OSPF的基本配置介绍

OSPF的基本概念及但区域配置

 

OSPF 路由协议是一种链路状态路由协议。

一、 OSPF 路由协议的概述

开放式最短路径优先协议（ open sortest path first ,OSPF ）是基于开放标准的链路状态路由选择协议。

 

二、 OSPF 是内部网关路由协议。

内部网关路由协议（ IGP ） : 用于单一自治系统内决策路由。

像 RIP V1 、 RIP V2 和 OSPF 都属于内部网关路由协议（ IGP ）。与内部网关路由协议像对应的外部网关路由协议（ EGP ） , 外部网关路由协议用于在多个自治系统之间执行的路由。

三、 OSPF 区域

四、 OSPF 是链路状态路由协议

五、 Router ID

六、 Router ID 是在 OSPF 区域内唯一标识一台路由器的 IP 地址。 Cisco 路由器通过下面的方法得到他们的 Router ID

   首先，路由器选取他们所有 loopback 接口是那个数值最高的 IP 地址。

   如果路由器没有配置 loopback 接口的 IP 地址，那么路由器就在所有物理端口中选取一个数值最高的 IP 地址作为路由器的 Router ID 。用作 RouterID 的路由器结果不一定非要运行 OSPF 协议。

 

使用 loopback 结果作为 routerID 主要有两个好处。

  Loopback 接口比任何其他网络的物理端口都更稳定。一旦路由成功，这个环接口就处于活动的状态了，只有整个路由器失效时它才失效。

  网络管理员可以配置很好识别和便于记忆的 RouterID

 

七、 OSPF 的工作过程。

运行 RIP 的路由器只需保存一张路由表，而使用 OSPF 路由器协议的路由器需要保存 3 张路由表。

  邻居列表

列出了每台路由器已经建立的邻接关系的邻居路由表。

 

  链路状态数据库（ LSDB ）

列出了网络中其他路由器的信息，由此显示了全网的网络拓扑图。

 

  路由表

列出通过 SPF 算法就算出的到达每个相连网络的最佳路径。

八、 邻接关系的建立

1、  邻接关系的建立过程。

 

九、 OSPF 的网络接口类型

路由器的接口类型不同，在建立邻接关系的时候， OSPF 路由器执行的操作也不同，因此， OSPF 定义了如下接口类型

  点到点网络（ poing to point ）

  广播多址网络 (baoadcast)

  非广播多址网络 (NBMA)

  点到多点的网络 (point to multipont)

网络类型	示例
广播多址网络	以太网
非广播多址网络	帧中继
点到点网络	PPP 、 HDLC
点到多点网络	多个点到点的链路集合

 

 

十、 OSPF 多址网络中的 DR 和 BDR

对上述的四种网络接口类型，路由器建立邻接关系的步骤也略有不同，

 

 

 

为了完成广播网络中避免这些问题的发生，可以在网段上选举一个指定的路由器 DR 。

DR 将完成以下工作。

（1）       DR 同网络中的其他路由器变成邻接关系。因为链路状态数据库是通过邻接关系的建立进行同步的 DR 在这个同步的过程中起着核心的作用。

（2）       管理这个多址网络上的泛洪过程。

如果网络上的每一台路由器都将和指定的路由器过程邻接关系，那么就只需要建立 n-1 个邻接关系就可以了，所有的路由器只和指定的路由器（ DR ）建立邻接关系，也就是和 DR 互相交换链路状态信息。， DR 将从各个非 DR 的路由器上收集到的完整的链路信息以组播的形式发送到网络上，其他与 DR 建立邻接关系的路由器会接收到这个网络内完整的链路信息。

为了加强网络的冗余性，当一个指定的路由器失效时，必须有一个新的指定的路由器来接替他继续同网络上的其他路由器重新建立邻接关系，进行网络数据库的同步。这个路由器是备份指定路由器（ Backup Designated Router ， BDR ）。这样网络中的路由器将和指定路由器和备份指定路由器同时形成邻接关系。 DR 和 BDR 之间也将互相形成邻接关系。如果 DR 失效了， BDR 将成为新的 DR 。

为了能够使选举 DR/BDR 的处理过程正常进行，需要满足一些一些条件：

每台路由器的每一个多点的访问接口都有一个路由优先级（ Router priority ），用一个 8 位的无符号整数来表示，大小的范围是 0-255 ，数值越到，优先级越高。在 cisco 路由器上默认的优先级是 1. 基于每一个多点访问接口都可以通过命令 ip ospf priority 来更改。具有 0 优先级的路由器不能成为 DR 和 BDR 。

 

十一、       OSPF 的包类型

        OSPF 路由器为了同他的邻居路由器有效的共享链路状态信息，需要在路由器之间建立关系。 OSPF 路由器依靠 5 种不同的包来标识他们的邻居已经更新链路状态路由信息。这 5 种类型包使得 OSPF 具备了高级和复杂的通信能力。 5 中包类型如下表：

链路状态	描述
HELLO	建立和维护同邻居路由器的邻接关系
数据库描述包 DBD	描述每台 OSPF 路由器的链路状态库的内容
链路状态请求包 LSR	请求链路状态数据库的部分内容
链路状态更新包 LSU	传送链路状态数据通告 LSA 邻居路由器
链路状态确认包 LSACK	确认邻居发送过来的 LSA 已经收到

   Hello 报文用于发现恶化维护邻居关系，并保证邻居间的双向通信。在不同的类型网络中， hello 协议的工作方式如下：

Ø 多址网络：周期性的组播 hello 包，允许邻居的动态发现，尝试进行指定路由器 DR/ 备份指定路由器 BDR 的选举。

Ø  点到点的网络：发送 hello 包给与之直连的能通信的全部路由器。

DBD 和 LSR 报文用于建立邻接关系。

LSU 和 LSACK 报文用于实现 OSPF 可靠的更新机制。

 

十二、       OSPF 的路由传播

整个 OSPF 的拓扑图可以描述成一组互联的节点，这里所说的互联不是指物理的链路而是逻辑的邻接关系。为了使这些节点能够在这里逻辑的拓扑上完全进行路由选择，每个节点都必须拥有一个关于这个拓扑图结构的相同的拓扑图。这个拓扑图就是拓扑数据库，也叫链路状态数据库。这个数据库由路由器可以收到的所以 LSA 组成。在拓扑图中发生的一个变化将成为可以表示的一条或多条 LSA 的变法。泛洪（ flooding ）过程就是将这些变化的或新的 LSA 发送到整个网络中去，以确保每一个节点的数据库都可以更新，最终保持所有的节点的数据库的同一性的过程。

泛洪过程需要使用到下面两种类型的 OSPF 报文

（1）       链路状态更新报文（ linkstateupdatepacks ，类型 4 ）

（2）       链路状态确认报文（ linkstateacknowledgmentpasks ，类型 5 ）

 

十三、       OSPF 的度量值

      OSPF 使用度量路径优劣的度量值称为 cost （代价）。是指从该接口发送出去的数据包的出站口代价。链路代价是 OSPF 协议的度量，并使用 16 位的无符号的整数表示，大小范围是 1-65535 之间。

 

十四、       使用 OSPF 的原因

（1）       网络规模

（2）       网络拓扑结构

（3）       其他的特殊要求

（4）       路由器的自身要求

 

十五、       OSPF 的特点

  可适应大规模的网络

  路由变化收敛快

  无路由环

  支持可变成的子网掩码

  支持区域的划分支持以组播地址发送协议报

 

十六、       OSPF 与 RIP 的比较

OSPF	RIPV1	RIPV2
链路状态路由协议	距离矢量路由协议
没有跳数的限制	RIP15 跳的限制
支持可变成的子网掩码 (VLSM)	不支持可变成的子网掩码 (VLSM)	支持可变成的子网掩码 (VLSM)
收敛速度快	收敛速度慢
使用组播发送链路状态更新 , 在链路状态变化时使用触发更新 , 提高了带宽的利用率	周期性的广播整个路由表 , 在低速链路及广域网中使用将产生很大的问题 .

 

 

十七、       OSPF 但区域的介绍

十八、       OSPF 单域的基本配置命令

1、  配置 lookback 接口地址，为运行 OSPF 的路由器配置一个 loopback 接口，用来作为路由器的 router ID 。配置命令：

Router(config)#interface loopback 0

Router(config)#ip address IP 地址 掩码

2、  启用 OSPF 进程。与配置 RIP 不同的是，在配置 OSPF 的时候需要配置进程号，进程号是本路由器的进程号，用于标识一台路由器上的多个 OSPF 进程，其值可以在 1―65535 之间。

Router(config)# router ospf 进程号

3、  指定 OSPF 协议运行的接口和所在的区域。

Router(config-router)#network 网络号 反向掩码 area 区域号

4、  修改接口的 cost 值， cost 值使用 16 位的无符号整数表示，大小范围在 1―65535 之间。

Router(config-if)#ip ospf cost cost 值

例如： router(config)#interface s0

      Router(config-if)#ip ospf cost 1000

5、  配置 OSPF 计时器，这些值是一些典型值，一般不需要改动。只有当需要同另外的路由器的性能进行匹配时可能需要改动这些计时器的配置

Router(config-if)#ip ospf  hello-interval 时间

   Router(config-if)#ip ospf  dead-interval 时间

6、  用于诊断时的查看命令

  查看邻居列表

Router#show ip ospf neighbor

  查看链路状态数据库

        Router#show ip ospf database

  查看路由表

        Router#show ip route

  查看 OSPF 的配置

Router#show ip ospf

  查看 OSPF 接口数据结构

        Router#show ip ospf interface 接口