OSPF工作原理及其配置命令

目录

一、OSPF（开放式最短路径优先协议）：

        作用：防环

        弊端：        

        结构化部署:

        更新方式：        

二、OSPF的数据包

三、OSPF的状态机

Down

Init

2way

条件：

Exstart

Exchange

Loading

Full

四、OSPF的工作过程

五、OSPF的基础配置

配置过程中的工作过程：

六、OSPF的扩展配置

1、从邻居关系建立成为邻接关系的条件

        配置命令：

2、认证 

        配置命令：

3、汇总

配置命令：

4、沉默接口 

配置命令：

作用：

5、加快收敛 

配置命令：

6、缺省路由

配置命令：

---

一、OSPF（开放式最短路径优先协议）：

        属于无类别链路状态型IGP路由协议（更新时携带子网掩码）；

        以组播方式更新--224.0.0.5/ 224.0.0.6

        作用：防环

        弊端：        

                更新信息量特别大

                由于链路状态型协议基于拓扑信息进行交互，故其交互量巨大，导致协议无法正常在中大型等复杂环境工作;因此OSPF 协议在使用时需要进行--结构化的部署来适应中大型网络

        结构化部署:

        1、良好的 ip 地址规划 2、区域划分

        更新方式：        

        支持触发更新，30min周期更新

二、OSPF的数据包

hello包        周期收发，来确定hello存活 -- keeplive保活  携带router-id(RID)

DBD           数据库描述  -- 本地的LS（链路状态）数据库所有信息的目录

LSR           链路状态请求 -- 用于向对端询问

LSU           链路状态更新 -- 携带LSA具体信息

LSAck        链路状态确认

LSA        链路状态通告 -- 具体的拓扑或路由信息

三、OSPF的状态机

Down	一旦接收到对端的hello包，进入下一个状态机
Init	初始化 接收到对端的hello包，且该包中存在本端的RID，进入下个状态
2way	双向通信 邻居关系建立的标志

条件：

Exstart

        预启动 使用不携带数据库目标信息的DBD包进行主从关系的选举，RID数值大为主，优先进入下一个状态机

Exchange

        准交换 使用携带数据库目录的DBD包进行目录共享

Loading

        加载 查看完对端的DBD目录后，基于本地未知的LSA；使用LSR向对端查询，对端使用LSU来进行LSA内容的共享应答；本段收到LSA后，需要使用LSack来进行确认

Full

        转发 邻接（毗邻）关系建立的标志

四、OSPF的工作过程

ospf协议启动配置完成后，邻居间收发hello包认识对端，建立邻居关系，生成邻居表；

邻居关系建立后，将进行条件匹配；匹配失败将维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；

条件匹配的邻居将进一步发展为邻接关系；过程中使用DBD交互数据库目录，使用LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；完成数据库表的同步；

之后本地基于本地完整的数据库，生成有向图，在将有向图转换为最短路径树，之后以本地为起点计算达到所有未知网段的最短路径，然后将其加载于本地的路由表中；

收敛完成；之后每10秒，邻居或邻接间周期使用hello包保活即可；每30min邻接关系周期比对一次数据库目录，查漏补缺；

拓扑结构突变：

1、新增网段

2、断开网段

3、无法沟通

五、OSPF的基础配置

命令：

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1  启动时，可以定义进程号，默认为1；仅具有本地意义；还可以定义RID；

[r1-ospf-1]

[r1-ospf-1]area 0

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0         反掩码

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255

RID：

使用IPV4作为，全网需要唯一；手工配置--环回接口ip地址数值最大--物理接口数值最大

宣告：

1、激活  2、共享该接口信息   3、区域划分

OSPF在宣告时，可以使用反掩码进行精确匹配范围

区域划分规则：

1. 星型结构  ---  中心骨干区域为编号0，大于0为非骨干区域，所有非骨干必须连接到骨干
2. 必须存在ABR -- 区域边界路由器

配置过程中的工作过程：

        1、ospf启动配置完成后，邻居间收发hello包，获取对端RID，生成邻居表：

                [r2]display  ospf peer  查看邻居关系

                [r2]display  ospf peer brief  查看邻居关系摘要

        2、邻居关系建立后，邻居间将进行条件的关注，条件不匹配将维持邻居关系，仅hello包周期保活；条件匹配邻居间可以进行邻接关系的建立，将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息，完成所有路由器LSDB（链路状态数据库）的同步 --- 数据库表；

                [r2]display  ospf lsdb 查看数据库目录

        3、当数据库同步完成后，本地基于数据库转换为有向图，再转换为最短路径树；然后以本地为起到计算到达本地所有未知网段的最短路径，然后将这些路由加载到本地的路由表中；

        华为设备ospf生成路由优先级为10；度量为cost值；

        Cost=开销= 参考带宽/接口带宽  默认参考带宽为100m；

        当接口带宽大于参考时，cost值为1；可能导致选路不佳，建议修改默认的参考带宽

                [r3]ospf

                [r3-ospf-1]bandwidth-reference ?

                  INTEGER<1-2147483648>  The reference bandwidth (Mbits/s)

                [r3-ospf-1]bandwidth-reference 1000

        切记：全网需修改为一致；

        OSPF协议优选整段路径cost值之和最小；

六、OSPF的扩展配置

1、从邻居关系建立成为邻接关系的条件

        条件需要关注网络类型；

                点到点网络：在网段中只能存在两个节点

                MA（多路访问）网络：在一个网段中可以配置的节点数量不限制，而不是当下连接了几个节点；

        OSPF协议在点到点网络类型中，所有的邻居关系均会建立为邻接关系；

        在MA网络中，将进行DR/BDR选举；所有非DR/BDR之间仅建立邻居关系，不成为邻接，避免了重复更新；

        选举规则：先比较所有参选接口的优先级，默认为1；大优，取值范围0-255；若优先级相同比较参选设备的ospf协议的RID，数值大优；

        通过修改参选接口的优先级，可以干涉选举：

        切记：该选举非抢占，在修改优先级后，必须手工重启所有参选设备的OSPF协议，才能重新进行选举；

        配置命令：

        reset ospf process

        Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

        注：若参选接口的优先级为0，表示退出选举，无需重启进程；

        [r2]interface Eth0/0/0

        [r2-Ethernet0/0/0]ospf dr-priority 2

2、认证 

        直连邻居的接口加密即可，两端需要一致

        配置命令：

                [r1]interface GigabitEthernet0/0/1

                [r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456

        邻居间的秘钥编号与密码均需一致

3、汇总

OSPF协议不支持接口汇总,因为区域内部传输拓扑信息，物理信息不可汇总；在区域与区域间ARP进行路由共享时，可以汇总配置

配置命令：

        [r2]ospf 1

        [r2-ospf-1]area  0

        [r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 1.1.0.0 255.255.252.0

4、沉默接口 

配置命令：

        [r1]ospf 1

        [r1-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2

作用：

用于被宣告的连接用户终端的接口，不再周期发送ospf信息的任何信息；不得配置于连接邻居的骨干接口，否则无法建立邻居关系

5、加快收敛 

邻居间hello time 10s   dead time 40s  

修改本端接口的hello time，本端dead time自动4倍关系匹配；对端需要手工再去修改，邻居的hello time与dead time必须完全一致，否则无法建立邻居关系；若hello time为10s，不建议在修改；

配置命令：

        [r1]interface GigabitEthernet0/0/1

        [r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf timer hello 5

6、缺省路由

边界路由器上，配置缺省指令后，将主动向内部发布缺省信息，之后内部所有路由器自动生成缺省路由指向边界路由器

配置命令：

        [r4]ospf 1

        [r4-ospf-1]default-route-advertise always

路由协议中，pre值越小，优先级越高

 

ospf用ip报文直接封装协议报文，其协议号为89

 

如果OSPF 路由器未使用 OSPF router-id 命令进行配置，如果配置了环回口，则以环回口地址最大的ip作为router id，如果未配置环回口，则比较接口ip地址，越大越优先