OSPF协议总结(最终版)

OSPF的五个包:

1．Hello：9项内容，4个必要

2．DBD：数据库描述数据包（主要描述始发路由器数据库中的一些或者全部LSA信息），主要包括接口的MTU，主从位MS，数据库描述序列号等）；

3．LSR：链路状态请求数据包（查看收到的LSA是否在自己的数据库，或是更新的LSA，如果是将向邻居发送请求）；

4．LSU：链路状态更新数据包（用于LSA的泛洪扩散和发送LSA去响应链路状态请求数据包）；

5．LSACK：链路状态确认数据包（用来进行LSA可靠的泛洪扩散，即对可靠包的确认）。

 

Hello包作用：

1．发现邻居;

2．建立邻居关系;

3．维持邻居关系;

4．选举DR，BDR

5．确保双向通信。

 

Hello包所包含的内容：

 

路由器id

Hello&Dead间隔 *

区域id *

邻居

DR

BDR

优先级

验证 *

末节区域 *

 

注：1．“*”部分全部匹配才能建立邻居关系。

2．邻居关系为FULL状态；而邻接关系是处于TWO-WAY状态。

 

Hello时间间隔:

在点对点网络与广播网络中为10秒；

在NBMA网络与点对多点网络中为30秒。

注：

保持时间为hello时间4倍

虚电路传送的LSA为DNA，时间抑制，永不老化.

 

OSPF的组播地址:

DR将使用组播地址224.0.0.5泛洪扩散更新的数据包到DRothers

DRothers使用组播地址224.0.0.6发送更新数据包

组播的MAC地址分别为：0100.5E00.0005，0100.5E00.0006

OSPF的包头格式:

| 版本      | 类型 | 长度  | 路由器ID | 区域ID      | 验证和 |   验证类型  |验证 |     数据      |
| 1 byte |    1    |     2    |      4        |         4        |    2       |           2       | 8      | variance |

 

OSPF支持的验证类型:

OSPF支持明文和md5认证，用Sniffer抓包看到明文验证的代码是“1”，md5验证的代码是“2”。

 

OSPF支持的网络类型:

1．广播

2．非广播

3．点对点（若MTU不匹配 将停留在EX-START状态）

4．点对多点

5．虚电路（虚电路的网络类型是点对点）

虚链路必须配置在ABR上，

虚链路的配置使用的命令是area transit-area-id virtual-link router-id

虚链路的Metric等同于所经过的全部链路开销之和

 

DR /BDR选举：

1．优先级(0~255; 0代表不参加选举;默认为1)；

2．比较Router-id。

次者为BDR。

在Point-to-Point, Point-to-Multipoint(广播与非广播)这三种网络类型不选取DR与BDR; Broadcast, NBMA选取DR与BDR。

 

先启动OSPF进程的路由器会等待一段时间，这个时间内你没有启动其它路由的OSPF进程的话，第一台路由就认为自己是DR，之后再加进来的也不能在选举了，这个等待时间叫做Wait Timer计时器，CISCO规定的Wait Timer是40秒。这个时间内你启动的路由是参与选举的，所以真实工作环境中，40秒你大概只启动了两台，DR会再前两台启动的路由中产生，工作一段时间以后，活的最久的路由最有可能成为DR

 

OSPF over FRAME-RELAY 的配置：

(1)    NBMA : 在HUB上指定邻居；SPOKE上设置优先级为0。

(2)    P-TO-P: 接口下配置命令 ip ospf network point-to-point。

(3) P-TO-MULT P：接口下配置命令 ip ospf network point-to-multipoint。

 

按需电路配置:

接口下配置命令 ip ospf demand-cricuit。

 

孤立区域问题解决:

1．虚电路 （虚电路穿过的区域一定是标准区域，标准区域一定是全路由的）

2．隧道

3．多进程重分发

注：如果中间间隔区域为stub区域,则只能用隧道解决.

 

OSPF分区域的原因:

1．LSA数据过大，造成带宽负载过大。

2．计算全网拓扑，对cpu要求过高。

3．数据库过大，对内存要求过高。

 

OSPF的区域类型:

骨干:     LSA:1 2 3 4 5

标准:     LSA:1 2 3 4 5

stub:         LSA1 2 3

nssa:            LSA1 2 3 7 7(default)   

AREA 1 NSSA DEFAULT INFORMATION-ORIGINATE

(ABR上产生默认路由LSA 7)

total-stub:  1 2一条默认3

total-nssa:  1 2 7一条默认3

 

LSA的类型：

类型1:  路由器链路信息

内容包括:路由器链路Router-id; 接口地址; 接口网络; 接口花费

可使用show ospf database router命令查看。

类型2: 网络链路信息

由DR通告，如果是点对点的网络类型，没有LSA2

类型3、4：汇总链路(都是ABR通告)

3号通告ospf区域间信息

4号通告asbr的router-id信息(通告nssa区域的abr)

类型5： 通告外部路由

类型7： nssa区域外部路由

类型11： 用于打标签

 

类型代码	类型名称	描述
1	路由器LSA	每台路由器都会产生，在区域内泛洪
2	网络LSA	DR产生，在区域内泛洪
3	网络汇总LSA	ABR始发，在整个OSPF域中泛洪
4	ASBR汇总LSA	ABR始发，在整个OSPF域中泛洪
5	AS外部LSA	ASBR始发，在整个OSPF域中泛洪
6	组成员LSA	标识OSPF组播中的组成员，不做讨论
7	NSSA外部LSA	ASBR始发，
8	外部属性LSA	没有实现
9	Opaque LSA（本地链路范围）	用于MPLS流量工程，不做讨论
10	Opaque LSA（本地区域范围）
11	Opaque LSA（AS范围）

 

 

 

 

OSPF邻居建立过程:

A-------------------------B

down

init            B收到A 发来hello进入init状态

two way    hello 4个“*”匹配，选举DR BDR ；A在hello中发现自己的Router-id;

exstart      交换DBD;确立主从关系(多路访问Router-id高为主,低为从; 串行接口下接口地址大的为主)

exchange   交换数据DBD （主的先发）

loading    交换完整数据包LSR LSU

full

注：

每个LSA由序列号确认为最新的更新。

 

当路由器收到LSA之后的处理过程：

（1）如果数据库有这样的，再查看序列号，如果序列号相同，忽略这条LSA；如果序列号偏大，将其转到数据库，并进行SPF，更新路由表；如果序列号偏小，将一个包含自己的LSA新信息发送给发送方。

（2）如果数据可没有这样的，将其加到数据库表，并发一个ACK返回，并运行SPF，更新路由表。‘

 

OSPF 的 Metric 值：

Cost=10的8次方/带宽，简便记做100Mb/带宽值。Metric值是由cost值逐跳累加的。

 

环回口的路由，掩码为/32，既我们所说的“主机路由”。在实际应用中，环回口以32位的居多，用作ospf的管理接口。但是如果你想让环回口模拟一个网段，我们可以通过以下配置来消除。

R1(config)#int loopback 0

R1(config-if)#ip ospf network point-to-point

环回口只能配置成point-to-point这种类型，不可以配置成其它的类型。

 

 

其他：

1．当一个路由器既是ABR又是ASBR时为了不让巨量外部路由分发进nssa区域使用命令：area 1 nssa no-redistribution default-information originate

 

2．配置命令show ip ospf database router用来查询拓扑

 

3．一个路由器在理论上支持65535个OSPF进程，在实际环境中一个路由器可支持的OSPF

进程数量与其可用物理接口数量相等。（这个我对老师说的有疑问，如果我启用了很多环回口，每个环回口一个区域不可以吗？）

 

 

OSPF 汇总

在OSPF骨干区域当中，一个区域的所有地址都会被通告进来。但是如果某个子网忽好忽坏不稳定，那么在它每次改变状态的时候，都会引起LSA在整个网络中泛洪。为了解决这个问题，我们可以对网络地址进行汇总。

Cisco路由器的汇总有两种类型：区域汇总和外部路由汇总。区域汇总就是区域之间的地址汇总，一般配置在ABR上；外部路由汇总就是一组外部路由通过重发布进入OSPF中，将这些外部路由进行汇总。一般配置在ASBR上。

区域汇总：

area area-id range ip-address mask

外部路由汇总：

summary-address ip-address mask

 

 

我设计的两个试验，把几个知识点串起来

试验一

用一个试验总结一下ospf over 桢中继的时候，OSPF几种网络类型的差别。

 

           

封装好FR，DEBUG看到的几种情况

 

情况一：两边只起了 OSPF 进程，其它全部默认  

这种情况下邻居需要手动配置！

R2(config)#router ospf 10

R2(config-router)#neighbor 12.1.1.3

选举了DR,BDR

hello的间隔是30s

OSPF的数据包是单播传送的。

 

情况二：两边的网络类型改为 Broadcast （命令接口下 ip ospf network broadcast ）

这种网络类型下是不需要手动配置邻居关系

有DR与BDR的选举。

Hello时间间隔为10s。

使用224.0.0.5这个组播地址传送数据包。

 

情况三：网络类型改为 Point-to-Point （命令接口下 ip ospf net point-to-point ）

不需要手动指定邻居

没有DR/BDR的选举

Hello时间间隔为10s

使用224.0.0.5这个组播地址传送数据。

情况四： Point-to-Multipoint （命令接口下 ip ospf network point-to-multipoint ）

不需要手动指定邻居

没有DR和BDR的选举

Hello时间间隔为30s

以224.0.0.5这个组播地址发送数据

 

情况五：非广播的 Point-to-Multipoint

（命令接口下ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast）

邻居需要手动指定，但是邻居只要在一边指定即可。

没有DR和BDR的选取

Hello时间间隔为30s

使用单播传送OSPF数据

 

列出一张表，方便看

 

网络类型	邻居自动发现	有无DR选举	Hello间隔	传输方式
默认	否	有	30s	单播
Broadcast	是	有	10s	组播
Point-to-Point	是	无	10s	组播
Point-to-Multipoint	是	无	30s	组播
Point-to-Multipoint(非广播)	否，单边指即可	无	30s	单播

 

 

试验二

OSPF 的认证总结：

 

OSPF的认证有2种类型（不验证也算的话是3种），使用DEBUG可以看到type0表示无认证，type1表示明文认证，type2表示MD5认证。明文认证发送密码进行认证，而MD5认证发送的是报文摘要。

OSPF的认证可以在链路上进行，也可以在整个区域内进行认证。另外虚链路同样也可以进行认证。

同样也是分情况来讨论。

情况一：R1和R2明文验证

R1(config)#int s1/0

R1(config-if)#ip ospf authentication （启用认证）

R1(config-if)#ip ospf authentication-key cisco （配置密码）

不配置 R2 的话

通过debug工具我们可以看到如下信息：

*Aug 15 22:51:54.275: OSPF: Rcv pkt from 10.1.1.2, Serial1/0 : Mismatch Authentication type. Input packet specified type 0, we use type 1

这里的type0是指对方没有启用认证，type1是明文认证。

 

在R2上配置认证，使得邻居关系恢复。

R2(config)#int s1/0

R2(config-if)#ip ospf authentication

R2(config-if)#ip ospf authentication-key cisco

*Aug 15 22:54:55.815: %OSPF-5-ADJCHG: Process 10, Nbr 1.1.1.1 on Serial1/0 from LOADING to FULL, Loading Done

情况二：在R2和R3的串行链路上进行MD5认证的：

R2(config)#int s1/1

R2(config-if)#ip ospf authentication message-digest （定义认证类型为 MD5 ）

R2(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco （定义 key 和密码）

R3(config)#int s1/0

R3(config-if)#ip ospf authentication message-digest

R3(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco

 

情况三：增加R2和R3上串行链路的MD5认证的密码：

  在R2原有的配置上加上下面这条命令：

R2(config-if)#ip ospf message-digest-key 2 md5 openlab

R2#sho ip ospf neighbor

 

Neighbor ID  Pri    State              Dead Time    Address                Interface

3.3.3.3            0    FULL/  -          -              11.1.1.2              OSPF_VL0

1.1.1.1            1    FULL/BDR  00:00:34      21.1.1.1        FastEthernet0/0

1.1.1.1            0    FULL/  -      00:00:37      10.1.1.1              Serial1/0

3.3.3 .3       0   FULL/  -    00:00:31    11.1.1.2        Serial1/1

邻居关系没有丢失。

增加新的密码钥匙，然后在将原来的密码删除，候邻居关系不受影响。

 

 

情况四：在 Area0 上进行区域认证（以前没做过吧）

R1(config)#router ospf 10

R1(config-router)#area 0 authentication

还没有写下一步，就是刚启用，还没设置密码，邻居就down掉了

同样，R2上启用一下，邻居就恢复

或者都设置相同的密码也可以。

 

情况五： Area0 上进行区域认证以后。。。

R2#clear ip ospf pro清进程，A2区域的学不到邻居了。R3是通过虚链路连接到骨干区域的。因为virtual-link属于Area0，因此在R2配置完成Area0区域认证后，R3也需要相应的配置。

R3(config)#router ospf 10

R3(config-router)#area 0 authentication

这样就可以了

 

情况六：单纯的虚链路的认证（这个以前也没做过吧）

明文认证，MD5认证。配置命令如下：

 

明文：

R2(config-router)#area 1 virtual-link 3.3.3.3 authentication-key cisco

R3(config-router)#area 1 virtual-link 2.2.2.2 authentication-key cisco

 

 

MD5：

R2(config-router)#area 1 virtual-link 3.3.3.3 authentication message-digest

R2(config-router)#area 1 virtual-link 3.3.3.3 message-digest-key 1 md5 cisco

R3(config-router)#area 1 virtual-link 2.2.2.2 authentication message-digest

R3(config-router)#area 1 virtual-link 2.2.2.2 message-digest-key 1 md5 cisco

 

另外通过实验知道虚链路在建立起来后是DNA LSA（不老化LSA ），所以如果没有重启 OSPF 进程的话，即使一端配置了认证，虚链路也是不会断开的。