OSPF路由协议

一、OSPF的基本概念和工作过程

1.1 OSPF路由协议概述

1.1.1 自治系统（AS）

一个自治系统包含多个路由器

1.1.2 内部网关路由协议（IGP）

在区域内部跑的进程协议，如：RIP，OSPF，ISIS等

1.1.3 内部网关路由协议（EGP）

在区域外跑的进程协议，如BGP，BGP运用于业务网段，收敛快

1.1.4 OSPF是链路状态路由协议

路由器向自己的直连网段发送信息库，由此让别的路由器学习到自己的直连网段和自己学习到别的路由器的直连网段，这样就能进行收敛。

1.2 OSPF的工作过程

1.建立邻接关系：A通过建立邻接关系，学习到所有的链路状态信息，即所有的网段信息。
2.A将学习到的链路状态信息更新到链路状态数据库
3.A将链路状态数据库通过 Dijkstra（迪杰斯特拉）算法，也可以叫最短路径算法，算出A到达每一个地点的最短路径
4.A根据最短路径树生成路由表。

1.3 OSPF的基本概念

1.3.1 OSPF区域

为了适应大型网络，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

区域id：区域id可以表示成一个十进制的数字，也可以表示成一个IP，一般是32位的公网IP地址，适用于IPV4和IPV6
骨干区域（area0）：只有一个，负责区域间路由信息传播
非骨干区域：不是area0的区域就是非骨干区域

1.3.2 Router ID

1.定义：ospf区域内唯一标识路由器的IP地址
2.选取规则：1）选取路由器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

1.3.3 DR和BDR

1.概念
DR：指定路由器，指定路由器是用来在广播介质类型网络中减少LSA泛洪数据量。在广播介质类型的网络中，所有的路由器将自己的链路状态数据库向DR广播，而DR又将这些链路状态数据库信息发送到网络中的其他路由器
BDR：备份指定路由器，BDR会监控DR的状态，并在当前DR发生故障时接替其角色
DRothers：其他路由器，只和DR及BDR形成邻接关系
2.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BDR的选举
注：路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器

1.3.4 OSPF的组播地址

Drothers会通过224.0.0.6向DR和BDR通告网络状态信息，DR会通过224.0.0.5向所有邻居通告信息

1.3.5 COST

OSPF的度量值为COST，COST=10^8/BW BW(带宽) ,COST数制越小越好，说明带宽越高，路径越短。最短路径是基于接口指定的代价cost计算的。

二、OSPF邻接关系

2.1 OSPF邻接关系的建立

2.1.1 OSPF数据包

1.定义：承载在IP数据包内，使用协议号为89
2.数据包类型：
1）Hello包：用于发现和维持邻居关系，选举DR和BDR
2）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
3）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
4）链路状态更新包（LSU）：收到LSR后发送链路状态通告（LSA），一个LSU数据包可能包含多个LSA
5）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

2.1.2 邻接过程

1.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.第二个阶段是建立完全邻接关系

2.2 OSPF的网络类型

1.点到点网络（用的多）
2.广播多路访问网络（用的多）
3.非广播多路访问网络
4.点到多点网络

三、OSPF的应用环境

3.1 使用要求

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

3.2 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文

3.3 OSPF和RIP比较

四、OSPF单域的配置

4.1 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）

4.2 OSPF单域配置实例

R1:ospf 1 route-id 1.1.1.1
area 0
network 13.0.0.0 0.0.0.255
network 1.1.1.1 0.0.0.0
R2:ospf 1 route-id 2.2.2.2
area 0
network 13.0.0.0 0.0.0.255
networ 2.2.2.2 0.0.0.0
R3:ospf 1 route-id 3.3.3.3
area 0
network 13.0.0.0 0.0.0.255
network 3.3.3.3 0.0.0.0

我们reset ospf，发现进程中DR、BDR不变
具体命令：＜R1＞reset ospf 1 process