OSPF路由協(xié)議單區(qū)域概念及配置

昵稱37897546 2017-11-30

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知識1：OSPF概述

開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（Open Shortest Path First,，OSPF）是基于開放標準的發(fā)鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議

1.OSPF是內部網關路由協(xié)議

內部網關路由協(xié)議(IGP)：用于在單一自治系統(tǒng)(Autonomous System-AS)內決策路由

自制系統(tǒng)（AS）：執(zhí)行統(tǒng)一路由策略的一組網絡設備的組合

2.OSPF區(qū)域

為了適應大型的網絡，OSPF在AS內劃分多個區(qū)域；一定要劃分區(qū)域0（骨干區(qū)域），其他區(qū)域必須和區(qū)域0相連,。

每個OSPF路由器只維護所在區(qū)域的完整的鏈路狀態(tài)信息

3.鏈路狀態(tài)路由協(xié)議

OSPF是鏈路狀態(tài)路由協(xié)議,，鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中的路由器了解OSPF網絡內的鏈路狀態(tài)信息

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中,，直連的路由器之間建立鄰接關系，互相“交流”鏈路信息,，來“畫”出完整的網絡結構

知識2：Router ID

Router ID 是在OSPF區(qū)域內唯一標識一臺路由器的IP地址,。

Router ID選取規(guī)則

§ 首先，路由器選取它所有loopback接口上數(shù)值最高的IP地址

§ 如果沒有loopback接口,，就在所有物理端口中選取一個數(shù)值最高的IP地址

Router ID 不具備強占性,，Router ID 只要選定就不會改變，即使是物理接口關閉,，Router ID 也不會變,，除非重啟路由器或進程。

知識3：OSPF的工作過程

鄰居列表

· 列出每臺路由器全部已經建立鄰接關系的鄰居路由器

鏈路狀態(tài)數(shù)據庫（LSDB）

· 列出網絡中其他路由器的信息,，由此顯示了全網的網絡拓撲

路由表

· 列出通過SPF算法計算出的到達每個相連網絡的最佳路徑

知識4：OSPF鄰接關系

鄰接關系的建立過程

建立鄰接關系的條件

1,、Area-id：兩個路由器必須在共同的網段上，它們的端口必須屬于該網段上的同一個區(qū),，且屬于同一個子網

2,、驗證（Authentication OSPF）：同一區(qū)域路由器必須交換相同的驗證密碼，才能成為鄰居

3,、Hello Interval和Dead Interval： OSPF協(xié)議需要兩個鄰居路由器的這些時間間隔相同,，否則就不能成為鄰居路由器。

4,、stub區(qū)域標記：兩個路由器可以在Hello報文中通過協(xié)商Stub區(qū)域的標記來成為鄰居

知識5：OSPF的網絡接口類型

路由器接口類型不同,，在建立鄰接關系的時候，OSPF路由器執(zhí)行的操作也略有不同,，所以定義了4種類型,，如下

知識6：OSPF多址網絡中的ＤＲ與ＢＤＲ

一個網段上的其他路由器都和指定路由器（DR）構成鄰接關系，而不是它們互相之間構成鄰接關系

廣播多址型網絡選DR或BDR在2-way階段,，他們不具備強占性,，要想成為DR必須先成為BDR。

DR與BDR的選舉

通過Hello報文選擇DR和BDR來代表OSPF網段

通過組播發(fā)送Hello報文

具有最高OSPF優(yōu)先級的路由器會被選為DR

如果OSPF優(yōu)先級相同,，則具有最高Router ID的路由器會被選為DR

其他的路由器(DRothers)只和DR及BDR路由器之間形成鄰接關系

每臺路由器的每一個多點訪問的接口都有一個路由器的優(yōu)先級（Router Priosrity）,，用一個8位的無符號整數(shù)來表示,，范圍是0—255，數(shù)值越大,，優(yōu)先級越高,，默認優(yōu)先級是1，可以通過命令ip ospf priority來更改,，具有0優(yōu)先級的路由器不能成為DR或BDR,。

知識7：OSPF包類型

1.HELLO協(xié)議：

當路由器上啟動OSPF進程時，每臺路由器都會間隔一定的時間發(fā)送Hello包

Hello包通過組播地址224.0.0.5發(fā)送

OSPF路由器使用Hello包發(fā)起建立鄰接關系并監(jiān)視這種關系的存在和消失

在廣播網或者點對點網上,，Hello的發(fā)送間隔是10秒,；在NBMA網絡上，Hello的發(fā)送間隔是30秒

2.Hello報文用于發(fā)現(xiàn)和維護鄰居關系,，并保證鄰居間的雙向通信,。不同類型的網絡種，Hello協(xié)議的工作方式如下：

多址網絡：周期性的組播Hello包,，允許鄰居的動發(fā)現(xiàn),，嘗試進行指定路由器DR/備份路由器BDR的選舉。

點到多點型網絡：發(fā)送Hello包給于直連的能通信的全部路由器,。

DBD和LSR報文用于建立鄰接關系,。

LSU和LSAck報文用于實現(xiàn)OSPF可靠的更新機制。

知識8：OSPF的路由傳播

整個OSPF的拓撲圖可以描繪成一組互聯(lián)的路由器或一組互聯(lián)的節(jié)點,。為了使這些節(jié)點能夠在這些邏輯的拓撲上完全的進行路由選擇,，每一個節(jié)點都必須擁有一個關于這個拓撲結構的相同的拓撲圖，這個拓撲圖就是拓撲數(shù)據庫,，也叫鏈路狀態(tài)數(shù)據庫,。這個數(shù)據庫由路由器可以接收到的所有LSA組成。在拓撲圖中發(fā)生的一個變化將可以表示為一條或多條LSA的變化,。

泛洪（Flooding）過程就是將這些變化或更新的LSA發(fā)送到整個網絡中去,，以保證每一個節(jié)點的數(shù)據庫都可以更新。

泛洪過程將會使用到下面兩種類型的OSPF報文

鏈路狀態(tài)更新報文（Link State Updatapackets,，類型4）

鏈路狀態(tài)確認報文（Link State Acknowledgmentpackets,，類型5）

在點到點網絡中，路由器以組播的方式將更新報文發(fā)送到組播地址（224.0.0.5）,。在點到多點網絡上,，路由器是以單播方式將更新報文發(fā)送到鄰接鄰居的接口地址的。

在廣播型的網絡上,，DRouthers路由器只能和ＤＲ與ＢＤＲ路由器形成鄰接關系,，因此更新報文將發(fā)送到組播地址（２２４.０.０.６），相應,，ＤＲ路由器也將以組播的方式發(fā)送包含ＬＳＡ的更新包問道網絡上與之建立鄰接關系的路由器,。接著,，所有的路由器將從他們所有其他的接口上泛洪ＬＳＡ通告。

知識９：OSPF度量值

OSPF用來度量路徑優(yōu)劣的度量值稱為Cost（代價）,，是指從該接口發(fā)送出去的數(shù)據報的出站口代價,。并用１６位無符號的整數(shù)表示，范圍在１--65535之間,。默認代價是 ,，表示一個整數(shù)，ＢＷ是指再接口上配置的帶寬,，而是Cisco路由器使用的參考帶寬,。

接口的代價值可以通過命令 ip　ospf　Cost　來改變

知識10：ＯＳＰＦ路由協(xié)議的應用環(huán)境

1.OSPF的使用地方

　　　網絡的規(guī)模：網絡中的路由器在10臺以上；中等或大規(guī)模的網絡

網絡的拓撲結構：網絡的拓撲結構為網狀,，并且任意兩臺路由器之間都有互通的需求

其它特殊的需求：要求路由變化時能夠快速收斂,，要求路由協(xié)議自身的網絡開銷盡量降低

對路由器自身的要求：運行OSPF協(xié)議時，對路由器的CPU的處理能力及內存的大小都有一定的要求,，性能很低的路由器不推薦使用OSPF協(xié)議

2.OSPF的特點

可適應大規(guī)模網絡

路由變化收斂速度快

無路由環(huán)

支持變長子網掩碼VLSM