OSPF

一、OSPF的概念

　　1、OSPF（开放最短路径优先）：是IETF开发的基于链路状态的自治系统内部的路由协议。

　　2、OSPF仅传播对端设备不具备的路由信息，网络收敛迅速，并有效避免了网络资源浪费；

　　3、OSPF基于IP协议，IP协议号为89；

　　4、OSPF以组播地址发送协议包；

二、OSPF的基本原理

　　1、OSPF属于链路状态协议

　　2、采用SPF算法计算最佳路径

　　3、触发更新机制------>能够实现快速收敛

三、OSPF协议工作过程

　　

　　1、寻找邻居、建立邻接关系

　　　　（1）router id

　　　　（2）OSPF的报文类型

　　　　　　

　　　　（3）点到点网络建立邻居过程（OSPF路由器建立邻居需要经历7个状态）

　　　　　　

　　　　　　　Down----->表示没有收到邻居的任何信息

　　　　　　    init--------->表示收到了邻居的Hello，但在Hello包的邻居列表中没有看到自己

　　　　　　　Two-way-->表示双向通行已建立，没有建立邻接关系，如果广播或NBMA网络，则要选DR / BDR

　　　　　　　

　　　　　　(4)广播网络建立邻居过程

　　　　　　　　

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　

 

　　　　　　(5)形成邻居关系的必要条件

　　　　　　　　1.接口类型为广播 / NBMA则掩码要一致

　　　　　　　　2.Hello/Dead时间要一致

　　　　　　　　3.认证字段一致

　　　　　　　　4.Hello中Option字段要保持一致

　　　　　　　　5.区域要一致

　　2、链路状态信息传递-------同步链路状态信息（非交换路由表）

　　　　　　(1)邻居状态变为Exstart后，互发第一个DD报文，报文中包含序列号、I、M、MS， router id 大的作为主路由器。

　　　　　 （2）主从选举后，从路由器将Exstart改变为Exchange状态，然后发一个新的DD报文，报文包含LSDB摘要，序列号为主路由器的，M置0，MS置0

　　　　　 （3）主路由器收到后，将邻居状态从Exstart改变为Exchange状态，也发DD报文，包含LSDB描述信息，DD序列号加1

　　　　　 （4）从路由器要对主路由器发的DD报文做确认，序列号用的是主发过来的序列号，报文内容为空。（loading---full）

　　　　　 （5）从路由器状态变为Loading后，从向主发LSR报文，向主请求自身没有的链路状态信息

　　　　　 （6）主路由器收到LSR后，向从发LSU报文，报文中包含链路状态的详细信息

　　　　　 （7）从路由器收到LSU后，将邻居状态从Loading变为Full，然后向主回复一个Ack报文，对收到的LSA做确认。

　　3、计算最优的路径----->SPF算法

四、OSPF网络类型

　　1、P2P：组发送所有，hello 10s

　　2、P2MP:组发hello，其余单播，hello 30s

　　3、NBMA：单发送所有，hello 30s

　　4、MA：组发送hello、LSU、LSACK，单发送DD和LSR,  hello 10s

　　

 

五、OSPF的多区域

　　1、OSPF area 的概念

　　　OSPF多区域

　　　　　

　　　　　　（1）减少了LSA泛洪的范围，有效地把拓扑变化控制在区域内，达到网络优化的目的。

　　　　　　（2）在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表。

　　　　　　（3）充分利用OSPF特殊区域的特性，进一步减少LSA泛洪，从而优化路由。

　　　　　　（4）多区域提高了网络的扩展性，有利于组件大规模的网络。

 

 　　　　

　　2、OSPF路由器的角色

　　　　　

　　　　（1）区域内路由器------------->Internal  Router

　　　　（2）区域边界路由器ABR---->Area Border Router　

　　　　（3）骨干路由器---------------->Backbone Router

　　　　（4）AS边界路由器ASBR---->AS Boundary Router

　　3、多区域OSPF配置

　　　　

　　　　

六、OSPF的LSA

　　1、OSPF常见LSA类型

　　　　

　　　　（1） 1类LSA

　　　　　　　　　描述路由器自身的直连信息；描述链路数据，包括链路的网络类型、链路的cost值，接口IP等

　　　　（2） 2类LSA

　　　　　　　　　描述这个广播网络中有哪些路由器，以及这个网络的网段和掩码信息。

　　　　（3） 3类LSA

　　　　　　　　由ABR产生，实际上就是将居于内部的Type1，Type2LSA的信息收集起来以路由前缀的形式扩散到其它区域。　

　　　　　　　　

　　　　（4） 4类LSA

　　　　（5） 5类LSA

　　　　　　　　由ASBR产生，用于描述自治系统外的路由信息。当ASBR执行了路由重发布动作时，被引入到OSPF的外部路由将使用该类LSA来描述。

　　　　　　　　

 

　　　　（6） 7类LSA

　　　　　　　　

七、OSPF的特殊区域

　　1、Stub Area 末梢区域

　　　　（1）Stub Area禁止来自Area的Type-4、Type-5进入。

　　　　（2）Stub Area的ABR会自动向该区域下发使用Type-3LSA描述的默认路由

　　　　（2）Stub Area路由器禁止执行外部路由重发布动作

　　2、Totally stub area 完全末梢区域

　　　　（1）Totally stub area 禁止来自Area0的3、4、5类LSA进入

　　　　（2）Totally stub area的ABR会自动向该区域下发使用Type-3LSA描述的默认路由

　　　　（3）Totally Stub Area路由器禁止执行外部路由重发布动作

 　　3、Not-so-stubby area 非完全末梢区域

　　　　（1）NSSA禁止Type-4、Type-5LSA泛洪。允许本区域路由器注入AS外部路由，这些路由注入后以Type-7LSA的形式在NSSA内泛洪，并且Type-7LSA只能在NSSA内泛洪

　　　　（2）NSSA的ABR将Type-7LSA转换成Type-5LSA并泛洪到Area0

　　　　（3）NSSA的ABR下发一条Type-7LSA的0.0.0.0/0默认路由进NSSA

　　4、OSPF区域类型总结

　　　　

 

　　5、OSPF特殊区域及LSA泛洪小结

　　　　

 

 　　6、特殊区域基本配置

　　　　　（1）OSPF特殊区域：Stub Area

　　　　　　　　　     　　

 

　　　　　　　　小记：

　　　　　　　    1.Area不能配置成Stub Area。

　　　　　　　　 2.如果要将一个Area配置成Stub Area，则该Area中的所有路由都要配置Stub Area属性，否则邻居关系无法正常建立。

　　　　　　　　 3.Stub Area内不能存在ASBR，即自治系统外部的路由不能在Stub Area内传播。

　　　　　　　　 4.Stub Area内不能存在虚连接。

　　　　  （2）OSPF特殊区域：Totally stub area

　　　　　　　　      　   

　　　　（3）OSPF特殊区域：NSSA