OSPF


OSPF(Open Shortest  Path First开放式最短路径优先）是一个内部网关协议(Interior Gateway  Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous  system,AS）内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（IGP），故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法(Dijkstra)被用来计算最短路径树。与RIP相比，OSPF是链路状态协议，而RIP是距离矢量协议。

ospf的协议优先级：10

 


LSAs的泛洪


  1. 运行链路状态路由协议的路由器彼此之间的是LSA（链路状态通告）;
  2. 链路：路由器接口;
  3. 状态：描述接口以及其与邻居路由器之间的关系;
  4. 简单理解为路由器建立协议邻居之后，交互LSA描述自己直连的接口状态（包括接口开销、与邻居路由器之间的关系）的通告。

 


LSDB的组建


  1. 路由器将从接口上搜集到的LSAs放入自己的LSDB数据库中，通过LSDB，路由器就清楚了全网的拓扑，因为LSDB中所存储的每条LSA都是有网络中个路由器产生并且描述其直连接口各项目信息的条目。


SPF算法


  1. 经过SPF算法计算，每台路由器都计算出一棵以自己为根的、无环的、拥有最短路径的树。
  2. 路由器根据SPF得出最短路径树，并将其装载进路由表中。


OSPF基本概念


  1. Route-        ID：在OSPF        domain中唯一ospf路由器，建议指定，除非重新指定并重启，否则不会改变。
  2. cost：度量值；每一个接口都有一个开销值；一条路由的开销值由该路由的起源一路到达本地的所有入接口cost值得总和。


OSPF报文（五种）


  1. hello：建立和维护邻居关系；
  2. DBD:  链路状态数据库描述信息（描述LSDB中LSA头部信息）
  3. LSR：链路状态请求，用于向OSPF邻居请求链路状态信息
  4. LSU：链路状态更新（包含一条或多条LSA）
  5. LSACK:对LSU中的LSA进行确认





OSPF三张表


  1. 邻居表：hello报文用于发现直连链路上的其他OSPF路由器；路由器在各个激活OSPF的接口上维护的邻居都列在邻居表中；
  2. 链路状态数据库LSDB：OSPF将自己产生的LSA以及邻居通告的LSA搜集并存储在LSDB中，OSPF用LSA来扫描网络拓扑信息；
  3. 路由表：LSDB进行SPF计算得到最短路径树，并存储在OSPF路由表中。


LSA详解


  • 路由LSA（Router-LSA）：1类
  • 描述路由器的特殊角色，如virtual-link，ABR，ASBR；通过在相关位置置1来体现；
  • 描述本路由器在某个区域内部的直连链路（接口）以及接口COST值；
  • 产生：每台路由器都会产生一条
  • 泛洪范围：本区域内
  • 描述的内容：接口IP地址、网络类型、到达接口所需的开销


  • 网络LSA（Network-LSA）：2类
  • 在MA（多路访问型网络如：帧中继、以太网）网络中才会存在，由DR产生；
  • 泛洪范围：本区域内，不允许跨越ABR；
  • 描述的内容：DR接口IP、网段、掩码、邻居的Router         ID
  • 2类LSA没有cost字段，结合1类LSA在一个区域内便可得到最短路径树。


  • 网络汇总LSA（Network Summary LSA）：3类
  • ABR产生，区域间泛洪
  • 归纳1、2类LSA，生成3类LSA并泛洪到其他区域


  • ASBR汇总LSA（ASBR Summary LSA）：4类
  • ASBR所在区域的ABR产生，区域间泛洪
  • 用来告诉与ASBR不在同一区域的其他路由器ASBR信息


  • AS外部LSA（AS external LSA）：5类
  • ASBR产生，整个OSPF domain内泛洪

外部网络的路由信息、所需的开销

  • 外部网络信息重发部入OSPF,借入5类LSA在OSPF中传播


  • NSSA外部LSA（NSSA external LSA）：7类
  • ASBR产生，在NSSA内泛洪
  • 外部路由信息到达ABR时，由ABR负责将7类LSA转换成5类LSA并传播


特殊区域


  • 末梢区域（stub area）
  • stub区域将禁止4、5类LSA进入该区域；允许3类LSA和默认路由（3类）
  • 区域的ABR自动下发一条默认路由（3类LSA）进入该区域，以确保区域内可以访问区域外网络；
  • stub区域内的所有路由器都需要配置stub，否则它将无法与其他stub area         route建立邻居关系；


  • 完全末梢区域（totally stub        area）
  • stub区域将禁止3、4、5类LSA进入该区域；
  • 区域的ABR自动下发一条默认路由（3类LSA）进入该区域，以确保区域内可以访问区域外网络；
  • stub区域内的所有路由器都需要配置stub，否则它将无法与其他stub area         route建立邻居关系；


  • 非完全末梢区域（not-so-stubby        area/nssa）
  • 末梢区域需要引入外部路由，将区域设置为NNSA；
  • 阻挡骨干区域过来的4、5类LSA，同时允许本地引入外部路由，以7类LSA的形式在NNSA中泛洪；
  • 通过转化为5类LSA向骨干区域泛洪


  • 完全末梢区域（totally        not-so-stubby area/nssa）
  • 阻止骨干区域过来的3、4、5类LSA；由ABR下发3类的默认路由进入NSSA
  • 允许本地引入外部路由，以7类LSA的形式在NNSA中泛洪；
  • 通过转化为5类LSA向骨干区域泛洪



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