OSPF基础概述

一、OSPF协议简介

OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议。工作在IP层，协议号89。

二、RIP的缺陷

1. 最大跳数限制了网络规模(15跳）

2. 以跳数为度量值无法准确判断最优路径

3. 路由更新发送完整路由表消耗网络带宽

4. 收敛速度慢

5. 协议会产生路由自环

三、OSPF初始化流程

1. 建立邻居和邻接关系

1.1 发送hello报文发现和建立邻居关系，组播地址224.0.0.5

说明：必须满足：接口UP；双方接口IP地址在同一网段；双方接口在同一区域等条件。

1.2 选举DR/BDR，建立邻接关系

备注：DR（Designated Router，指定路由器）

BDR（Backup Designated Router，备份指定路由器）

选举原因：使路由信息交换更加高速有序

选举范围：每条广播链路（每一个网段）上都需要选举出一个DR和一个BDR

选举规则：（1）优先级数字大的优先，默认优先级都是1；（2）Router-id大的优先

Router-id：定义，Rid，标识路由器的身份；产生方法：（1）手动配置一个IPv4地址格式作为Rid；（2）自动选举，1.在所有环回口中选举IP地址最大的作为Rid；2.在所有物理接口中选举IP地址最大的作为Rid

建议手动配置一个本地环回口的IP地址作为Rid

关系状态：DRother与DR建立邻接关系；DRother与BDR建立邻接关系；DR与BDR建立邻接关系；两个DRother之间保持邻居关系

说明：DRother：既不是DR路由器也不是BDR路由器，剩下的同网段其它路由器

2. 邻接路由器之间交换链路状态信息，实现区域内链路状态数据库同步

备注：邻居关系的路由器不参与链路状态信息交换

相关概念：

链路状态通告：LSA，用来描述路由器的接口、路由条目的相关信息

链路状态数据库：LSDB，存储本地所有LSA

工作流程：

（1）向邻接路由器发送DD报文，通告本地LSDB中所有LSA的摘要信息；

（2）收到DD后，与本地LSDB对比，向对方发送LSR报文，请求发送本机所需的LSA的完整信息

（3）收到LSR后，把对方所需的LSA的完整信息打包为一条LSU报文，发送至对方

（4）收到LSU后，向对方回复LSAck报文，进行确认

说明：可以看出OSPF路由更新不会发送完整路由表，因此消耗网络带宽较低。

3. 每台路由器根据本机链路状态数据库，计算到达每个目的网段的最优路由，写入路由表

说明：可以看出OSPF路由更新不会发送完整路由表，因此消耗网络带宽较低

四、OSPF报文类型

（1）Hello报文，周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系；进行DR、BDR的选举

（2）DD报文（Database Description，数据库描述），用于描述本地LSDB中所有LSA的摘要，用于两台路由器进行数据库同步

（3）LSR报文（Link State Request，链路状态请求）,向对方请求所需的LSA。两台路由器互相交换DD报文之后，得知对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA

（4）LSU报文（Link State Update，链路状态更新）,向对方发送其所需要的LSA

（5）LSAck报文（Link State Acknowledgment，链路状态确认）,用来对收到的LSA进行确认

五、OSPF分区域管理

1. 分区域的原因

加快收敛速度；把网络故障隔离在区域内部

说明：分区后，邻居、邻接关系的建立在各自区域内进行，所以可以加快收敛速度。划分区域后，可以在区域边界路由器上进行路由聚合，以减少通告到其他区域的LSA数量，还可以将网络拓扑变化带来的影响最小化（本区域的OSPF链路故障不会通告到其它区域）

2. 路由器角色

IR（内部路由器），所有接口都处于同一个区域

ABR（区域边界路由器），连接不同区域的路由器

ASBR（自治系统边界路由器），连接外部自治系统的路由器

OSPF分区图示：

3. 区域类型

骨干区域，只能有一个骨干区域，一般是区域0；骨干区域必须是连续的

非骨干区域，非骨干区域必须连接到骨干区域

说明：这样规定的原因主要是为了防环

五、OSPF常用命令

（1）[h3c]ospf 'process id' router-id 'rid'

开启OSPF进程，指定Router-id，进入OSPF协议视图

（2）[h3c-ospf-1]area 'area id'

进入区域视图

（3）[h3c-ospf-1-area 0.0.0.0]network 'ip address' 'wild-mask'

宣告网段

说明：wild-mask（掩码通配符），0对应的部分需要匹配一致，1对应的部分不检查，与子网掩码没有半毛钱关系

（4）[h3c-ospf-1]slient-interface 'interface id'

配置静默接口，OSPF不会在向静默接口上收发协议报文（与RIP静默接口目的一样）

（5）[h3c]display ospf peer

查看OSPF邻居关系，FULL：表示邻接关系；2-Way：表示邻居关系

（6）[h3c]display ospf routing

查看OSPF路由

六、OSPF配置实例

1. 配置拓扑

2. 配置需求

（1）按照图示配置 IP 地址；

（2）按照图示分区域配置 OSPF ，实现全网互通；

（3）为了路由结构稳定，要求路由器使用环回口作为 Router-id，ABR 的环回口宣告进骨干区域；

3. 配置步骤

（1）按照拓扑所示，配置IP地址

[R1]int LoopBack 0 [R1-LoopBack0]ip a 1.1.1.1 32 [R1-LoopBack0]int g 0/0 [R1-GigabitEthernet0/0]ip a 20.1.1.1 24 [R1-GigabitEthernet0/0]int g 0/2 [R1-GigabitEthernet0/2]ip a 10.1.1.2 24 [R1-GigabitEthernet0/2]quit [R1]

[R2]int LoopBack 0 [R2-LoopBack0]ip a 2.2.2.2 32 [R2-LoopBack0]int g 0/0 [R2-GigabitEthernet0/0]ip a 20.1.1.2 24 [R2-GigabitEthernet0/0]int g 0/1 [R2-GigabitEthernet0/1]ip a 30.1.1.1 24 [R2-GigabitEthernet0/1]quit [R2]

[R3]interface  LoopBack 0 [R3-LoopBack0]ip a 3.3.3.3 32 [R3-LoopBack0]int g 0/1 [R3-GigabitEthernet0/1]ip a 30.1.1.2 24 [R3-GigabitEthernet0/1]int g 0/2 [R3-GigabitEthernet0/2]ip a 40.1.1.1 24 [R3-GigabitEthernet0/2]quit [R3]

[R4]int LoopBack 0 [R4-LoopBack0]ip a 4.4.4.4 32 [R4-LoopBack0]int g 0/2 [R4-GigabitEthernet0/2]ip a 10.1.1.1 24 [R4-GigabitEthernet0/2]quit [R4]

[R5]int LoopBack 0 [R5-LoopBack0]ip a 5.5.5.5 32 [R5-LoopBack0]int g 0/2 [R5-GigabitEthernet0/2]ip a 40.1.1.2 24 [R5-GigabitEthernet0/2]quit [R5]

（2）按照图示分区域配置 OSPF ，实现全网互通

说明：1. 创建ospf进程可以手动指定router-id，也可以不指定自动生成

2. 环回口可以宣告进ospf，也可以不宣告，不影响业务互通；宣告时可以宣告进骨干区域，也可以宣告非骨干区域。有选择困难的建议宣告到骨干区域

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 [R1-ospf-1]area 0 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 20.1.1.1 0.0.0.255 [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]dis this #  area 0.0.0.0   network 1.1.1.1 0.0.0.0   network 20.1.1.0 0.0.0.255 # [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]quit [R1-ospf-1]area 1 [R1-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.1.1.2 0.0.0.255 [R1-ospf-1-area-0.0.0.1]dis this #  area 0.0.0.1   network 10.1.1.0 0.0.0.255 # [R1-ospf-1-area-0.0.0.1]quit [R1-ospf-1]quit [R1]

[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2 [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0 [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 20.1.1.2 0.0.0.255 [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 30.1.1.1 0.0.0.255 [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]dis this #  area 0.0.0.0   network 2.2.2.2 0.0.0.0   network 20.1.1.0 0.0.0.255   network 30.1.1.0 0.0.0.255 # return R2-ospf-1-area-0.0.0.0] quit [R2-ospf-1]quit [R2]

[R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3 [R3-ospf-1]area 0 [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0 [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 30.1.1.2 0.0.0.255 [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]quit [R3-ospf-1]area 2 [R3-ospf-1-area-0.0.0.2]network 40.1.1.1 0.0.0.255 [R3-ospf-1-area-0.0.0.2]quit [R3-ospf-1]quit [R3]

[R4]ospf 1 router-id 4.4.4.4 [R4-ospf-1]area 1 [R4-ospf-1-area-0.0.0.1]network  4.4.4.4 0.0.0.0 [R4-ospf-1-area-0.0.0.1]network  10.1.1.1 0.0.0.255 [R4-ospf-1-area-0.0.0.1]dis this #  area 0.0.0.1  network 4.4.4.4 0.0.0.0   network 10.1.1.0 0.0.0.255 # return [R4-ospf-1-area-0.0.0.1]quit [R4-ospf-1]quit [R4]

[R5]ospf 1 router-id 5.5.5.5 [R5-ospf-1]area 2 [R5-ospf-1-area-0.0.0.2]network  5.5.5.5 0.0.0.0 [R5-ospf-1-area-0.0.0.2]network  40.1.1.2 0.0.0.255 [R5-ospf-1]quit [R5]

（3）检查是否全网互通

说明：检查 OSPF 是否全网互通，一个是检查邻居关系表，看邻居关系是否正常；另一个是检查路由表，看是否学习到全网路由

这里只展示 R1 的检查结果

检查邻居关系

说明：可以看到，R1 已经学习到了全网所有网段的路由信息，配置完成。

附：

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