OSPF协议详解

静态缺点

1、中大型复杂网络----配置量大

2、不能实时收敛

动态-----可以实时收敛

IGP----内部网关路由协议 RIP OSPF EIGRP ISIS

EGP----外部网关路由协议 BGP

IGP （选路佳占用资源收敛快）----一个协议好需满足这三个

距离矢量 DV RIP 共享路由（优：邻居间交互信息少）

链路状态 LS OSPF 共享拓扑（优：防环能力强）

OSPF

Ospf：开放式最短路径优先协议 -----更新量大

无类别链路状态型路由协议；邻居间基于拓扑信息进行交互，更新量很大；故为了能在中大型复杂网络中工作，需要结构化的部署 --- 良好的ip地址规划区域划分（区域内传拓扑，区域间传路由）

更新方式 --- 触发更新 -- 224.0.0.5/6 周期更新 --30min：相当于ospf的保底，因为信息量大，触发更新可能出现问题，此时周期更新能够进行兜底（rip也有周期更新----rip缺少hello包和确认包（ack））

OSPF的数据包类型 --- 跨层封装于3层报头（没有四层）协议号89

5种包都是这样通过type区分

Hello --- 周期收发，用于邻居的发现、关系的建立、周期的保活-- 10s或30s

DBD-数据库描述包用于携带数据库目录

LSR 链路状态请求基于本地未知的LSA信息进行查询

LSU 链路状态更新用于传递具体的LSA信息

LSack 链路状态确认可靠性，确认包

（LSA --链路状态通告 --- 具体的每一条的拓扑或路由信息；）

OSPF的状态机 -- 邻居间的邻居关系的不同阶段

Down 一旦接收到hello包进入下一个状态

Init 初始化收到的hello包中若存在本地的RID，进入下一状态

2way双向通讯邻居关系建立的标志

条件：点到点网络直接进入下一个状态机；MA网络进行DR/BDR选举（默认一个dead time），非DR/BDR间不能进入下一状态；

Exstart 预启动使用不携带数据库目录信息的DBD包进行主从关系的选举，RID数值大为主，优先进入下一个状态 --- 排序（避免同时更新，导致网络拥塞）

Exchange 准交换使用携带目录信息的DBD包，进行交互

Loading 加载查看完其他邻接发送过来的DBD后，基于当中本地未知的LSA信息，使用LSR查询，对端使用LSU来共享这些LSA信息，本地收到后需要ACK确认；最终完成邻接间的数据库一致

Full 转发邻接关系建立的标志

OSPF的工作过程

启动配置完成后，邻居间组播收发hello包，获取对端的RID，建立邻居关系，生成邻居表；

邻居关系建立后，关注条件；条件不匹配的邻居间，将维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；

条件匹配：可以建立邻接（毗邻）关系

将使用DBD/LSR/LSU/LSack来进行交互、共享，同步数据库，获取未知的LSA信息；最终生成与邻接一致的数据库表；

当数据库表同步完成后，本地使用SPF算法，将数据库表转换为有向图，再将有向图计算成为最短路径树，然后以本地为起点，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将这些路由加载于本地的路由表中；收敛完成。

拓扑结构突变(3种情况)：

新增网段直连新增网段的设备，使用LSU直接向本地所有邻接进行触发更新，对端需要确认
断开网段直连断开网段的设备，使用LSU直接向本地所有邻接进行触发更新，对端需要确认
无法沟通 --- 没有周期的hello包；dead time为hello time的4倍--倒计时，正常被每一个新的hello包刷新，归0时断开邻居关系，删除该邻接共享的信息

OSPF协议的基础配置

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动时可以定义进程号，仅具有本地意义，默认为1；

可以定义RID --- 手工 -- 环回上最大数值ip地址-- 物理接口上最大数值ip地址

宣告：1、区域划分 2、激活接口OSPF协议 3、共享接口信息

[r1-ospf-1]area  0[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.1 0.0.0.0[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0

OSPF区域划分规则：

必须为星型结构区域0为骨干，大于0为非骨干，非骨干必须连接骨干区域
区域间必须使用ABR来互联 -- ABR区域边界路由器

宣告配置全部完成后，邻居间周期组播收发hello包，建立邻居关系；生成邻居表；

OSPF协议的hello包为周期收发；邻居间hello包中必须完全一致的参数：否则无法建立邻居关系

Hello、dead time；区域编号；认证字段；末梢区域标记；在华为设备中邻居间hello包还将携带建邻的接口ip地址子网掩码，也必须和邻居一致；

<r2>display ospf peer 查看邻居表

<r2>display ospf peer brief 查看邻居简表

OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2

Peer Statistic Information

----------------------------------------------------------------------------

Area Id Interface Neighbor id State

0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/0 1.1.1.1 Full

0.0.0.1 GigabitEthernet0/0/1 3.3.3.3 Full

----------------------------------------------------------------------------

邻居关系建立后，邻居间进行条件的匹配；匹配失败维持邻居关系，仅hello包周期保活；

匹配成功，可以建立邻接关系；使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；实现邻接关系间设备的数据库一致；

数据库表：

<r1>display ospf lsdb 查看数据库表 LSDB--链路状态数据库

DBD包：DBD包中携带接口的MTU值，要求两端接口MTU一致，否则将卡在exstart状态机；华为设备默认不携带MTU值，MTU默认值为1500

若要携带则需手动开启：

[r1]interface g0/0/1[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf mtu-enable  两端直连接口均需开启

当MTU值不一样，数据有可能会拆开（若一边为1400另一边接口为1300则包会拆分为一个1300和一个大于（多出来的数据会出现合成一个完整的包）100的数据）

DBD包中的描述位：

I 为1表示本地发出的第一个DBD

M 为0表示本地发出的最后一个DBD

MS 为1表示本地为主（master），为0表示本地为从（slave

DBD使用序列号来进行隐性确认，从（slave）基于主（master）的序列号进行；

当邻接关系间数据库同步完成后，本地基于数据库中的所有LSA；生成有向图 --> 最短路径树-->将本地作为起点，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表中：

在华为设备中，默认的优先级为10；使用cost作为度量；

（Cost=开销值=参考带宽/接口带宽）

默认参考带宽100M；cost值向上取整数；故当接口带宽大于参考带宽时，cost值为1；可能导致选路不佳；可以手工修改默认的参考带宽：

[r1]ospf 1[r1-ospf-1]bandwidth-reference ?INTEGER<1-2147483648>  The reference bandwidth (Mbits/s)[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000切记：一旦修改，全网所有设备需一致；

ospf协议默认将选择cost值之和最小的路径，为最短路径加表；

OSFP邻居关系建立成为邻接关的条件

从邻居关系建立成为邻接关系，关注网络类型；点到点 MA（BMA、NBMA）

在点到点网络中，邻居直接全部建立为邻接关系（不进行DR/BDR选举）；

在MA网络中若两两间均建立邻接关系，将可能出现大量的重复更新；

（1给2和3，因为邻居之间互相传递2又给3）

DV距离矢量路由协议可以使用接口水平分割来解决，由于OSPF协议邻接需要数据库比对，故不能设计接口水平分割；只能进行DR/BDR选举来解决；所有非DR/BDR之间为邻居关系，不进行数据库同步；DR选举是避免在一个MA网段内出现重复更新

选举规则：

先比较参选接口优先级，默认1；越大越优为0标识不参选
若优先级相同，比较参选设备的RID数值，越大越优

[r1]int g0/0/1[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 0 将接口优先级改为0，不进行玄选举

OSPF的接口网络类型 --- ospf协议在不同网络类型的接口上，不同的工作方式

[r1]display ospf interface g0/0/1 查看OSPF协议在接口具体的工作方式名称

Interface: 12.1.1.1 (GigabitEthernet0/0/1)

Cost: 1 State: BDR Type: Broadcast ;

接口类型 OSPF工作方式

LoopBack 华为显示p2p，实为环回专用工作方式无hello包以32位主机路由传递

点到点类型（HDLC/PPP/GRE） p2p hello time10s ，死亡时间为Hellotime的4倍，不选DR，邻居直接建立为邻接

BMA（以太网） Broadcast（广播） hello time10s ，死亡时间为Hellotime的4倍，选DR/BDR 非DR/BDR间仅建立邻居关系

NBMA（MGRE）默认和普通GRE一样接口工作方式为p2p，该工作方式在华为设备上仅和最先收到的hello包建立邻居关系（只允许建一个邻居）；

故在MGRE环境（MA）需要手工修改接口工作方式：

[r1-Tunnel0/0/0]ospf network-type ?broadcast  Specify OSPF broadcast networknbma       Specify OSPF NBMA networkp2mp （不选DR但谁给路由谁就是下一跳）      Specify OSPF point-to-multipoint networkp2p        Specify OSPF point-to-point network

注：p2p 和broadcast 两种工作方式的hello time均为10s，故可以建立邻居关系，但在DR选举上不同，故无法正常交流LSA；

切记：邻居间ospf接口工作方式必须一致，才能正常建邻和正常收敛；

若将MGRE下所有接口的工作方式修改为broadcast，需要关注拓扑结构：