目录

OSPF优点

Rip网络的缺陷

Ospf如何解决

OSPF工作过程

第一步 建立邻居关系

第二步 进行LSDB同步（链路信息同步）

第三步 运行SPF算法进行路由计算

OSPF基本概念

OSPF的度量计算方式

OSPF网络类型

OSPF优化技术-DR、BDR

如何将直连接口加入到OPF进程中

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OSPF优点

1、OSPF是IETF定义的基于SPF算法（最短路径优先算法）的链路状态路由协议（选路、防环），通常部署在大型网络中（解决了传统Rip网络在大型网络中存在的缺陷）。

2、Ospf被封装在IP协议中，协议号为89（即Ospf是工作在网络层之上的路由协议）

Rip网络的缺陷

1. Rip路由变化之后，先在本地完成路由计算，完成计算后在发送路由变化通知
2. Rip算法缺陷，使得运行Rip的设备缺乏对全局网络拓扑的了解
3. Rip以“跳数”为度量且最大15跳，存在次优路径的风险（可能会走低带宽链路）

Ospf如何解决

1. Ospf路由信息传递与路由计算分离，路由变化后，本地直接传递路由信息，然后再自己根据路由信息进行路由计算（将 “收到更新→计算路由→发送更新” 更改为 “收到更新→发送更新→计算路由”）
2. Ospf基于Spf算法，基于拓扑信息独立计算路由
3. Ospf将链路带宽作为选路参考值（cost=参考带宽/实际带宽  默认参考带宽为100M）

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OSPF工作过程

第一步 建立邻居关系

准备工作-身份标识符Router-ID

Router-ID用来识别运行Ospf协议的路由器，尽量配置为全网唯一

华为如何确定Router-ID

1. 默认使用路由器的全局router-id作为ospf的router id
2. 默认设备上配置的第一个IP地址为全局router-id
3. 也允许手动更改全局Router-id（全局下router id [5.5.5.5]更改）
4. 可以手动配置OSPF router-id，并且优先级高于全局Router-id

思科如何确定Router-ID

1. 手动配置OSPF的Router-id
2. 如果没有手工配置，则选举Loopback接口中最大的IP地址作为Router ID
3. 如果没有配置LoopBack接口，则选用物理接口最大的IP地址作为Router-ID

Router-id注意事项

1. Router-id与IP地址没有关系（只是格式与P地址一样）
2. Ospf的Router-id一旦确定不会改变，需要重启OSPF的进程来更改
3. 一般工程上使用loopback接口的地址作为Router-id，方便网络管理

邻居建立报文-Hello报文

OSPF——5种报文（图解）_多谢思考的博客-CSDN博客_ospf报文https://blog.csdn.net/m0_49864110/article/details/123530774

Hello报文作用 自动建立并维护邻居关系（建立邻居时要进行参数协商）

Hello报文如何发送 凡是加入到Ospf协议的物理、隧道接口，就会主发送Hello报文

Hello报文注意事项

1. Hello报文源地址为接口的IP地址，目的地址为224.0.0.5（组播）
2. 在P2P链路、Broadcast链路上每隔10s发送。在NBMA、P2MP链路每隔30s发送一次
3. 邻居失效时间为发送间隔的4倍。失效时间内没有收到邻居发送的Hello报文，则认为邻居失效，断开邻居关系，并重新计算路由

影响邻居建立的因素

1. OSPF的版本号要一致
2. 邻居之间IP地址的子网掩码要一致（点到点网络除外）
3. 协议Router-id不能冲突（全局Router-id可以相同）
4. Area-id要相同（即同一链路上的所有接口要加入到同一区域）
5. 认证类型和密码要一致
6. Hello报文的发送间隔要一致
7. Hello的Deal间隔要一致
8. Nbit和Ebit取值要一致（区域类型要一致）
9. MTU要一致（缺省情况下不检查MTU）

邻居建立过程-OSPF状态

OSPF——7种状态讲解_多谢思考的博客-CSDN博客_ospf状态https://blog.csdn.net/m0_49864110/article/details/123530735

进入到2-Way状态后，开始进行第二步LSDB同步

第二步 进行LSDB同步（链路信息同步）

LSDB同步报文1-DD报文

OSPF——5种报文（图解）_多谢思考的博客-CSDN博客_ospf报文https://blog.csdn.net/m0_49864110/article/details/123530774

DD报文的作用

描述自身LSDB，携带自身LSDB中LSA的头部数据，让邻居了解自己缺少哪些LSA（然后发起请求获得详细的LSA信息）

DD报文有两种情况

1. 不携带LSA摘要信息（EsStart状态发此报文，选举主从）
2. 携带LSA摘要/LSA头部信息（Exchange状态发此报文）

LSA头部信息

摘要信息的作用

1. 唯一标识一条LSA。（当没有此LSA会请求，将此LSA直接加入）
2. 用于判断LSA的新旧（当有此LSA，但是自己的LSA旧的，则会请求此新的LSA替换自己旧的LSA）

LSDB同步报文2-LSR报文

LSR携带LSA标识信息（type、），请求特定的LSA信息

LSDB同步报文3-LSU报文

发送LSA的详细信息（包含LSA的头部信息以及链路状态）

LSDB同步报文4-LSAck报文

发送LSA头部信息进行确认 

LSDB同步过程-OSPF状态

OSPF——7种状态讲解_多谢思考的博客-CSDN博客_ospf状态https://blog.csdn.net/m0_49864110/article/details/123530735

先进入2-way状态的设备先进入ExStart状态，开始LSDB同步

 

注意事项

2-way状态：成功建立邻居关系、开始进行LSDB同步（交互Hello）

Full状态：  成功建立邻接关系，LSDB同步完成（交互Hello、交互LSA）

OSPF邻居可靠性体现

由于Ospf是被IP协议直接封装的路由协议，但是IP协议不具备可靠性机制，所以OSPF需要自己建立一套可靠性机制来保障邻居能够成功同步，具体体现在以下方面

1. 3次握手建立2-way状态
2. DD报文序列号+1机制（隐式确认）
3. LSAck是对LSA的确认，不是对LSU的确认。因为LSAck携带的是LSA的头部信息来进行确认的（显式确认）

第三步 运行SPF算法进行路由计算

执行SPF计算包含三步

1. 路由器根据LSDB中的LSA画出网络图，此图包含OSPF网络拓扑中所有“点” （包括伪节点）（画图需要使用1类LSA的P2P、TransNet、Vlink类型以及2类LSA）
2. 路由器以自己为树根，对网络图执行SPF计算，画出一个由树根到每个节点的最短路径树
3. 在树的节点上添加网络信息，并计算由树根到这些网络的开销以及下一跳，并将计算结果加入到路由表中（叶子节点可以是1类的StubNet、LSA2、LSA3、LSA5/7的网络）

OSPF——LSA讲解_多谢思考的博客-CSDN博客_lsa序列号https://blog.csdn.net/m0_49864110/article/details/123549474

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OSPF基本概念

OSPF的度量计算方式

接口的开销（Cost）= 参考带宽/实际带宽（默认参考带宽为100M）

接口开销都为整数且最小值为1。

接口Cost值如何更改

1. 直接再接口下配置接口Cost（优先级最高）
2. 更改默认的参考带宽

路由开销的计算方法

OSPF网络类型

运行Ospf协议的接口都存在自己的网络类型，而链路的网络类型默认由接口的链路层协议所决定

OSPF优化技术-DR、BDR

为了减少邻接关系（无DR情况下会建立n×(n-1)/2个邻接关系，管理复杂，重复LSA泛洪浪费资源）

因此选举出DR、BDR、DRother来减少邻接关系，降低OSPF协议流量。、

DR——指定路由器、BDR——DR的备用路由器、DRother——其余的路由器

其中DR与BDR、DR与DRother、BDR与DRother会建立邻接关系，进行LSDB同步。

DRother与DRother只会建立邻居关系，不进行LSDB同步。

当需要进行路由更新时

1. DRother产生的LSU通过组播224.0.0.6发报文给DR和BDR，DR再通过224.0.0.5发送给其他的DRother和BDR。DRother通过224.0.0.6发送ACK确认，BDR通过224.0.0.5发送确认给DR（不发确认给BDR）
2. BDR产生的LSU通过组播224.0.0.5发送给DR、DRother。DRother通过224.0.0.6发送ACK确认，DR通过224.0.0.5发送Ack。
3. DR产生的LSU通过组播224.0.0.5发送给 BDR、DRother。BDR通过224.0.0.5发送ACK，DRother通过224.0.0.6发送Ack

因此DR与BDR同时监听224.0.0.5和224.0.0.6这两个组播地址，DRother仅监听224.0.0.5

通告LSU时，DR和BDR会发送224.0.0.5和224.0.0.6的报文，DRother只会发送224.0.0.6的报文

224.0.0.5  代表所有运行Ospf协议的路由器（运行Ospf的设备都会接收此组播）

224.0.0.6  代表广播/NBMA链路上的DR/BDR（只有DR、BR会接收此组播）

DR、BDR的选举过程

1. 当Ospf接口开启后，在Hello报文中设置DR、BDR的值为全0。同时Wait timer时间启动（时长为4倍的Hello间隔）
2. 所有的路由器都会认为自己是DR、BDR（字段填充的是自己自身的接口），互发Hello报文，开始DR、BDR的选举。
3. 如果在Wait计时器超时后，仍未学习到DR、BDR，则就认为自己是DR，后续加入的会选举为BDR
4. 当已经选出出DR、BDR，当DRother在40s内收不到DR、BDR的Hello包，DRother之间会重新选举DR、BDR。

DR、BDR通过哪些信息进行选举

主要通过优先级和Router-ID进行选举

1. 比较协议优先级（默认是1，范围为0~255），优先级最大的为DR，次大的为BDR。
2. 优先级为0 代表不参与选举，只能是DRother
3. 比较Router-ID，最大的为DR，次大的为BDR

DR/BDR选举注意事项

• DR、BDR的选举是基于接口的，具有非抢占性（同Router-ID）
• 一条链路（广播域）上选举一个DR/BDR
• 每条广播/NBMA链路都会选举一个DR(必选，默认选举)， BDR（可选，默认选举）
• P2P、P2MP链路不需要选举DR、BDR，所以在Hello报文中的的DR、BDR字段取值为0.0.0.0
• 选举出DR、BDR后才会开始进行LSDB同步（转为Exstart状态）

DR/BDR单点故障

• 当DR出现故障后，则判断是否存在BDR，如果存在BDR，则BDR成为新的DR，重新选举BDR
• 当DR出现故障后，则判断是否存在BDR，如果不存在
• 当DR正常，BDR失效后，直接重新选举BDR

如何将直连接口加入到OPF进程中

在区域内进行宣告

Network 直连网络号  反掩码（255.255.255.255 - 子网掩码 = 反掩码）

Network 接口IP地址  0.0.0.0   精确宣告