[网络协议]ospf的总结

OSPF:开放式最短路径优先协议

无类别（携带掩码）链路状态（基于拓扑）型IGP（AS内部）协议 ????

更新量大—》为了能在中大型网络生存—进行结构化的部署—区域划分、地址规划

触发更新，每30min周期更新；组播更新—224.0.0.5—all ospf?? 224.0.0.6—DR/BDR

存在V1-V3?? 目前通用V2； ?V3是IPV6使用；

跨层封装3层报头，协议号89；支持等开销负载均衡；

• OSPF的数据包类型

OSPF数据包的头部结构

跨层封装到IP报头，协议号89；

存在5个类型的数据包：

1）Hello ?组播周期发送，用于邻居、邻接关系的发现、建立、周期保活；

??在hello包中存在本地已知邻居的RID，用于保活这些邻居； ?hello time 10s或者 30s

Dead time 为hello time 的4倍；

2）DBD：数据库描述包 ?

3）LSR 链路状态请求

4）LSU 链路状态更新 ?--携带具体的LSA信息

5）LSack 链路状态确认

• 状态机

Down? 一旦接收到hello包，进入下一个状态机

Init 初始化 ??接收到的hello包中，若存在本地的RID，进入下一个状态

2way ?双向通讯 ?邻居关系建立的标志

条件匹配：

Exstart 预启动： 使用不携带信息的DBD包进行主从关系选举，RID数值大为主，优先进入

下一个状态机；

Exchange准交换：使用DBD进行数据库目录的共享，需要ACK确认；

Loading加载：基于对端的数据库目录，对照本地，然后使用LSR来获取未知的LSA信息；

???????? 对端使用LSU来共享LSA，需要ACK确认；

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，建立邻居关系；生成邻居表：

之后进行条件的匹配，匹配失败的邻居将保持为邻居关系，仅hello包周期保活即可；

匹配成功的邻居间，将进行邻接关系的建立；过程中先使用DBD进行目录交互，在使用LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；最终完成邻接关系间的LSDB同步；生成数据库表；再然后，本地基于LSDB，生成有向图—>树型结构—>最短选路 ??SPF算法

基于树形结构计算本地到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表中；

收敛完成，hello包周期保活；每30min邻居间再周期比对DBD包；

结构突变：

1. 新增网段 –直连新增网段的设备，直接使用更新包告知本地的所有的邻接
2. 断开网段 -直连断开网段的设备，直接使用更新包告知本地的所有的邻接
3. 无法沟通 -dead time倒计时结束后，邻居间断开关系，删除信息；

名词：

LSA??? 链路状态通告，在不同环境下产生不同的拓扑或路由，一条信息为一个LSA

LSDB?? 链路状态数据库 ??整个网络LSA的集合

LSDB同步 ??OSPF的收敛行为，整个网络LSDB需要一致

LSA洪泛 ???OSPF的收敛行为，需要整个网络接收到同一条LSA

• OSPF的基础配置

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1? 启动时需要定义进程号，仅具有本地意义

??建议配置RID—全网唯一—手工配置—本地环回接口最大数值---物理接口最大数值

[r1-ospf-1]

[r1-ospf-1]area? 0?? 进入对应的区域进行宣告

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

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

OSPF的区域划分规则：

1. 星型拓扑—非骨干区域需要连接骨干区域
2. 必须存在ABR—区域边界路由器—区域间必须存在一个边界设备

启动配置完成后，邻居间收发hello包，建立邻居关系，生成邻居表：

Hello包携带的参数：

邻居间在进行邻居关系建立时，hello包有几个参数必须完全一致，否则无法建立邻居关系：

Hello time和dead time??? 区域ID（ABR） ???认证字段 ???末梢区域标记 ???

华为设备还要求邻居间建立邻居的接口ip地址子网掩码必须一致

[r2]display? ospf peer? 查看邻居表

[r2]display? ospf peer brief 查看邻居表的简表

???????? 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，进行条件的匹配；匹配失败将保持为邻居关系，仅hello包周期保活；

匹配成功将可以建立为邻接关系：

首先使用DBD进行主从关系选举，在使用DBD进行数据库目录的交互：

关于DBD包的几个参数：

1. MTU? OSPF协议会在DBD包中携带与邻居直连接口的MTU值；要求邻居的MTU值必须完全一致，否则将卡在exstart状态机；默认华为设备间不检测这个MTU值；

[r1]interface GigabitEthernet 0/0/1

[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf mtu-enable? 在于邻居间直连的接口上开启MTU检测；若一端开启，另一端也必须开启；

1. 隐性确认 ?一台设备使用和另一台设备一样的序列号来确认对端的数据 ?OSPF中从来对主进行隐性确认；
2. 描述字段 ???I为1标识本地发出的第一个DBD ????M为0本地发出的最后一个DBD ?????MS? 为1代表主 ??S为0代表从

在使用DBD相互交互完数据库目录后，再使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；

最终实现所有设备的LSDB一致；生成数据库表：

<r1>display ospf lsdb ?查看数据库表

当数据库同步完成后，OSPF将基于本地的LSDB，计算为有向图—>树型结构—>最短路径加载于路由表中：

华为设备优先级默认10；

<r1>display? ospf routing?? 查看本地所有与OSPF相关路由，发出+接收的

度量为cost值=开销值=参考带宽/接口带宽

OSPF选择整段路径cost值之和最小为最短路径；默认参考带宽100M

若接口带宽大于参考带宽，cost值为1；可能导致选路不佳

可以修改设备的参考带宽：

[r1]ospf 1

[r1-ospf-1]bandwidth-reference ?

? INTEGER<1-2147483648>? The reference bandwidth (Mbits/s)

[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000?

切记：若进行修改，整个网络中所有设备需要修改为一致；

• OSPF从邻居关系建立为邻接关系的条件

关注网络类型

1. 点到点网络 ?邻居正常必然成为邻接关系
2. MA网络中 ?由于OSPF不支持接口的水平分割；故若两两设备间均为邻接关系，将导致大量的重复更新；因此必须进行DR/BDR选举，DR/BDR使用组播224.0.0.6；

在该网段内的非DR/BDR设备间只能建立为邻居关系；

选举规则：先比较参选接口的优先级0-255 数值大优，为0标识不参选

默认为1；若优先级相同，比较参选设备的RID值，数值大优；

修改接口优先级可以干涉选举：

[r1]interface GigabitEthernet 0/0/1

[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 2? 参选接口修改优先级

注：DR选举为非抢占行为；故修改优先级需要重启的OSPF进程

<r1>reset ospf process

Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

六、ospf的接口网络类型 ??-- ospf的协议在不同网路类型的接口上，其工作方式不同

<r1>display? ospf interface GigabitEthernet 0/0/1? 查看OSPF协议在该接口的工作方式

网络类型 ????????????????????????????ospf的工作方式

LoopBack????? 显示P-2-P，实际为环回专用工作方式 ??无hello包 ?32位主机路由传递

点到点（串线HDLC/PPP） ?P-2-P? hello time10s?? 不选DR? 自接建立邻居关系

BMA（以太网） ????????Broadcast? hello time 10s????? 选DR/BDR

NBAM（MGRE） ???默认接口工作方式为p2p,该工作方式仅允许建立一个邻居关系；

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 导致在MGRE环境中无法建立所有的邻居关系；

可以通过修改接口的工作方式来解决：

修改所有接口的工作访问broadcast

?? [r1-Tunnel0/0/0]ospf network-type broadcast

切记：在MGRE环境下，若一个网段的部分接口修改为broadcast，其他依然为点到点；由于建邻的条件匹配，故可以建立邻居关系；但broadcast需要DR，点到点不需要，所以最终不能正常收敛；需要该网段所有节点均为broadcast；

拓扑结构：

中心到站点（轴辐状-星型结构） ?DR必须定在中心站点，没有BDR

部分网状结构 ?基于实际环境关注是否固定DR；

全连网状结构 ??--- DR/BDR选举正常