动态路由协议——OSPF基本知识

OSPF路由协议是动态路由协议的其中一种。

动态路由协议基于AS分类：

基本概念

OSPF为AS之内运行的一种动态路由协议，首先它是开放式最短路径优先协议，无类别链路状态型路由协议。其次它是公有协议；跨层封装到IP报头，协议号为89； 组播更新：224.0.0.5或224.0.0.6。存在触发更新、周期更新时间为30分钟。在跑OSPF协议之前需要对环境进行结构化的部署：区域划分、ip地址规划。

OSPF协议的5种数据包

Hello：用于邻居、邻接    发现、建立、保活；hello time 默认10s或30s                                                                 

DBD：数据库描述包                                                                                                                               

 LSR：链路状态请求                                                                                                                                                 

 LSU：链路状态更新                                                                                                                                   

 LSack：链路状态确认

OSPF状态机7个状态

Down：一旦本地发出hello包进入下一个状态                                                                                                   

Init：初始化  收到的hello包若存在本地的RID进入下一个状态                                                                           

2way：双向通讯   邻居关系建立的标志                                                                                                           

条件匹配：点到点网络将直接进入下一个状态； MA网络类型将进行DR/BDR选举，非DR/BDR间将无法进入下一状态 

Exstart：预启动   使用类似hello的DBD进行主从关系的选举，RID大为主优选进入下一状态                                     

Exchange 准交换   使用真正的DBD进行数据库目录的共享，需要使用ACK确认                                                         

Loading 加载      使用LSR/LSU/LSAck来获取未知的LSA信息                                                                                                 

Full转发    邻接关系建立的标志

OSPF的工作过程

此过程将生成OSPF协议中最重要的三张表。

OSPF协议启动后，A向本地所有启动了OSPF协议的直连接口组播224.0.0.5发送hello包；本地hello包中携带本地的全网唯一的router-id；之后对端B运行OSPF协议的设备将回复hello包，该hello包中若携带了A的router-id，那么A-B建立为邻居关系；生成邻居表。

邻居关系建立后，邻居间进行条件匹配，匹配失败就停留于邻居关系，仅hello包周期保活；条件匹配成功可以开始建立邻接关系：邻接间共享DBD包，将本地和邻接的DBD包进行对比，查找到本地没有的LSA信息目录；之后使用LSR来询问，对端使用LSU应答具体的LSA信息，之后本地再使用ack确认，可靠；该过程完成后，生成数据库表。

再之后本地基于数据库表，启用SPF选路规则，计算到达所有未知网段的最短路径，然后加其加载到本地的路由表中；收敛完成，hello包周期保活，每30min再周期收发一次DBD来判断和邻接间数据库是否一致。

结构突变

新增网段 ：直连新增网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认         

断开网段 ：直连断开网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认         

无法沟通 ：dead time 为hello time 的4倍；当dead time到时，断开邻居关系，删除通过该邻接生成的路由协议

OSPF协议基础配置

本文所展示的配置命令均为华为，非思科。

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1  启动时，需要定义进程号；进程号仅具有本地唯一性                                                                         

路由宣告：ospf协议在宣告的同时需要进行区域划分                                                                                                                 

区域划分规则：                                                                                                                                                                         

1、星型拓扑结构，区域0为中心骨干区域，其他大于0为非骨干站点区域；                                                                             

2、必须拥有ABR--区域边界路由器

[r2-ospf-1]area  0     先进入区域，之后再该区域内宣告属于该区域的接口，宣告时必须携带反掩码                                       

[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 24                                                                                                                               

[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]q                                                                                                                                                             

[r2-ospf-1]area  1                                                                                                                                                                     

[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]network 2.2.2.2 24           

[r2]display  ospf peer      查看邻居表

OSPF接口网络类型

OSPF协议在不同网路类型的接口下，工作方式不同。

接口网络类型	OSPF接口网络类型（ospf工作方式）
LoopBack 0.	Cisco – LoopBack：没有hello包，以32位主机路由发送， 华为—显示为p2p类型    实际为LoopBack工作方式
点到点（串线HDLC/PPP/GRE）	p2p. hello time10s；自动建邻；不选DR/BDR
BMA以太网	Broadcast；hello time 10s；自动建邻；选DR/BDR
NBMA帧中继	nbma ；hello time 30s；手工建立邻居；选DR/BDR
MGRE	p2p. hello time10s；自动建邻；不选DR/BDR –在一个网段中只能存在一个邻居； 华为设备在一个MGRE网段，接口为点到点工作方式时，仅和最先收到hello的设备建立邻居关系； Cisco在这种情况将出现邻居的翻滚；

OSPF的不规则区域

一台ABR设备若没有连接到骨干区域0，那么默认不得区域间路由的共享                                                                               

1、远离了骨干的非骨干区域                                                                                                                                                   

2、不连续骨干                                          

解决方案：

1、在合法与非法ABR上建立tunnel，然后将其宣告到ospf协议中                                                                                             

2、虚链路                                                                                                                                                                               

3、多进程双向重发布（推荐）

OSPF的LSA优化—减少LSA更新量

1、汇总                                                                                                                                                                                       

2、特殊区域  不能是骨干区域，不能存在虚链路；                                                                                                       

2.1同时不存在ASBR                                                                                                                                                     

1、末梢区域                                                                                                                                                     

2、完全末梢区域                             

2.2同时存在ASBR                                                                                                                                               

1、NSSA 非完全末梢区域                                                                                                                                 

2、完全NSSA – 完全的非完全末梢区域；