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1.OSPF的概论

1.1按照AS分类

AS是指由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合。
按自治系统分为

  • 内部网关路由协议(IGP):运行在AS内部的路由协议,主要解决AS内部的选路问题,发现、计算路由
    主要有:RIP1/RIP2、OSPF、ISIS、EIGRP(思科私有协议)
  • 外部网关路由协议(EGP):运行在AS与AS之间的路由协议,他解决AS之间选路问题。
    通常有:BGP

    1.2OSPF

    OSPF是一种链路状态路由协议。
    在链路状态路由协议中路由器对全网拓扑完全了解。是"传信的路由”,A将信息放在一封信里发给B,B对其不做任何改变,拷贝下来,并将自己的信息放在另一封信里,两封信一起给c,这样,信息没有任何改变和丢失,最后所有路由器都收到相同的一堆信,这一堆信就是LSDB。然后,每个路由器运用相同的SPF算法,以自己为根,计算出SPF Tree(即到达目的地的各个方案),选出最佳路径,放入路由表中。

1.3工作过程

1)建立邻居表
2)形成链路状态数据库
3)形成路由表

2、OSPF划分的区域

2.1OSPF区域

为了适应大型的网络,OSPF在AS内划分多个区域,每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息,然后将一个区域的LSA简化和汇总后由边界路由(ABR)转发给另一个区域。
1)区域的ID可以表示为十进制的数字或者是一个IP。
2)区域的划分上,一般Area 0是骨干区域,其他为非骨干区域,非骨干区域无法直接通信,所有通信必须经过骨干区域。

2.2路由器(DR和BDR)

1)Router ID :OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址

2)Router ID选取规则:
选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
如果没有loopback接口,在物理端口中选取IP地址最高的
上面两个都是自动选取的,下面这个是手动选取的规则:
使用router-id命令指定Router lD

3)DR和BDR
当多台OSPF路由器连到同一个多路访问网段时,如果每两台路由器之间都相互交换LSA,那么该网段将充满着众多LSA条目,为了能够尽量减少LSA的传播数量,这时候需要一个路由器和所有的路由器互换LSA,减少LSA的数量,那么这个路由器被称为DR;在选DR的时候,也会选出一个作为备份,称为BDR;最后其他路由器(DRothers)只和DR和BDR形成邻接关系。

4)DR和BDR的选举方法
自动选举DR和BDR
网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR,第二大的将被选举为BDR
手工选择DR和BDR
优先级范围是0~255,数值越大,优先级越高,默认为1
如果优先级相同,则需要比较Router lD
如果路由器的优先级被设置为0,它将不参与DR和DBR的选举
现实中,很少能有路由器同时开机,所以先上线的是DR,第二上线的是BDR。
注:当DR和BDR存在时,除非他俩down了,不然没法强制更换。

5)在OSPF中使用224.0.0.5和224.0.0.6作为组播地址,选举时,大家都是用组播地址224.0.0.5发送Hello包(这个时候路由器都认为自己是DR),当DR和BDR选出来后,DR和BDR使用224.0.0.5发送,其他路由器使用224.0.0.6发送。

3、OSPF的度量值:COST

  • 规则:数值越小越优先
    最短路径是基于接口指定的代价(COST)计算的
    计算公式=108/BW
    常用的端口与COST
接口类型 COST(108/BW)
Gigabit Ethernet 0.1
fast Ethernet 1
Ethernet 10
电话线56K 1785

4、OSPF数据包(5个包)

  • Hello包 用于发现和维持邻居关系,选举DR和BDR
  • 数据库描述包(DBD) 用于向邻居发送摘要信息以同步链路状态数据库
  • 链路状态请求包(LSR) 在路由器收到包含新信息的DBD后发送,用于请求更详细的信息
  • 链路状态更新包(LSU) 收到LSR后发送链路状态通告(LSA),一个LSU数据包可能包含几个LSA
  • 链路状态确认包(LSAck) 确认已经收到DBD/ LSU,每个LSA需要被分别确认

    5、OSPF的7个状态

  • down状态: 初始化,没有来自邻居的Hello包
  • init状态: 收到第一个Hello包,但没发出去,建立了自己的邻居表
  • 2 Way 状态: 双向建立会话,邻居表都建立完成
  • Exstart状态: 建立主从关系
  • Exchange状态: 交换摘要信息,到确认信息收到
  • Loading状态: 加载详细信息
  • full状态:完全连接,计算最短路径,并载入路由表

6、OSPF的4个网络类型

  • 点到点网络(Point-to-Point) :自动发现邻居,不需DR/BDR、组播224.0.0.5
  • 广播多路访问网络(Broadcast MultiAccess,BMA): 自动发现邻居、选DR/BDR、组播224.0.0.5、224.0.0.6
  • 非广播多路访问网络(None Broadcast MultiAccess,NBMA): 手工指定邻居、选DR/BDR、单播(AMT使用)
  • 点到多点网络(Point-to-Multipoint) (星型结构): 自动发现邻居,不需DR/BDR、组播224.0.0.5

    7、OSPF的特点

  • 可适应大规模网络
  • 路由变化收敛速度快
  • 无路由环
  • 支持变长子网掩码VLSM
  • 支持区域划分
  • 支持以组播地址发送协议报

    8、OSPF与RIP的比较

OSPF RIP V1 RIP V2
链路状态路由协议 距离矢量路由协议 同V1
没有跳数的限制 RIP的15跳限制,超过15跳的路由被认为不可达 同V1
支持可变长子网掩码(VLSM) 不支持可变长子网掩码(VLSM) 支持可变长子网掩码(VLSM)
收敛速度快 收敛速度慢 同V1
使用组播发送链路状态更新 周期性广播更新整个路由表 周期性组播更新整个路由表

8.2配置命令

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
创建ospf进程,配置Router ID
[R1-ospf-1]area 0
创建区域0,区域0为骨干区域
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
宣告直连路由,使用反掩码
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.10.0 0.0.0.255

查看命令
display ospf 1 peer brief ---------查看OSPF邻居表的简要信息
display ospf 1 peer ---------------查看OSPF邻居表的详细信息
display ospf 1 brief -----------------查看本地设备上的OSPF 1 的相关信息
display ip routing-table -----------查看路由表中的OSPF路由(确定路由器的类型和属性)
display ospf routing
display ospf interface GigabitEthernet 0/0/0