OSPF基础

简介

1.OSPF是一种链路状态路由协议，无路由循环（全局拓扑），RFC 2328

2.OSPF采用开放的协议，并非EIGRP一类仅思科可用的专有协议，这意味着OSPF可以在所有支持的路由器上运行

3.管理性距离：110

采用SPF算法计算达到目的地的最短路径

  • 什么是链路（link）？= 路由器的接口
  • 什么叫状态（State）？= 是指接口以及其与邻居路由器之间的关系

基本运行步骤

1.建立邻接关系（Establish router adjacencies）

2.必要的时候进行DR的选举（Elect the DR / BDR）

3.发现路由（Discover routes）

4.选择合适的路由器（Select appropriate routes）

5.维护路由信息（Maintain routing information）

网络类型

DMA

DMA 广播型多路访问

Point-To-Point

Point-to-Point 点对点

NBMA

NBMA 非广播型多路访问

报文类型

  • Hello 建立和维护OSPF邻居关系
  • DBD 链路状态数据库描述信息（描述LSDB中LSA头部信息）
  • LSR 链路状态请求，向OSPF邻居请求链路状态信息
  • LSU 链路状态更新（包含一条或多条LSA）
  • LSAck 对LSU中的LSA进行确认

OSPF三张表类型

邻居表（neighbor table）

  • OSPF用邻居机制来发现和维持路由的存在，邻居表储存了双向通信的邻居关系OSPF路由器列表信息。

拓扑表（topology table）

  • OSPF用LSA（link state Advertisement 链路状态通告）来描述网络拓扑信息，然后OSPF路由器用拓扑数据库来存储网络的这些LSA。

OSPF路由表（routing table）

  • 对链路状态数据库进行SPF（Dijkstra）计算，而得出OSPF路由表。

RouterID

  • 用于标识OSPF路由器的ID，全网唯一性；可手动配置，也可以动态选举（有Loopback接口时，选择最高的Loopback IP地址；否则，选择最高活跃物理接口的IP地址）。

Router ID演示图

DR和BDR

  • 为减小多路访问网络中的OSPF流量，OSPF会选举一个指定路由器（DR）和一个备用指定路由器（BDR）。
  • 选举规则：最高接口优先级被选作DR，如果优先级相等（默认为1），具有最高的路由器ID（Router-ID）的路由器被选举成DR，而且DR具有非抢占性
  • 指定路由器（DR）：DR负责使用该变化信息更新其他所有OSPF路由器（DRouter）
  • 备用指定路由器（BDR）：BDR会监控DR的状态，并在当前DR发生故障时接替其角色

建立邻接关系-Hello包

  • Hello包用来发现OSPF邻居并建立相邻关系，通过组播地址：224.0.0.5 发送给 ALLSPFRouters
  • 通告两台路由器建立相邻关系所必须统一的参数
  • 在以太网和帧中继网络等多路访问网络中选举指定路由器（DR）和备用指定路由器（BDR）

OSPF metric

  • 每个路由器都把自己当作根，并且给予累积成本（Cost值）来计算到达目的地的最短路径。
  • Cost = 参考带宽（10^8）/接口带宽（b/s）

LSA

LSU

  • 路由器收到包含变化后的LSA的LSU后，更新自己的链路状态数据库，过一段时间（SPF延迟），对更新的链路状态数据库执行SPF算法，必要时更新路由表。

LSA的泛洪-示例1

  • 路由器R3用224.0.0.6通知DR路由器及BDR的路由器
  • DR、BDR监听224.0.0.6这一组播地址

LSA的泛洪-示例2

  • DR利用组播地址224.0.0.5通知其它路由器
  • 所有的OSPF路由器监听224.0.0.5这一组播地址

OSPF区域

  • 在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表
  • 减少了LSA泛洪的范围，有效的把拓扑变化控制在区域内，提高了网络的稳定性
  • 拓扑的变化影响可以只限制涉及本区域
  • 多区域提高了网络的扩展性，有利于组建大规模的网络

配置实践

基本配置

1
2
Router(config)# router ospf process-id #开启OSPF进程，process-id为进程id
Router(config-router)# network address wildcard-mask area area-id #宣告特定网络到OSPF区域

通配符掩码

  • 通配符是一个用于决定哪些IP地址位该精准匹配（0代表精准匹配）那些地址为被忽略的32位数值，通常用于处理访问控制列表（ACL）、OSPF、EIGRP等路由协议的网络通告。
- 掩码

1位表示网络位；0位表示主机位。掩码用于区分IP地址中的网络及主机部分

- 通配符

1位表示无所谓；0位表示需要严格匹配。通配符用于决定一个IP中的哪些位应该匹配

基本配置 单区域-实例

1
2
Router(config)# router ospf 1
Router(config-if)# network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0
1
2
3
Router(config)# router ospf 1
Router(config-if)# network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-if)# network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 0
1
2
Router(config)# router ospf 1
Router(config-if)# network 192.168.23.0 0.0.0.255 area 0

最后，使用show ip ospf neighbor命令，可以查看ospf配置是否成功配置生效。