本文總結了OSPF概念與理論。分享給大家供大家參考，具體如下：

OSPF學習總結
 

一、OSPF協(xié)議的報文類型：

1、 Hello 報文：主要用來發(fā)現(xiàn)、建立和維護鄰居關系。

2、 DD報文：數(shù)據(jù)庫的描述報文，主要用來兩臺路由器的數(shù)據(jù)庫同步。

3、 LSR報文：鏈路狀態(tài)請求數(shù)據(jù)包。請求自己沒有或者比自己新的鏈路狀態(tài)信息。

4、 LSU報文：鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包。給發(fā)送LSR請求的路由器提供的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫更新報文。

5、 LSAck報文：鏈路狀態(tài)確認數(shù)據(jù)包。對提供LSU報文路由器收到對方發(fā)送的LSU報文后進行的確認報文。

報文的作用和報文內容：

Hello報文的作用：

1、 發(fā)現(xiàn)鄰居

2、 建立鄰居關系

3、 維持鄰居關系

4、 選舉DR和BDR

Hello報文所包含的內容：

路由器的router-id、Hello&&Dead時間間隔、區(qū)域ID、鄰居、DR、BDR、優(yōu)先級、驗證。

說明：Hello時間間隔、區(qū)域ID、驗證一致時才可以建立鄰居關系。

      鄰居關系為FULL狀態(tài)，鄰接關系處于Two-way狀態(tài)。

Hello時間間隔：

在P2P網絡中和廣播類型的網絡中為10s。

在NBMA網絡與P2MP網絡中為30s。

說明：保持時間為Hello時間的4倍。

      虛電路傳送的LSA為DNA，時間抑制，永不老化。

OSPF的組播地址：224.0.0.5 泛洪擴散更新的數(shù)據(jù)包到DRothers。

DRother使用組播地址:224.0.0.6發(fā)送更新信息數(shù)據(jù)包，DR和BDR負責監(jiān)聽。

二、OSPF區(qū)域的劃分

  由于OSPF是鏈路狀態(tài)類型的協(xié)議，通過LSA的傳遞、更新，最終區(qū)域內的所有的路由器都保持同樣個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，如果一個區(qū)域中的路由器的數(shù)量太多時，低性能的路由器可能沒有能力處理大量的LSA。動態(tài)路由協(xié)議的路由表是路由器使用鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫計算出來的，如果LSA的數(shù)據(jù)庫太大，會影響路由器計算路由，另外一個區(qū)域中路由器的數(shù)目過多，則給管理上代理很多問題。

1、 OSPF區(qū)域劃分的優(yōu)勢

減少LSA的泛洪

降低路由器的硬件性能上的高要求

便于管理

2、 OSPF區(qū)域的劃分原則

基于行政區(qū)域的劃分

基于地理位置的劃分

基于高性能路由器的劃分

注意：OSPF中非骨干區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連，骨干區(qū)域必須是連續(xù)的。

三、OSPF router-ID 選舉

  Router-ID：在運行OSPF協(xié)議的區(qū)域內，唯一標識一臺路由器，建議手工指定或者配置loopback口。

1、路由器手動配置了router-id

   路由器手動配置router-id，有兩種方式，一種是在系統(tǒng)視圖下配置，一種是在OSPF的協(xié)議視圖下配置，OSPF協(xié)議進程下的router-id優(yōu)先級比系統(tǒng)視圖下的要高，如果兩者同時配置，那么OSPF在選擇router-ID的時候首選協(xié)議視圖下配置的，另外需要說明的一點是如果在系統(tǒng)視圖下配置router-id，如果路由器同時運行OSPF和BGP，那么如果兩個協(xié)議都沒有指定router-id，此時兩個協(xié)議的router-id都是該系統(tǒng)視圖下配置的router-id。

3、 路由器配置了loopback 口地址

如果路由器沒有手工指定router-id，但是配置了loopback口的地址，此時ospf進行router-id選舉時，會首先選擇loopback口上的地址中數(shù)值最大的地址作為本路由器的router-id。

4、 如果路由器沒有手工指定，也沒有配置loopback口的地址，此時ospf選擇router-id的時候會選擇物理接口配置了IP地址且有效的地址作為路由器的router-id。

四、OSPF支持的網絡類型

1、廣播類型的網絡：典型的應用就是以太網。

2、點到點的網絡：當鏈路層封裝協(xié)議為PPP、HDLC時。

3、點到多點(P2MP)：沒有一種網絡類型是P2MP的，常用的做法是將NBMA改為P2MP網絡。

4、NBMA類型網絡：包括ATM、X.25網絡。

五、OSPF中路由器的角色

骨干路由器：當路由器的一個接口處于骨干區(qū)域，且和骨干區(qū)域建立起了鄰接關系，此時路由器的角色為骨干路由器。

區(qū)域內部路由器：路由器的所有接口都在相同的一個區(qū)域內部時，此時該路由器就是一個區(qū)域內部路由器。

區(qū)域邊界路由器：(ABR)路由器的接口屬于不同的區(qū)域，且至少有一個接口位于骨干區(qū)域，此時路由器的角色為區(qū)域邊界路由器。

自治系統(tǒng)邊界路由器：(ASBR)與其他AS交換信息的路由器叫做自治系統(tǒng)邊界路由器，

六、廣播類型和NBMA類型的網絡選擇DR和BDR過程

在廣播類型的網絡中，由于OSPF工作時每臺路由器都需要和其他的路由器建立鄰接關系，為了減少網絡中的鄰接關系，OSPF提出了選舉DR和BDR，選舉DR和BDR的廣播類型的網絡中，其他的路由器只和DR和BDR建立鄰接關系，非DRother路由器將LSA發(fā)送給網絡中的DR和BDR，由網絡中的DR負責將其他路由器的LSA更新給網絡中的路由器，同時，當網絡中的DR出現(xiàn)故障時，原網絡中的BDR馬上成為本網的DR，整個網絡的路由不會產生較大的震蕩，當網絡中重新選舉BDR后，整個網絡又處于穩(wěn)定狀態(tài)了。

1、 選舉DR和BDR的原因

減少網絡中的鄰接關系、減少LSA的泛洪數(shù)量、維持網絡的穩(wěn)定。

2、 DR的選舉選擇

廣播類型的網絡中啟動OSPF進程時，每臺路由器通過發(fā)送Hello報文，尋找鄰居，建立鄰居關系，選擇DR時會優(yōu)先選擇在某一網段上路由器接口優(yōu)先級最高的路由器作為本網段的DR，路由器的優(yōu)先級的范圍為0~255，默認情況下，OSPF路由器的接口優(yōu)先級為1，255為優(yōu)先級最高，當一臺路由器位于某一網段的接口的優(yōu)先級被人為的指定為0后，此時該臺路由器在該網段將永遠沒有DR和BDR的選舉權限，永遠為DRother角色。

如果同一網段的兩臺路由器的兩個接口優(yōu)先級相同時，則比較兩臺路由器的router-ID，哪臺路由器的rouer-ID數(shù)值大，那么該臺路由器將是這個網段的DR。

說明：在實際環(huán)境中，當一臺路由器優(yōu)先運行OSPF協(xié)議時，即使它的優(yōu)先級比其他的路由器低，router-ID也小，那么它也有可能成為DR。這是OSPF為了保證網絡的穩(wěn)定而規(guī)定的，也就是廣播類型的網絡中的DR和BDR的選舉是在某一次中有效的。

當網絡中DR選舉出來后，比DR級別低的那臺路由器就是BDR角色。

七、鄰居關系的建立過程

  1、當一臺路由器運行OSPF并將相應的物理網段宣告后，OSPF會從宣告的接口發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，首次發(fā)送的Hello包中包括自己的router-id，自己的直連網段信息、區(qū)域號、Hello時間間隔和dead 時間間隔。

2、當一臺路由器收到另外一臺路由器發(fā)送的Hello報文后，將對方加入到自己的鄰居表，廣播類型的網絡中通過比較router-ID已經選舉出了DR。

3、當兩臺路由器相互將對方加入到自己的鄰居表的時候，那么這兩臺路由器就已經建立了鄰居關系。

4、如果在一定的時間間隔中路由器收不到鄰居的報文，超過一定的時間后，將會將鄰居從自己的鄰居表刪除。

八、OSPF的狀態(tài)機

DOWN：表示在上一個鄰居失效時間內，當前接口沒有收到任何的Hello報文，這個狀態(tài)是一個穩(wěn)定狀態(tài)。

Attempt：這個狀態(tài)只會出現(xiàn)在NBMA類型的網絡中，當一臺設備試圖通過Hello報文去聯(lián)系自己的鄰居，但是沒有收到鄰居的Hello報文時，就會將它的鄰居狀態(tài)設置為attemt。

INIT：表示一臺路由器收到了其他路由器發(fā)送的Hello報文，但是從該報文的鄰居列表中沒有看到自己的router-ID。

2-WAY：標示一臺路由器收到了其他路由器發(fā)送的Hello報文，并且從該報文的鄰居列表中發(fā)現(xiàn)了自己的router-ID。

EXSTART：表示一臺路由器和它的鄰居在協(xié)商主從關系。

在此狀態(tài)下，兩臺路由器需要進行master/slave的選舉，而進行主從的協(xié)商，一般來說router-ID大的最終協(xié)商為master。

EXCHANGE：此時兩臺路由器進行DD報文的交換。

如果此時交換后，兩臺路由器的LSDB一樣，那么直接進入FULL狀態(tài)。

LOADING：路由器通過比較DD報文和LSDB，發(fā)現(xiàn)DD報文中的條目LSDB中不存在，此時會發(fā)送一個LSR的請求，請求鄰居發(fā)送自己需要的LSA給自己，鄰居收到后會發(fā)送LSU的報文，并且發(fā)送方要求接收方發(fā)送LSAck報文進行確認，當路由器更新完成后，給發(fā)送方發(fā)送一個LSAck的確認報文。

FULL：路由器擁有完整的LSDB。

注意：鄰居不是鄰接。

LSA的更新：每條LSA都有一個序列號，OSPF通過比較序列號區(qū)分是否是最新的LSA。

路由器只會更新比自己新的LSA，當網絡中拓撲發(fā)生變化的時候，DRother馬上以組播224.0.0.6通告給DR和BDR，由DR負責通告給其他路由器。

在P2P和P2MP網絡中不存在DR和BDR這樣的角色的。

九、OSPF的LSA

OSPF V 3中的LSA總共有11中，除去組播和流量工程、MPLS特性的一些特殊的LSA外，需要掌握的有五種：

Type 1 LSA：router-LSA 每臺啟用OSPF的路由器都會產生該類的LSA，路由器鏈路Router-id; 接口地址; 接口網絡; 接口花費等信息。

Type 2 LSA：network-LSA，該類LSA由廣播類型的網絡和NBMA網絡中的DR產生的，P2P網絡則沒有Type 2 LSA，該LSA包含了該網段所有路由器的router-ID，網段掩碼信息、DR 和BDR信息。只會在本區(qū)域中傳播。

Type 3 LSA：Summary LSA ，該類的LSA由ABR生成，主要包含本區(qū)域中的網段的子網信息，以路由條目的形式將本區(qū)域的路由信息傳遞到相鄰區(qū)域。

Type 4 LSA：ASBRsummary LSA ，用來通告到達外部自治系統(tǒng)的ASBR路由器的router-ID。

Type 5 LSA :AS External LSA 用來向OSPF通告到達外部自治系統(tǒng)的路由。

Type 7 LSA：當人為定義一個NSSA區(qū)域的時候，會產生七類的LSA。用以通告如何到達自治系統(tǒng)外部，Type 7類LSA在傳送到相鄰區(qū)域的時候又被轉換成5類LSA。

十、一些人為定義的特殊區(qū)域

1、stub區(qū)域：當將一個非骨干區(qū)域人為指定為stub區(qū)域后，該區(qū)域將不會注入Type 4和Type 5類的LSA，取而代之的是生成一條三類的LSA。

2、totall stub：當一個非骨干區(qū)域被認為的指定為totally stub區(qū)域后，該區(qū)域不允許注入Type 3 、Type 4和Type5類的LSA，同樣生成一條Type 3的LSA。

3、NSSA區(qū)域：該種區(qū)域是stub區(qū)域的一種改進，雖然不讓注入Type 5類，但是會生成一條Type 7類的LSA 。

十一、OSPF選路原則

說明：OSPF內部的優(yōu)先級為10，外部優(yōu)先級為150，不同廠商可能有很大的不同。

1、 區(qū)域內部路由

2、 區(qū)域間路由

3、 第一類外部路由：指的是IGP協(xié)議產生的路由，如RIP、OSPF。

4、 第二類外部路由：只的是BGP引入的路由。

說明：當OSPF引入多條路由前綴相同，但是掩碼不同的路由時，需要將掩碼長的LSA進行處理，將它的主機位全部置為1，以子網廣播地址作為它的LS ID。

十二、OSPF的安全特性

1、 協(xié)議報文認證

OSPF的認證有md5和明文認證的方式，建議使用Md5的方式，使用Md5不但安全性高，更重要的一點是md5認證時修改密碼不會斷流。

2、 靜默端口

Silent-interface ，需要注意的是OSPF的靜默端口將不會進行報文的收發(fā)，而不像RIP協(xié)議一樣使能silent-interface后，只收不發(fā)，因為OSPF要發(fā)送Hello報文建立鄰接關系。

3、 過濾OSPF通過SPF計算的路由

4、 過濾Type 3 LSA

十三、虛電路技術

當非骨干區(qū)域沒有和骨干區(qū)域相連接或者骨干區(qū)域由于某種原因被分割的時候可以通過使用虛電路在兩臺ABR上配置虛電路，配置虛電路后會形成一個點到點的虛電路的鄰接關系，此時非骨干區(qū)域的LSA進行傳送時會被當做普通的報文進行轉發(fā)。

十四、路由聚合

1、 在ASBR上進行聚合：外部自治系統(tǒng)進入OSPF區(qū)域的時候進行路由的匯總。

2、 在ABR上進行匯總：將本區(qū)域的路由進行匯總，輸入到相鄰區(qū)域。

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