OSPF动态路由

目录：

　　一：OSPF路由协议概述

　　　　1，OSPF协议

　　　　2，自治系统，内部网关协议，外部网关协议

　　　　3，OSPF工作过程

　　二：OSPF基本概念

　　　　1，OSPF区域

　　　　2， Router ID

　　　　3，DR与BDR

　　　　4，DR与BDR的选举

　　三：OSPF的报文

　　　　1，OSBF的广播组播地址

　　　　2，OSPF的数据包类型

　　　　3，OSPF的邻接关系建立

　　　　4，OSPF的网络类型

　　　　5，OSPF的应用环境考虑与OSPF特点 

　　　　6，OSPF与RIP对比

 

 

 

一：OSPF路由协议概述

1，OSPF协议

OSPF路由协议是用于网际协议（IP）网络的链路状态路由协议。该协议使用链路状态路由算法的内部网关协议（IGP），在单一自治系统（AS）内部工作。

 

2,自治系统，内部网关协议，外部网关协议

（1）自治系统（AS）：各个系统相互不关联，比较独立

 

 

（2）内部网关协议（IGP）自治 系统内部，如RIP，OSPF等

 

 

（3）外部网关协议（EGP）自治系统与自治系统之间，如BGP

 

 

3，OSPF的工作过程

建立邻接关系→链路状态数据库→最短路径树→路由表

（1）OSPF协议启动后，某个端向本地所有启动OSPF协议的直连接口组播224.0.0.5发送hello包；

（2）链路状态数据库：当其他端收到后将回复hello包，建立邻接关系，端口学习链路状态信息存入链路状态数据库；

（3）最短路径树：Dijkstra算法，计算到达所有未知网段的最短路径；

（4）路由表：将计算出的最短路径加载到本地的路由表中，收敛完成。

 

 

 

二：OSPF的基本概念

1，OSPF区域：

• OSPF区域：为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分了多个区域，每个OSPF都只维护所在区域的完整链路状态信息。加速收敛

 

• 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
• 骨干区域Area 0：负责区域间路由信息传播
• 非骨干区域：挂在骨干区域旁边，区域通信经过骨干区域

 

 

2，Router ID

OSPF区域内唯一表示路由器的IP地址

 

Router ID选取规则：

• 选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址（选择loopback接口，是因为该接口是虚拟出来的，不会物理down）
• 如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的
• 也可以使用router-id 命令指定 Router ID

 

3，DR和BDR

在广播网络中，5台路由器总共需要建立n（n-1)/2 个邻接关系。占用了大量带宽，同时也不方便管理。

因此，需要配置DR和BDR来改进。

• DR（Designated Router）：指定路由器，所有其他路由器只和它一个交换整个网络的一些路由更新信息，再由它对邻居路由器发送更新报文；
• BDR（Backup Designated Router）：备份指定路由器，当DR出现故障时，BDR起着备份的作用；
• DROther（Designated Router Other）：成员路由器

 

 

4，DR和BDR的选举

（1）自动选举DR和BDR

• 网段上Rouoter ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR

（2）手工选举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 ID
• 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或者BDR路由器。

如原来选举的DR router-id为1.1.1.1  之后又接入一个路由，router-id 为9.9.9.9  ，但是，因为DR已经选举出来，所以，9.9.9.9 不会替代1.1.1.1 成为新的DR

 

三：OSPF的报文

1，OSPF的广播，组播地址

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

2，OSPF数据包类型

OSPF数据包承载在IP数据包内，使用协议号89

类型：

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（BDR）	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BDR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

 

3，OSPF邻接关系的建立

（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）OSPF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系

 

 4，OSPF的网络类型

• 点到点网络（Point-to-Point)
•  广播多路访问网络（Broadcast MultiAccess ,BMA)
• 非广播多路访问网络（None Broadcast MultiAccess , NBMA)
• 点到多点网络 （Point -to - Multipoint）

目前主要使用的是前两种

 

'5，OSPF的应用环境考虑与OSPF特点 

考虑：

• 网络规模：自治域内路由器数量
• 网络拓扑：是网型拓扑还是其他
• 其他特殊要求：收敛速度等
• 路由器自身要求：路由器本身的硬件性能

特点：

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

 

6，OSPF与RIP的对比

 

OSPF与RIP比较

OSPF	RIP v1	RIP v2
链路状态路由协议	距离矢量路由协议
没有跳数限制	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	支持可变长子网掩码
收敛速度快	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