CCNP理论之OSPF协议（一）
OSPF（开放最短路径优先协议）
一、工作原理
1、链路状态路由协议
特征：
快速适应网络变化；
在网路发生变化时发送触发更新（LSA，链路状态通告）；
以较低的频率发送定期更新。
为了确保网络中的所有路由器做出一致的路由选择，每台路由器必须记录以下信息：
①直连的邻居路由器；
②网络或区域内其他路由器连接的网络；
③前往每一个目的地的最佳路径。
同一个区域内，所以OSPF路由器的拓扑表都相同。
OPSF协议号：89
2、OSPF区域结构
OSPF为层次结构，多个OSPF区域，其有点如下：
①减小路由条目，域间汇总
②限制LSA泛洪范围，在边界网络上停止，加速汇聚
③减小网络的不稳定性，一个区域内的问题不会影响其他区域
区域结构分为：
骨干区域：快速高效地传输数据包，通常不接用户。标识为Area0或Backbone
非骨干区域：连接用户，所有数据都必须通过Area0中转。标识为Regular Area或Nonbackbone
所有非骨干区域都直接与骨干区域相连。
涉及到的名词：
ABR：区域边界路由器，连接多个区域的路由器，分离LSA泛洪区。
ASBR：自制系统边界路由器，至少有一个接口与其它域相连（如EIGRP，RIP等），ASBR可将外部路由重分布到OSPF中。
3、OSPF邻接关系
邻居与邻接关系：
①OSPF路由器与它直连的邻居建立邻居关系
②路由器只会与建立了邻接关系的路由器互传LSA
③路由器只和建立了邻接关系的邻居才可以达到Full状态
④路由更新只在形成了Full状态的路由器间传递
⑤点到点（P2P）链路，所有路由器只和DR和BDR到达Full状态
邻居：必须有直连的链路。
邻接：必须是邻居；链路两边同一区域的数据库必须同步，状态为Full，只有邻接关系才传递LSA。
4、关于DR与BDR
DR：指定路由器，确保同一个LAN中的所有路由器的LSDB都相同。
BDR：备份指定路由器。
选举方式：
①比较优先级，越大越优，默认为1，0表示不参加选举
②相同优先级比较Router-id，越大越优
修改优先级：<if>ip ospf priority *
特点：
①.不抢占。DR正常时，即使有新的、优先级比DR高的路由器也不能抢占为DR。
②.DR正常时，BDR只接收所有信息。转发LSA和同步LSDB由DR完成；当DR故障时，BDR自动成为DR，完成原DR的工作，并重新选举BDR。
③.DR和BDR是接口概念。
④.不同网段分别选举DR/BDR
DR发送LSA给DRother，用224.0.0.5
DRother发送LSA给DR/BDR，用224.0.0.6
非MA网络，没有DR/BDR，路由器都用224.0.0.5
5、OSPF度量值计算
cost=10^8/带宽BW 单位：bps
默认情况下：
loopback cost=1 T1 Serial cost=64 Ethernet cost=10 FastEthernet cost =1
SPF算法：
①在一个区域内的所有路由器有同样的LSDB
②每一个路由器在计算时都将自己做为树根
③到达目标cost值最小的为最有路径
④最佳路由被放入路由表中
6、链路状态数据的结构
①LSDB中每一个LSA都有一个序列号，范围从0x80000001~0x7FFFFFFF，负->正
②OSPF每30分钟flood一次LSA来维持LSDB的同步，每flood一次，序列号加1
③LSA条目的老化时间默认是1小时（0~3600s）
④当一个路由器遇到同一个LSA的两个实例时，必须能够确定哪一个是最近的LSA，序号来识别
工作原理： 在收到LSA后
①如LSDB中没有这个条目，则加入到LSDB中，返回LSACK，将信息扩散到其他路由器，SPF更新路由表
②如果有这个条目，且LSU中包含的信息与之相同，则忽略
③如果有这个条目，但LSU中包含更新，则加入到LSDB中，返回LSACK，SPF更新路由表
④如果有这个条目，但LSU中包含更旧的信息，则将一个包含新信息的LSU发送给发送方
7、OSPF分组
Hello：发现并建立邻居关系
DBD(数据库描述)：路由摘要信息，检查路由器数据库之间是否同步（隐式确认）
LSR(链路状态请求)：向另一台路由器请求特定路由的完整信息
LSU：用于LSA的泛洪和回应LSR该路由的完整信息，只有LSU需要显示确认
LSACK：对其他类型的分组做确认
OSPF建立邻居的必要条件：
①Hello&Hold-time必须一致，一定是4倍关系
②区域ID一致
③认证一致
④末节标志一致
⑤三层MTU要一致（否则一边是Exstart，一边是Exchange；也可忽略 ip ospf mtu-ignore）
⑥OSPF版本号要一致
⑦Router-id不能相同
⑧当OSPF网络类型为MA时，要求掩码一致
Hello时间间隔与死亡时间
广播类型网络：10s------->40s
点到点型网络：30s------>120s
8、邻接状态关系
Down：没有检测到活动邻居
Init：收到Hello分组
Two-way(双向)：路由器在其收到的hello分组中看到了自己的RID
Exstart(预启动)：确定了主/从角色，此时发送的DBD是空的，DR/BDR
Exchange(交换)：发送DBD
Loading(加载)：交换LSR和LSU
Full(完全邻接)：邻居处于完全邻接状态
二、配置OSPF
1、宣告
<config>router ospf [process-id] (范围1-65535)
<config-router>net 192.168.1.1 0.0.0.0 area [area-id] (推荐精确宣告)
<config-router>router-id x.x.x.x (手动设置Router-id)
2、关于Router-id
OSPF路由器ID唯一的标识了网络中的每台OSPF路由器。
选举如下
①手动配置：在进程下，router-id x.x.x.x
②最大loopback地址
③最大活动物理接口的IP地址
重启进程：clear ip ospf process
查看router-id：show ip ospf show ip protocols
3、查看OSPF运行情况
show ip ospf show ip ospf neighbor show ip ospf interface int
show ip protocols show ip route ospf
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