动态路由（二）开放式最短路径优先协议---OSPF

前言

由于RIP协议有很大的缺陷，现在局域网当中很少用到RIP协议，用的最多的是OSPF协议，此协议在性能上有很大的改进，有很大的优越性。现在得到了很大的应用。

一.距离矢量路由协议的特点

周期性的泛洪自己的路由表
路由器并不了解网络拓扑结果，只是简单的对度量值做加法，只知道到达某个目的地往哪里走，距离多远。

二.RIP的缺陷

【1】以跳数评估的路由并非最优
【2】最大跳数为15，导致网络规模小
【3】更新发送全部路由表浪费网络资源
【4】收敛速度慢：网络可能出现环路，为了避免环路，引进了避免环路的机制，这些机制的出现会导致RIP收敛速度会变慢。

三.链路状态路由协议工作原理

1、LSA的泛洪

运行链路状态路由协议的路由器彼此之间交互的就不是路由信息了而是LSA(链路状态通告)。

2.LSDB的维护

每台路由器将搜集到的LSAs放入自己的LSDB(链路状态数据库)存储起来。有了LSDB，路由器相当于掌握了全网的拓扑。

3、SPF计算

每台路由器基于LSDB，使用SPF(最短路径算法)进行计算，得到一个以自己为根、覆盖全网的一棵无环的树。

4.加载路由表

每台路由器根据SPF的计算结果，将最优的路由加载进路由表。

四.OSPF概述

1.OSPF简介

开放式最短路径优先OSPF (Open Shortest Path First)是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议( Interior Gateway Protocol) 。·目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2(RFC2328);针对IPv6协议使用OSPF Version 3 (RFC2740)。如无特殊说明，本博客中所指的OSPF均为OSPF Version 2。

2.router-id

在OSPF中，唯一的表示一台OSPF路由器，可以通过手工配置或者通过协议自动获取的方式
①Router-ID用于在OSPF domain中唯一地表示一台OSPF路由器，从OSPF网络设计的角度，我们要求全OSPF域内，禁止出现两台路由器拥有相同的Router-ID。
②OSPF Router-ID的设定可以通过手工配置的方式，或者通过协议自动选取的方式。当然，在实际网络部署中，强烈建议手工配置OSPF的Router-lD，因为这关系到协议的稳定。

3.OSPF Cost

①OSPF使用cost“开销”作为路由度量值，每一个接口都有一个cost值
②OSPF接口cost=100M /接口带宽，其中100M为OSPF的参考带宽(reference-bandwidth) ，可以修改。
③每一个激活OSPF的接口都有一个cost值。
④一条OSPF路由的cost由该路由从起源一路到达本地的所有入接口cost值的总和。

4.OSPF的三张表

【1】邻居表：hello报文发现的其他OSPF路由器，经过消息交互建立毗邻的邻居关系，OSPF邻居信息显示在邻居表中
【2】链路状态数据库(LSDB):存储链路状态通知LSA的表
【3】OSPF路由表：基于LSDB进行SPF算法而得出的OSPF路由表
①邻居表(Peer table)
OSPF是一种可靠的路由协议，要求在路由器之间传递链路状态通告之前，需先建立OSPF邻居关系，hello报文用于发现直连链路上的其他OSPF路由器，再经过一系列的OSPF消息交互最终建立起全毗邻的邻居关系，OSPF路由器的邻居信息显示在邻居表中。
②链路状态数据库(Link-state database，简称LSDB) :
OSPF用LSA (link state Advertisement，链路状态通告）来描述网络拓扑信息，
然后OSPF路由器用LSDB来存储网络的这些LSA。OSPF将自己产生的以及邻居通告的LSA搜集并存储在LSDB中。掌握LSDB的查看以及对LSA的深入分析才能够深入理解OSPF。
③OSPF路由表(Routing table)
基于LSDB进行SPF (Dijkstra算法)计算，而得出的OSPF路由表。

5.OSPF的五个报文包

Hello包
DD–数据库描述包
LSR–链路状态请求
LSU–链路状态更新 携带各种LSA
LSack–链路状态确认

【1】Hello报文10s为周期发送，40S未收到重新更新
【2】DD报文也叫DBD报文， LSA头部
【3】LSA承载在LSU中

五.OSPF邻接关系的建立

【1】发现邻居,建立邻接关系：通过组播hello包找邻居
【2】协商主从关系：根据router-id,router-id高的为主
【3】同步LSA
【4】完全同步

OSPF邻接关系建立过程的七种状态

OSPF建立时，存在各个阶段；
1.down 本地一旦发出hello包进入下一状态
2.Init初始化 本地接收到的hello包存在本地的RID进入下一状态
3.2way双向通信 邻居关系建立标志；
条件匹配：点到点网络直接进入下一状态；MA网络将进行DR/BDR选举（40S），非DR/BDR间不得进入下一状态；
4.exstart 预启动 使用类似hello的DBD进行主从关系选举，RID大为主，主优先进入下
一状态
5.Exchange 准交换 使用真实的DBD包进行数据库目录共享，需要ACK；
6.Loading 加载 使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；
7.Full转发 邻接关系建立的标志

注意；I=1表示正在选主从，=0表示主从关系已经选好，M=1表示还有报文，MS=1这是个主发的报文，=0是备发的报文

六.OSPF协议工作过程

启动配置完成后，本地使用hello包建立邻居关系，生成邻居表；
进行条件匹配，匹配失败者间保持为邻居关系，仅hello包周期保活即可；
匹配成功者间，将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息，当收集其网络中所有LSA后，生成LSDB–数据表；之后使用最短路径算法，计算本地到达所有未知网段的最佳路由，然后将其加载路由表中，收敛完成。
结构突变—1、新增网段 发送新的DBD 未知设备会使用LSR获取
2、断开网段 发送新的DBD 未知设备会使用LSR获取


点到点网络中不会选择DR,DDR

七.OSPF分区域管理

八.RIP与OSPF的比较