OSPF
OSPF
一、OSPF的基本概念和工作工程
1、OSPF路由协议概述
（1）自治系统(AS，Autonomous system)
在互联网中，一个自治系统(AS)是一个有权自主地决定在本系统中应采用何种路由协议的小型单位。这个网络单位可以是一个简单的网络也可以是一个由一个或多个普通的网络管理员来控制的网络群体，它是一个单独的可管理的网络单元（例如一所大学，一个企业或者一个公司个体）。一个自治系统有时也被称为是一个路由选择域（routing domain）。一个自治系统将会分配一个全局的唯一的16位号码，有时我们把这个号码叫做自治系统号（ASN）。
（2）内部网关协议(IGP,Interior Gateway Protocol)
IGP（内部网关协议）是在一个自治网络内网关（主机和路由器）间交换路由信息的协议。路由信息能用于网间协议（IP）或者其它网络协议来说明路由传送是如何进行的。IGP协议包括RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP。
（3）外部网关协议（EGP,Exterior Gateway Protocol）
外部网关协议（Exterior Gateway Protocol，EGP）是一个在自治系统网络中两个邻近的网关主机（每个都有它们自己的路由）间交换路由信息的协议。EGP常常被用来在英特网的两个主机间交换路由表信息。路由表包括已知的路由器清单、它们能到达的地址以及与每个路由的路径相关的成本度量，以便选出最好的可用路径。每个路由器按照一定的时间间隔，通常在120秒到480秒之间，就给它的邻近路由发送信息，然后邻近路由就会将自己的完整路由表发回给它。
2、OSPF的工作过程
（1）建立邻接关系
（2）学习链路状态信息，更新链路状态数据库
（3）通过最短路径树算法（Dijkstra算法）得出最短路径树
（4）录入路由表
3、OSPF的基本概念
（1）OSPF区域
为了适应大型的网络，优化网络性能和收敛速度，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
（2）区域ID
区域ID可以表示成一个十进制的数制也可以表示成一个IP（32进制的公网IP地址）。
（3）骨干区域
Area 0，其他区域必须连接到该区域，以交换路由信息。
（4）非骨干区域
非骨干区域围绕着骨干区域Area 0形成花瓣形状，特殊情况通过虚拟链路完成连接
（5）Router ID
Router-ID是网络上唯一用于标识的一台路由器，线网用路由器的环回口来配置Router-ID,这边的地址是32位的公网IP地址，如果没有标，通过物理口来确认
（6）Router ID选取规则
①选择路由器loopback接口上数值最高的IP地址
②如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的
③也可以使用router-id命令指定Router ID
（7)DR、BDR和DR other
①DR指定路由器（Designated Router）
一个广播性、多接入网络中的指定路由器，通过224.0.0.5以组播的方式向所有邻居通告信息。
作用：所有邻居只和DR/BDR同步LSA条目，减少OSPF流量
②BDR备份指定路由器（Backup Designated Router）
多路访问网络发生变化时，DR负责更新其他所有OSPF路由器。BDR会监控DR 的状态，并在当前DR发生故障时接替其角色。
③DR other
DR和BDR之外的非指定路由器，全部的非指定路由器都要和指定路由器创建邻居关系，而且把本身的LAS通过224.0.0.6以组播的方式发送给DR，而其余的OSPF路由器将不会相互之间创建邻居关系。
（8）DR和BDR的选举方法
①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
②手工选择DR和BDR
a.优先级范围是0-255，数值越大，优先级越高，默认为1。
b.如果优先级相同，则需要比较Router ID。
c.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。
③DR和BDR的选举过程
路由器的优先级可以影响一个选择过程，但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器。
（9）OSPF的度量值
OSPF的度量值为COST，1 COST=10^8/BW
最短路径是基于接口指定的代价（cost）计算的
| 接口类型 | 代价（cost） |
|---|---|
| Fast Ethernnet | 1 |
| Ethernet | 10 |
| 56K | 1785 |
(10)OSPF数据包
承载在IP数据包内，使用协议号89
| OSPF的包类型 | 描述 |
|---|---|
| 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） | 在路由器收到保函新信息的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LSU，每个LSA需要被分别确认 |
二、OSPF邻接关系
1、OSPF邻接关系的建立
（1）建立通信
OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程
（2）建立邻接
OSPF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系
2、OSPF的网络类型
（1）点到点网络（Point-to Point）
由许多互相连接的节点构成，在每对机器之间都有一条专用的通信信道，当一台计算机发送数据分组后，它会根据目的地址，经过一系列的中间设备的转发，直至到达目的节点，这种传输技术称为点到点传输技术，采用这种技术的网络称为点到点网络。
（2）广播多路访问网络（Broadcast MultiAccess，BMA）
广播网络允许多个设备连接（或访问）到同一个网络上（即这个网络允许广播的性质（以太网），说明这个网络可以支持多个设备同时接入），并通过将单一数据包投递到网络中所有的结点来提供广播能力，如以太网。在OSPF中，每个广播多路访问网络都必须选出一个DR和一个BDR。
（3）非广播多路访问网络（None Broadcast MultiAccess，NBMA）
非广播多路网络是那些诸如帧中继、X。25和异步传输模式(ATM）等类型的网络。这此网络允许多路访问，但不具备以太网那样的广播能力。因此，要实现恰当的功能，NBMA网络需要特殊的OSPF配置，并且邻居关系必须详细定义。
（4）点到多点访问网络（Point-to-Multipoint）
点到多点是一种网络结构方式。通过一种特定的一对多的连接类型的通信，从单一位置到多个位置提供多个信道。 点对多经常缩写为P2MP、PTMP或者PMP。以太无源光网络（EPON）就采用P2MP结构的单纤双向光接入网络，是典型的拓扑结构。
三、OSPF的应用环境
1、OSPF的应用场景
（1）网络规模
（2）网络拓扑
（3）其他特殊要求
（4）路由器自身要求
2、OSPF的特点
（1）可适应大规模网络
（2）路由变化收敛速度快
（3）无路由环
（4）支持变长子网掩码VLSM
（5）支持区域划分
（6）支持以组播地址发送协议报
3、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 | 距离矢量路由协议 |
| 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 | RIP的15跳限制，超过15跳的路由被认为不可达 |
| 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 | 收敛速度慢 |
| 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 |
四、OSPF的基本配置命令
1、dis ospf pee b ##查看邻居关系
dis ip routing-table protocol ospf ###查看OSPF路由信息
2、ospf 1 route 1.1.1.1 ####OSPF指定个route-id、1是表示，只在本区域有效
route id 1.1.1.1 ###全局模式下配置 这个router-id所有协议生效
3、reset ospf 1 process ###1是进程号 重启ospf ##在用户模式下敲
4、ospf 配置方法
ospf 1 route 1.1.1.1 ###配置route-id
ospf 10 ##启动ospf 它的进程号是10
area 0 ###进入区域0 骨干区域
network 20.0.0.0 0.0.0.3 ###宣告网段 20.0.0.0 反掩码 0.0.0.3 （30位）
