第五章 动态路由（OSPF）_ospt协议

一、OSPF协议

开放式最短路径优先协议，一种公有的、标准的协议，采用dijkstsrt算法（SPF）最短路径优先算法，周期性的发送链路状态信息给它的邻居

1、基础概念

三张表：

路由表：提供路由信息

拓扑表：存放链路状态信息

邻居表：存放了邻居的状态和邻居的基本信息

2、五种数据包

hello：周期性的建立和维护邻居关系

DBD（DD）：数据库描述报文，描述的是LSA（链路状态通告报文）的摘要信息（相当于目录信息）

LSR：链路状态请求报文，自己没有的或者比自己更新的那些链路状态的信息

LSU：链路状态更新报文

LSAck：链路状态确认报文

3、ospf工作过程

邻居（刚认识）：

邻接（邻居关系的升华）：

（1）确认可达性，建立邻居

router ID：标识的是路由器的身份

手工配置：IPV4地址格式，点分十进制格式

自动选举：

环回口：IP地址最大的优先成为ROUTER ID

物理接口：IP地址最大的优先成为ROUTER ID

建议：一般配置一个换回口

例如：1.1.1.1 /32

           1.1.1.1/24

           10.10.10.10/32

物理接口：IP地址最大的优先成为ROUTER IP

注：手工配置>自动选举（环回口>物理接口）

例如：

手工配置PID：6.6.6.6/24

环回口：5.5.5.5/32

物理接口：192.168.1.1/24

                   100.1.1.2/24

建议：一般配置一个环回口

（2）摘要同步，开始建立邻接关系

1、A向路由器路由器b发送DBD报文，通告本地LSDB（链路状态数据库）的LSA的摘要信息

2、到DBD报文后与本地的LSDB做比，发送LS报文，以求对方发送自的LSA的完整信息

3、A收到LSR后，把对方所需要的LSA的完整信息打包成一条LSU报文，发至B

4、B收到LSU后，向他的对方A回复LSAck报文，进行确认

选举DR（指定路由器），BDR（备份指定路由器），保证路由信息的交互更加高效有序的进行

选举范围：每个网段都会选举出一个DR和BDR

选举规则：1、接口优先级（0-255），默认优先级是1，数字越大接口优先级越高

                  2、router ID，IP地址大的优先成为DR，次优的BDR

关系状态：

DR和BDR建立邻接关系（信息必须高度一致）

DR和DROTHER建立邻接关系

BDR和DROTHER建立邻接关系

DROTHER之间不用建立邻接关系

注意：DR没有抢占性，当DR出现故障的时候，BDR会成为新的DR，当BDR挂掉的时候，重新选举DR和BDR

（3）完整信息同步，完全邻接关系建立

完全邻接关系建立，LSDB表和路由表形成

注：OSPT的周期性更新，是增量更新

3、ospt状态机

DOWN：稳定状态（关闭状态）这种情况处于手动指定router ID第一个hello包的时候，进入下一个状态

Attempt：一般不会出现收不到对方的Hello回包，这种情况一般出现在nbma网络（非广播多点接接入网络）

INIT：初始化状态收到了对方的hello回包，但没有收到对方的hello确认包

2-way：双方互相发现邻居，邻居状态（关系）稳定，并确认DR和BDR角色，稳定状态

Exstart：交换开始状态，发送一个空的DBD报文，不发送LSA的摘要信息

Exchange：交换状态发送后续的DBD报文，用于通告LSDB的LSA的摘要信息

Loading：读取状态，进行LSA的情求、加入、确认

Full：完全邻接关系建立，LSDB表和路由表形成，稳定状态

OSPF的周期更新：30分钟

二、ospf的多区域

1、区域产生背景

（1）如果运行OSPF协议的路由器处于同一个区域，随着网络规模的变大，同步LSDB表会变的非常缓慢，会导致诸多的问题。

（2）OSPF路由器在同一个区域会广播发送LSA，如果网络规模大，会导致LSDB表的同步非常缓慢。

2、分区好处

（1）减少了LSA的广播范围

（2）减少了路由表的规模

（3）提高网络的扩展性，有利于大规模网络

3、区域类型

骨干区域：area 0

AREA ID  0=0.0.0.0

                1=0.0.0.1

多区互连原则：

（1）非骨干区域必须和骨干区域互连

（2）非骨干区域之间不会互连

（3）骨干区域不能被分割

4、路由器角色

IR：内部路由器，所有接口都在一个区域内

BR：边界路由器，一个路由器连接多个区域

ABR：区域边界路由器，等价与BR

AS：自治系统，同一个自治系统内的路由器的AS编号是一样的

ASBR：自治系统边界路由器

三、OSPF协议的特点

1、没有跳数限制

2、使用组播更新变化的路由和网络信息

224.0.0.6：DR和BDR的组播接收地址，

224.0.0.5：指网络中所有运行OSPF协议的路由器

3、路由收敛速度快

4、以cost作为度量值

5、有效避免环路问题

6、在互联网上被大量使用，是应用最广泛的路由协议

7、OSPF的更新周期是30分钟

四、OSPF实验