【网工第6版】第5章网络互联⑦

▲ 路由协议OSPF

◎ OSPF简介

◎ OSPF特点

本章重要程度：☆☆☆☆☆

▲ 路由协议OSPF

◎ OSPF简介

OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先协议)是目前应用最广泛的路由协议。

OSPF是一种内部网关协议IGP，也是链路状态路由协议，支持VLSM，通过带宽计算最佳路径，采用Dijkstra算法（也叫SPF最短路径算法）。

华为设备OSPF协议优先级Internal 10，External 150(import-route)。

支持在ABR/ASBR手工路由汇总，不支持自动汇总。

◎ OSPF特点

①采用触发式更新、分层路由，支持大型网络。允许网络被划分成区域来管理，链路状态数据库仅需和区域内其他路由器保持一致。减小对路由器内存和CPU的消耗。同时区域间传送的路由信息减小，降低网络带宽占用。

②骨干区域采用Area 0.0.0.0或者Area 0来表示，区域1不是骨干区域。

③OSPF通过hello报文发现邻居，维护邻居关系。在点对点和广播网络中每10秒发送一次hello，在NBMA网络中每30秒发送一次hello，Deadtime为hello时间的4倍。hello定时器如下图：

P2P和Broadcast的Hello/Dead time一致，可以建立邻居，但不能传递路由 。

OSPF使用Hello报文维护邻居关系。

④OSPF路由器间通过LSA(Link State Advertisement,链路状态公告)交换网络拓扑信息，每台运行OSPF协议的路由器通过收到的拓扑信息构建拓扑数据库，再以此为基础计算路由。路由器之间交互的是链路状态信息，而不是直接交互路由。

⑤OSPF系统内几个特殊组播地址：

224.0.0.1：在本地子网的所有主机

224.0.0.2；在本地子网的所有路由器

224.0.0.5：运行OSPF协议的路由器

224.0.0.6：OSPF指定/备用指定路由器DR/BDR

⑥每个MA网段选取一个DR和BDR，作为代表与其他路由器Dother建立邻居关系。

⑦router-id在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址，整个OSPF域内不能设置为相同。

⑧OSPF的router-id选举规则如下：

1)优选手工配置的router-id。

◆OSPF进程手工配置的router-id具有最高优先级。

◆在全局模式下配置的公用router-id的优先级仅次于直接给OSPF进程手工配置router-id，即它具有第二优先级。

2)在没有手工配置的前提下，优选loopback接口地址中最大的地址作为router-id。

3)在没有配置loopback接口地址的前提下，优选普通接口的IP地址中选择最大的地址作为router-id（不考虑接口的Up/Down状态)。

◎ OSPF报文类型

DR与BDR的作用

MA网络中的问题:

n*(n—1)/2个邻接关系，管理复杂；重复的LSA泛洪，造成资源浪费。

解决方法：

在MA网络中选举DR

DR(Designated Router,指定路由器)负责在MA网络建立和维护邻接关系并负责LSA的同步。

DR与其他所有路由器形成邻接关系并交换链路状态信息，其他路由器之间不直接交换链路状态信息。

为了规避单点故障风险，通过选举BDR(Backup Designated Router，备份指定路由器），在DR失效时快速接管DR的工作。

DR与BDR的选举规则

DR/BDR的选举是非抢占式的。

DR/BDR的选举是基于接口的。

接口的DR优先级越大越优先。

接口的DR优先级相等时，Router lD越大越优先。

OSPF DR/BDR优先级

DR选举规则：最高OSPF接口优先级拥有者被选为DR，如果优先级相等（默认为1），具有最高OSPF RouterID的路由器被选举为DR，并且DR具有非抢占性。【优先级0不参与选举】

备用指定路由器（BDR）：监控DR状态，并在当前DR发生故障后接替其角色。

[AR1-GigabitEthernetO/0/0] ospf dr-priority

INTEGER<0-255> Router priority value

不同网络类型中DR与BDR的选举操作

OSPF LSA

OSPF使用LSA(Link State Advertisement,链路状态通告)传递链路状态信息。

LSA需要描述邻接路由器信息、直连链路信息、跨区域信息等，所以定义了多种类型的LSA。

◎ 真题

在OSPF的广播网络中，有4台路由器Router A、Router B、Router C和Router D,其优先级分别为 2、1、1和0，Router ID分别为192.168.1.1、192.168.2.1、192.168.3.1和192.168.4.1。若在此4台路由器上同时启用OSPF协议，OSPF选出的BDR为（）。

A.Router A B.Router B C. Router C D.Router D

解析：路由器优先级取值是0-255，如果路由器优先级为0，则代表它不具备DR和BDR的选举资格。题目已知Router D的优先级是0，那么肯定不是DR或者BDR， Router A优先级最高，会成为DR， Router B和C的优先级都是1，接着看IP地址，大的胜出成为BDR，则Router C成为BDR。

◎ 真题

某广播型网络的拓扑如下图所示：所有路由器均运行OSFP路由协议，R1和R2的接口优先级为0，R3的接口优先级为100，R4的接口为101，则路由器（）会被选举为DR路由器，R1和R2的OSPF邻居状态为(12)。

A.R2 B.R3 C.R4 D.R1

A.Exstart B.init C.2-way D. Full

【解析】DR选举规则：最高OSPF接口优先级拥有者被选为DR，如果优先级相等（默认为1），最高OSPF RouterlD的路由器被选举为DR，并且DR具有非抢占性。【优先级0不参与选举】Dother之间是2-way状态（稳定状态）。

OSPF cost

OSPF使用Cost“开销”作为路由度量值。

OSPF接口cost = 100M/接口带宽，其中100M为OSPF参考带宽(reference-bandwidth),可修改。

每一个激活OSPF的接口都有一个cost值。

一条OSPF路由的cost由该路由从起源一路到达本地的所有入接口cost值的总和。

OSPF区域

所有非骨干区域必须与骨干区域直连。

如果有区域没有与Area0相联，可以通过虚连接临时解决，只能横穿一个非骨干区域。

OSPF路由器角色

◎ 真题

以下关于OSPF协议路由聚合的描述中，正确的是（）。

A.ABR会自动聚合路由，无需手动配置

B.在ABR和ASBR上都可以配置路由聚合

C.一台路由器同时做ABR和ASBR时不能聚合路由

D.ASBR上能聚合任意的外部路由

【解析】OSPF不会自动汇总，需要手工配置，故A选项错误，在ABR和ASBR上都能配置路由聚合，故B选项正确。一台路由器同时做ABR和ASBR，并不影响各自汇聚路由，作为ABR仍然能聚合区域间路由，作为ASBR仍然能聚合外部路由，这两个功能是分开的，故C选项错误。ASBR上只能聚合“由自己引入的”外部路由，如果ASBR从别的ASBR学习到一条外部路由，它是聚合不了的。只能聚合活跃的外部路由，什么是活跃的呢，比如同时从ip和eigrp到两条相同的路由，根据管理距离不同，eigrp会优选，就是活跃的，rip的那条路由就不活跃了，如果这时候引入rip到ospf的话，是不能聚合的，故D选项错误。

◎ 真题

以下关于OSPF特性的叙述中，错误的是（40）。

A.OSPF采用链路状态算法

B.每个路由器通过泛洪LSA向外发布本地链路状态信息

C.每台OSPF设备收集LSA形成链路状态数据库

D.OSPF区域0中所有路由器上的LSDB都相同

【解析】OSPF区域0中的路由器分为两类，一类是内部路由器，只有区域O的LSDB，还有一类是ABR，可能包含多个区域的LSDB，OSPF区域O中的路由器LSDB不一定相同，故D选项错误。

◎ 真题

路由器RA上执行如下命令：

[RA-GigabitEthernet0/0] ip address 192.168.1.1 24

[RA-GigabitEtherneto/0] quit

[RA] router id 2.2.2.2