OSPF总结

川长思鸟来 2024-03-30 17:10 83阅读 0赞

**OSPF: 开放式最短路径优先协议**

**目录**

一、基础ospf

1、数据包 --- 5种

2、OSPF状态机

3、OSPF的工作过程

拓扑突变 ：

4、OSPF的基础配置

区域划分规则：

hello包

5、邻居关系成为邻接关系的条件 --- 和网络类型有关

## **一、基础ospf** ##

### 1、数据包 --- 5种 ###

<table style="width:440px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="width:217px;">Hello</td> 
   <td style="width:221px;">邻居的发现，关系的建立，周期保活</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:217px;">DBD</td> 
   <td style="width:221px;">&nbsp;数据库描述包</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:217px;">LSR</td> 
   <td style="width:221px;">链路状态请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:217px;">LSU</td> 
   <td style="width:221px;">链路状态更新 -- 携带各种LSA</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:217px;">LSack</td> 
   <td style="width:221px;">链路状态确认</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**DBD包扩展：**

1、Ospf的DBD包中将携带接口的MTU值，要求邻接间的MTU必须一致，否则将卡在exstart或exchange状态机；华为默认为开启MTU检测。

[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf mtu-enable   在直连邻接的接口上开启，必须两端均开启

2、DBD包中的标记位

I M MS I为1标识该DBD包为本地发出的第一个DBD M为1标识该DBD包不是本地发出的最后一个DBD包 MS 为1标识本地为主，为0代表从

3、隐性确认

主从被选举后，从将使用主的序列号为确认接收到了主的DBD包，即使从设备已经不需要发送DBD，依然要使用未携带信息的DBD来进行隐性确认；

4、**邻接关系间数据库同步完成后**，本地基于数据库生成---有向图 ---> 最短路径树--->将本地到达所有未知网段的最短路径加载于本地的路由表中；

**默认优先级为10 ，度量为cost值；**

Cost=开销=参考带宽/接口带宽 默认参考为100M 当接口带宽大于参考带宽时，cost值为1；OSPF优选整段路径cost值之和最小为最短路径

故当接口带宽大于参考带宽的网络可能导致选路不佳，建议修改参考带宽

[r1]ospf 1
    
    [r1-ospf-1]bandwidth-reference ?
    
      INTEGER<1-2147483648>  The reference bandwidth (Mbits/s)
    
    [r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000  切记：全网设备参考带宽需要修改一致

\[r1\]display ospf routing 查看所有本地学习以及共享出去的OSPF路由

### 2、OSPF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，进入下一状态

2way 双向通讯 -- 邻居关系建立的标志

条件匹配：点到点网络直接进入下一个状态机 MA网络将进行DR/BDR选举（40S）

非DR/BDR之间不能进入下一个状态机

Exstart -- 预启动 使用不携带目录信息的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； 主从目的主要在于信息交互的有序性，避免同时收发造成网络拥塞

Exchange-- 准交换 -- 使用DBD携带目录信息，进行共享

Loading-- 加载 -- 查看完邻接的目录信息后，针对本地未知的LSA，使用LSR包进行查询，对端使用LSU进行应答， 本地接收到LSA后使用ack进行确认 --- 获取未知的LSA信息

Full --转发 邻接关系建立的标志

![2ccddde7700042f487a82a364c60860c.png][]

### 3、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；

邻居关系建立后，将进行条件的匹配，匹配失败将维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；

匹配成功可以建立邻接（毗邻）关系；邻接关系间将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；获取完成后，邻接关系间数据库同步一致；--- 数据库表；

之后本地基于本地的数据库所有内容整理出有向图--->最短路径树结构--->将本地到达所有未知网段的最短路径加载于本地的路由表中；

收敛完成后，邻居间仅hello包周期保活即可；每30min邻接关系间周期比对数据库目录，

若不一致将马上使用LSU和LSACK进行不一致部分收敛；

#### **拓扑突变 ：** ####

1）新增网段：直连新增网段设备，用LSU直接进行触发更新

2）断开网段：直连断开网段设备，用LSU直接进行触发更新

3）无法沟通：dead time 为hello time4倍；在dead time到时时将断开邻接、邻居关系，删除路由；

### 4、OSPF的基础配置 ###

[r1]ospf  1 router-id 1.1.1.1

启动时可以定义进程号，进程号仅具有本地意义；——上图为 1

每一个OSPF进程均需要RID，全网唯一；

[r1-ospf-1]

> 宣告：1）区域划分 2）激活接口--可以收发ospf的信息 3）传递接口信息--该接口信息将被共享给其他邻接
> 
> \[r1-ospf-1\]area 0 （区域0）
> 
> \[r1-ospf-1-area-0.0.0.0\]network 1.1.1.1 0.0.0.0 （共享信息）
> 
> \[r1-ospf-1-area-0.0.0.0\]network 12.1.1.0 0.0.0.255

#### **区域划分规则：** ####

1.  星型拓扑 --- 区域0为骨干，大于0为非骨干，所有非骨干必须连接到骨干区域方可正常共享路由
2.  区域间必须存在ABR -- 区域边界路由器

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；

\[r2\]display ospf peer 查看邻居信息

\[r2\]display ospf peer brief 查看邻居表

#### hello包 ####

![25a711fe0f5c4dacafc015a36d020848.png][]

1、 hello包：周期收发 hello time 10s 或30s dead time为hello time 4倍

2、邻居间hello包中必须完全一致的参数：否则无法建立邻居关系

**邻居关系建立后**，关注条件，条件不匹配设备间维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；

条件匹配的设备间，将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取所有本地未知的LSA信息，完成数据库同步 --- 数据库表；

<r2>display ospf lsdb 查看数据库表 LSDB-链路状态数据库--所有LSA的集合

### 5、邻居关系成为邻接关系的条件 --- 和网络类型有关 ###

点到点 --- 所有邻居直接建立为邻接关系

MA---由于OSPF协议需要邻接关系间进行数据库对比，故不支持接口水平分割；若两两间均为邻接关系，将可能出现大量的重复更新；因此，在MA网络中ospf协议将进行**DR/BDR**选举，所有非DR/BDR设备间维持邻居关系，不进行数据库共享；

选举规则：1）先比较参选接口的优先级 0-255 默认为1，大优

2）若优先级相同，比较参选的RID，数值大优

若需要**干涉**选举，可以修改参选接口的优先级

[r1]int g0/0/1
    
    [r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 3   ——修改接口优先级

切记：选举是非抢占的，故修改后该网段依然维持原有角色，若希望重新选举，需要重启该网段所有设备的OSPF进程;

<r1>reset ospf process 重启ospf进程

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

建议直接将DR优先级修改最大，BDR次大，其他设备优先级修改为0，0标识不参选，可以不同重启任何设备的ospf进程；

修改接口的ospf工作方式：

> 修改该网段所有接口为 Broadcast 
> 
> \[r1\]int t0/0/0
> 
> \[r1-Tunnel0/0/0\]ospf network-type broadcast

修改所有接口的工作方式为p2mp

> P2MP 工作方式 hello time为30，不进行dr、bdr选举
> 
> P2mp是为帧中继这种物理的NBMA网络设计，在MGRE环境中不建议使用

**在以上三种环境中运行OSPF的方案：**

1.  星型 -- 所有接口工作方式为broadcast，仅中心站点为DR，无BDR
2.  全连 -- 所有接口工作方式为broadcast；DR/BDR将默认自动选举成功
3.  部分 -- 所有接口工作方式为broadcast；合理安排DR的位置
4.

## 二、ospf扩展知识点 ##

OSPF 扩展知识点：

*  ospf不规则区域

1.  远离了骨干的非骨干
2.  不连续骨干

#### 1、解决目的--全网可达 ####

解决方案：

**多进程双向重发布（推荐）**

多进程 --- 一台路由器上运行多个OSPF进程，可以分别建立自己的邻居，，每个进程拥有独立的数据库，不共享信息；只是将各自计算所得路由加载于同一张路由表中；类似于在同一台路由器上允许多种动态路由协议的效果；路由器单一一个接口只能工作在唯一一个进程中；

重发布：一个网路中，若同时运行多种路由协议；默认协议间不兼容，无法共享路由；可以在两种协议间配置ASBR，ASBR（自治系统边界路由器，协议边界路由器）必须用不同的接口工作不同的协议中；通过两种协议获取到两边的路由，默认这些路由不共享，重发布技术可以实现路由共享，最终全网可达；

故在不规则区域中，利用多进程加重发布机制，可以实现全网可达，且不存在选路问题和中间区域周期信息相关问题；

多进程双向重发布配置命令

[r4]ospf 1
    
    [r4-ospf-1]import-route ospf  2  （在ospf1 里宣告 ospf 2）
    
    [r4-ospf-1]q
    
    [r4]ospf 2
    
    [r4-ospf-2]import-route  ospf  1  （在ospf2 里宣告 ospf 1）

注：通过重发布手段学习到的ospf路由，显示协议为0\_ASE，优先级为150；

#### 2、OSPF的数据库表 ####

<r1>display  ospf lsdb   查看OSPF数据库目录
    <r1>display  ospf lsdb  router 2.2.2.2  查看一条LSA的具体信息

<table style="width:645px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="width:80px;"></td> 
   <td style="width:102px;">传播范围</td> 
   <td style="width:170px;">通告者</td> 
   <td style="width:95px;">携带内容</td> 
   <td style="width:101px;">Link-id(LSA)</td> 
   <td style="width:198px;">通告者(LSA)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:80px;">LSA1 Router</td> 
   <td style="width:102px;">单区域</td> 
   <td style="width:170px;">该区域每台OSFP路由器</td> 
   <td style="width:95px;">本地直连拓扑</td> 
   <td style="width:101px;">通告者RID</td> 
   <td style="width:198px;">该区域每台路由器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:80px;">LSA2 Network</td> 
   <td style="width:102px;">单区域</td> 
   <td style="width:170px;">该网段的DR设备</td> 
   <td style="width:95px;">单个MA网段的拓扑</td> 
   <td style="width:101px;">DR接口的ip地址</td> 
   <td style="width:198px;">该网段的DR设备</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:80px;">LSA3 summary</td> 
   <td style="width:102px;">整个OSPF域</td> 
   <td style="width:170px;">ABR</td> 
   <td style="width:95px;">域间路由条目</td> 
   <td style="width:101px;">域间路由的目标网络号</td> 
   <td style="width:198px;"> <p style="margin-left:0;text-align:justify;">ABR，经过下一台ABR进入新的区域时，修</p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;">改为新经过的ABR</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:80px;">LAS4 asbr</td> 
   <td style="width:102px;"> <p>除ASBR所在区域外的整个ospf域;</p> <p>&nbsp;（ASBR所在区域通过1类告知ASBR位置）</p> </td> 
   <td style="width:170px;">ABR，和ASBR在同一区域路由器，该路由器同时连接骨干区域，是一台ABR</td> 
   <td style="width:95px;">ASBR位置验算</td> 
   <td style="width:101px;">ASBR的RID</td> 
   <td style="width:198px;"> <p style="margin-left:0;text-align:justify;">ABR，经过下一台ABR进入新的区域时，修</p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;">改为新经过的ABR</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="width:80px;">LAS5 ase</td> 
   <td style="width:102px;">整个OSPF域</td> 
   <td style="width:170px;">ASBR</td> 
   <td style="width:95px;">域外路由条目</td> 
   <td style="width:101px;">域外路由的目标网络号</td> 
   <td style="width:198px;">ASBR</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[2ccddde7700042f487a82a364c60860c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/b7b54a089fce42e583dddde04c16cc03.png
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