文，进入Init状态，收到报文后，建立会话，进入2-Way状态，并且进行DR和BDR的选举。然后进入Exstart状态，比较Router ID，建立主从关系，然后进入Exchange状态，交换DBD报文，收到DBD报文后，回复LSAck消息，表示确认收到，如果有新的摘要信息，会进行请求，进入Loading状态，发送LSR进行请求并响应更新详细信息LSU，然后回复LSAck消息进行回复。当全部进入收敛状态后，变成Full 状态。

1. down初始化
2. init收到第一个Hello包
3. 2way 建立双向会话
4. Exstrat建立主从关系
5. Exchange交换摘要信息
6. Loading加载详细信息
7. full完全连接

OSPF网络类型

1. 点到点网络
   自动发现邻居 ，不需DR/BDR,组播224.0.0.5
2. 广播多路访问网络
   自动发现邻居 ，选举DR/BDR,组播224.0.0.5，224.0.0.6
3. 非广播多嘴访问网络
   手工指定邻居，选举DR/BDR，单播
4. 点到多点网络
   自动发现邻居，不需DR/BDR，组播224.0.0.5

OSPF的应用环境

OSPF的使用

1. 网络规模
2. 网络拓扑
3. 其他特殊要求
4. 路由器自身要求

OSPF的特点

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

OSPF与RIP的比较

OSPF	RIP V1	RIP V2
链路状态路由协议	距离矢量路由协议	距离矢量路由协议
支持可变长子网掩码(VLSM)	不支持可变长子网掩码（VLSM）	支持可变长子网掩码（VLSM）
没有路数限制	最大跳数15跳	最大跳数15跳
收敛速度快	收敛速度慢	收敛速度慢
使用组播发送链路状态更新	周期性广播更新整个路由表	周期性组播更新整个路由表

OSPF配置

配置环路接口：

1. 进入环路接口 int loopback 0
2. 添加环路接口IP ip add ******32
3. 进入OSPF:ospf
4. 设置区域为0 area 0
5. 宣导直边网段地址 network *******/0.0.0.255(使用反掩码)

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