OSPF路由协议

 

一，概述：

1，OSPF的特性：

（1）典型的链路状态路由协议

（2）要求层次化的设计：通过划分区域实现

                       两层的结构：A, 传输区域，也被称为骨干 = area 0

                                   B，一般区域：要求物理上连接到area 0

（3）可靠传输协议：通过序列号，确认要求来实现；每隔30分钟同步链路状态数据库；

2，OSPF的分组：

（1）HELLO：发现和维护邻居

（2）DBD: 链路状态数据库的摘要信息

（3）LSR: 要求获得链路状态的细节

（4）LSU：链路状态的细节描述

（5）ACK：对DBD和LSU的确认

3，OSPF的数据结构：

（1）邻居表：所有的直连邻居

（2）拓扑表：即链路状态数据库，所有的链路状态信息

（3）路由表：所有的最好路径

4，OSPF支持的链路类型

（1）广播（BROADCAST)网络：接口类型为：以太网（Ethernet)，

                                       令牌环(Token Ring)，

                                       光线分布式数据接口（FDDI）

（2）点到点（P2P)网络：A，接口封装为PPP，HDLC

                       B，点到点子接口

（3）非广播多路访问（NBMA)网络: 接口封装为FRAME-RELAY, X.25, ATM

二，广播网络上的OSPF操作：

1，成为邻居：发送HELLO，224.0.0.5

               HELLO间隔：10秒， DEAD间隔：40秒

               要求其中的参数匹配：AREA ID, HELLO/DEAD间隔，末端区域标记，验证密码

2，构建邻接：邻居不等于邻接

               选择一个指派路由器：基于最高的优先级和路由器标识

               选择一个备份指派路由器

               非指派路由器邻接到指派路由器和备份指派路由器，

               指派路由器和备份指派路由器也互相邻接

3，交换链路状态信息在邻接路由器之间:

     非指派路由器发送链路状态声明到指派路由器：224.0.0.6

     指派路由器转发链路状态声明到非指派路由器：224.0.0.5

4，同步链路状态数据库: OSPF有下列状态描述以上的过程

     DOWN状态：还未开始运行OSPF

     INITIAL状态：开始发送HELLO

     TWO-WAY状态：互相看到对方的HELLO，邻居关系建立

     EX-START状态：确立主（MASTER)从(SLAVE)关系，有MASTER首先发送LSA

     EXCHANGE状态：发送DBD

     LOADING状态：发送LSR，接收LSU

     FULL状态：链路状态数据库同步了

5，运行最短路径优先算法：以自己为根来构建到整个网络的最短路径树

6，构建路由表进程项：插入最佳路径

7，维护路由：链路状态改变

             直连路由器发送新的链路状态声明到指派路由器

             指派路由器再转发到其他非指派路由器

             同步链路状态数据库

             再次运行最短路径优先算法

三，点到点网络上的OSPF操作：

1，自动通过HELLO发现邻居，邻居 = 邻接

2，不进行指派路由器的选择

3，其他与广播网络操作相似

四，非广播多路访问网络上的OSPF操作：

1，非广播（NON-BROADCAST)操作模式：这是缺省的操作模式

（1）假设非广播多路访问网路是一个全网状（FULL MESH)的电路拓扑结构

（2）进行指派路由器的选择

（3）邻居必须手工指定

（4）在星型（STAR)电路拓扑结构下操作会有问题：中心点如果没有成为指派路由器，

                                              会造成分支间的路由无法交换

（5）这是RFC定义的模式

2，点到多点（POINT-TO-MULTIPOINT)操作模式:

（1）通过识别电路信息，把非广播多路访问网路看成是一个点到点网络的集合

（2）不进行指派路由器的选择

（3）邻居可以通过HELLO自动发现

（4）建议在星型电路拓扑结构下使用这种模式操作

（5）这是RFC定义的模式

3，广播（BROADCAST)操作模式:

（1）进行指派路由器的选择

（2）邻居可以自动发现

（3）这是CISCO定义的模式

4，点到多点非广播（POINT-TO-MULTIPOINT NONBROADCAST)操作模式:

（1）不进行指派路由器的选择

（2）邻居必须手工指定

（3）这是CISCO定义的模式

5，点到点（POINT-TO-POINT)操作模式:

（1）不进行指派路由器的选择

（2）邻居可以自动发现

（3）这是CISCO定义的模式

五，多区域环境下的OSPF操作

1，路由器的类型：

（1）内部（INTERNAL)路由器：所有接口都在一个区域内

                            缺省情况下仅有本区域的链路状态数据库

（2）区域边界路由器（ABR)：有接口连接到多个区域

                           缺省情况下就维护了多个区域的链路状态数据库

                           在区域间交换链路状态信息

（3）骨干路由器（BACKBONE)：有一个接口连接到了AREA 0

                            作为骨干传输通道

（4）自治系统边界路由器（ASBR)：有接口连接到外部自治系统

                                再分发外部网络的路由信息进入OSPF进程

2，链路状态声明的类型：

（1）TYPE 1：ROUTER LSA

             所有类型的路由器都会发送这种LSA；

             包含了本地直连的链路状态信息；

             只能在本区域内泛洪。

（2）TYPE 2：NETWORK LSA

             指派路由器会发送这种LSA；

             包含了本网络内的链路状态信息的集合；

             只能在本区域内泛洪。

（3）TYPE 3：SUMMARY LSA

             ABR会发送这种LSA；

             包含了一个区域内的链路状态信息集合；

             可以穿过区域边界在整个自治系统内泛洪  。           

（4）TYPE 4: SUMMARY LSA

             与ASBR在同一个区域内的ABR会发送这种LSA；

             包含了ASBR的路由器标识（ROUTER-ID)；

             可以穿过区域边界在整个自治系统内泛洪。

（5）TYPE 5：EXTERNAL LSA

             ASBR会发送这种LSA；

             包含了外部自治系统的路由信息的集合；

             可以穿过区域边界在整个自治系统内泛洪。

3，区域的类型：

（1）正常区域：缺省情况下所有的区域，不论是骨干还是非骨干区域，都是这种区域类型；

               可以接受所有类型的链路状态声明。

（2）末端区域(STUB AREA)：TYPE 5 LSA不被发送到该区域；

                          需要使用缺省路由来到达外部自治系统。

（3）完全末端区域（TOTALLY STUBBY AREA)：TYPE 3,4,5 LSA不被发送到该区域；

                                         需要使用缺省路由来到达其他区域以及外部自治系统。

（4）非极末端区域（NOT-SO-STUBBY AREA)：打破了末端区域和完全末端区域的规则；

                                        ASBR出现在了该区域；

                                        使用特殊的TYPE 7 LSA转发外部自治系统路由进入该区域。

六，配置在CISCO路由器中：

1，启动OSPF：

（config)#router ospf <process-id>

2，添加接口进入OSPF进程：

（config-router)#network <address> <wildcard-mask> area <area-id>

3，配置路由器标识：

（1）缺省是自动选择的：最高的环回接口的地址和物理接口的地址

（2）可以手工定义：

（config-router)#router-id <address>

4，配置接口优先级：影响指派路由器的选择

（config-if)#ip ospf priority <number>

5，定义非广播多路访问网路的操作模式

（config-if)#ip ospf network [broadcast|non-broadcast|point-to-multipoint|

                              point-to-multipoint non-broadcast|point-to-point]

6，手工指定邻居：

（config-router)#neighbor <neighbor-ip>

7，改变OSPF的度量值

（1）定义开销（COST)值:

（config-if)#ip ospf cost <cost>

（2）定义参考的带宽值：

（config-router)#auto-cost reference-bandwidth <ref-bw>

8，配置OSPF路由归纳：

（1）区域间的路由归纳：由ABR配置

（config-router)#area <area-id> range <summary-address> <mask>

（2）外部自治系统路由的归纳：由ASBR配置

（config-router)#summary-address <summary-address> <mask>

9，配置末端区域：

（1）该区域的所有路由器：

（config-router)#area <area-id> stub

（2）ABR声明缺省路由到该区域的内部路由器：

（config-router)#area <area-id> default-cost <cost>

10，配置完全末端区域：

（1）内部路由器：

（config-router)#area <area-id> stub

（2）ABR：

（config-router)#area <area-id> stub no-summary

（3）ABR声明缺省路由到该区域的内部路由器：

（config-router)#area <area-id> default-cost <cost>

11，OSPF验证：

（1）简单密码验证：

（config-if)#ip ospf authentication

（config-if)#ip ospf authentication-key <password>

（2）MD5验证：

（config-if)#ip ospf authentication message-digest

（config-if)#ip ospf message-digest-key <key-id> md5 <key>

12, 配置虚拟链路（VIRTUAL-LINK): 逻辑连接不连续的区域到AREA 0

（config-router)#area <area-id> virtual-link <peer-router-id>