4.OSPF协议学习笔记

OSPF

OSPF是开放式协议，属于链路状态协议，邻居之间不会发送路由更新，取而代之的是LSA。再通过SPF算法算出最优路径放入路由表。

OSPF有区域的概念，同一个区域内的所有路由器的LSBD必须同步。用LSA交换拓扑信息，在区域内部同步。LSA存在于每台路由器的LSDB

OSPF使用IP协议号89（0x59）

●邻居表（收集路由，邻居信息）

●LSDB（运行SPF算法，选择管理距离小的放进路由表，且邻接之间必须同步）

●路由表

OSPF分层：

1.骨干区域（area 0）

2.非骨干区域

划分区域的优点：

1.限制拓扑受影响范围

2.缩减路由条目

3.方便管理

邻居建立

1.通过发送HELLO包建立邻居。

邻接建立网络类型：

1.point-to-point

https://www.360docs.net/doc/d017878952.html,N----MA

路由器类型：

DR-----指定路由器

BDR-----备份指定路由器

DROTHERs-----一般路由器

ABR：连接骨干区域和非骨干区域的路由器

虚链路：把非直连区域连接到骨干区域0

ASBR：连接EGP的路由器

LSA：链路信息通告

LSU：信息包。包含LSA

OSPF路由器收到LSA后，首先对比内容是否相同。不同则放进LSDB；若相同，再比较LSA的序列号，如果新的LSA序列号比现在的LSA大，替换现在的LSA，否则把自己的LSA发给对方。

LSA最大老化时间：3600s。在1800s时刷新

OSPF的5种包-----序列号和包类型一一对应

1.发现和维护邻居

2.LSA头部，索引

3.LSR请求信息

4.回复LSU信息

5.确定收到LSU

Hello报文：周期性发送，用来发现和维持

OSPF邻居关系。内容包括一些定时器的数值、DR（指定路由器）、BDR（备份指定路由器）以及自己已知的邻居。

DD报文：描述了本地LSDB中每一条LSA的摘要信息。

LSR报文：向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。

LSU报文：向对方发送其所需要的LSA。

LSAck报文：用来对收到的LSA进行确认。内容是需要确认的LSA的Header（一个报文可对多个LSA进行确认）。

邻居建立状态（并非同时，状态是单向的，有先后顺序）

1.Down

2.Init

3.2-Way======若需要，则开始选择DR

4.EXstart=======交换第1个DBD（不带LSA，用来协商主从），包含序列号，并协商主

/从（Master/Slave）关系：

Flag：I=1（Init），初始，第1个信息包。M=1（More），表示后面会有持续的包发来。M/S=1，主；M/S=0，从。

隐式确认：当“从”发第2个DBD包的时候，会把主的SeqNUM覆盖到自己的SeqNUM，这样再发到主的时候，主发现这次的SeqNUM跟自己一样，所以主就知道，从已经收到自己的DBD包了。

5.EXchange

6.Loading

7.Full

卡在2-way状态是因为路由器接口的优先级为0，卡在exstart状态时候是因为接口

MTU不匹配，或是存在相同路由器ID。

两边建立邻居只代表DBD同步，不代表拓扑表同步，DBD同步后，才开始交换数据，同步拓扑表。

*Feb 4 17:04:05.587: OSPF: Send D BD to 40.0.0.2 on Serial1/2 seq 0x26B1 opt 0x52 f lag 0x7 len 32

*Feb 4 17:04:05.671: OSPF: Rcv DBD f rom 40.0.0.2 on Serial1/2 seq 0x23C8 opt 0x52 f lag 0x7 len 32 mtu 1500s tate EXSTART

*Feb 4 17:04:05.671: OSPF: NBR Negotiation Done. We are the SLA VE

*Feb 4 17:04:05.671: OSPF: Send D BD to 40.0.0.2 on Serial1/2 seq 0x23C8 opt 0x52 f lag 0x2len 192

*Feb 4 17:04:05.707: OSPF: Rcv DBD f rom 40.0.0.2 on Serial1/2 seq 0x23C9 opt 0x52 f lag 0x3 len 192 mtu 1500state EXCHANGE

以上可以看出，第1个DBD包LEN只有32，而第2个D BDLEN=192，说明第1个包不带LSA信息，只用于协商主从关系。

建立邻居的必要条件：

1.HELLO & DEAD INTERV ALS

2.Area ID

3. Authentication password

4. S tub area flag

MTU

二层MTU R1(conf ig-i f)# mtu XXX，R1#show interface

三层MTU R1(conf ig-i f)#ip mtu XXX，R1#show ip interface

三层MTU受限于二层MTU

从EXSTART状态开始检查MTU，三层MTU不一致，OSPF不会建立邻居，会卡在EXSTART 状态

解决方法：

1.修改MTU一致

2.接口模式下：ip ospf mtu ignore（在MTU值较小的一边配置，忽略检查后，对方的大包

就可以进来了）

在MA网络中

DROTHERs 发送LSU到224.0.0.6 ，DR和BDR侦听

DR和BDR发送LSU到224.0.0.5，DROTHERs侦听

DR&BDR拥有相同数据信息，但BDR只收不发

LSA sequence number，越高越新

?The sequence numbering scheme is a 4-byte number that begins with 0x80000001 and ends with 0x7FFFFFFF.（到发送0x7FFFFFFF.的时候，老

化时间被设置为3600s发送）

Router-id选择原则

R1#sh run

Building configuration...

!

interface Loopback0

ip address 1.1.1.1 255.255.255.0=====ROUTER-ID次选，越大越优

serial restart-delay 0

!

interface Serial1/1

ip address 192.168.12.1 255.255.255.0=====ROUTER-ID默认，越大越优

serial restart-delay 0

!

router ospf 111

router-id 11.11.11.11========ROUTER-ID 首选，越大越优

log-adjacency-changes

network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0

network 192.168.12.0 0.0.0.255 area 0

!

两个路由器Router-ID一样，则不能建立邻居。

起多个进程的时候，先起的进程使用的ROUTER-ID，后起的进程则不能再使用相同ROUTER-ID，需重新选举。

起多个进程的时候，一个进程是一个数据库，进程之间不共享数据

R1#sh ip os int s1/1

Serial1/1 is up, line protocol is up

Internet Address 192.168.12.1/24, Area 0

Process ID 111, Router ID 11.11.11.11, Network Type POINT_TO_POINT, Cost: 64 Transmit Delay is 1 sec, State POINT_TO_POINT,

Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5

oob-resync timeout 40

Hello due in 00:00:02

Index 2/2, flood queue length 0

Next 0x0(0)/0x0(0)

Last flood scan length is 1, maximum is 1

Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec

Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1

Adjacent with neighbor 2.2.2.2

Suppress hello for 0 neighbor(s)

OSPF Network Types

OSPF对于每一个2层的链路类型（以太网、帧中继、串口……），都会产生一个与之相适应的3层网络类型。

1.PPP造成的主机路由（32位掩码路由）问题：

R5(config-if)#encapsulation PPP

R5(config-if)#no peer neighbor-route=====关掉主机路由

更改HELLO、DEAD时间之间的倍数

R5(config-if)#ip ospf dead-interval minimal hello-multiplier ?

<3-20> Number of Hellos sent within 1 second

HELLO/DEAD时间不同，不能建立邻居关系

但是有一个特例：HELLO时间小于1秒时，能建立邻居关系。因为HELLO时间小于1秒时，当作1秒来处理。

DR/BDR选举

DR不是一个路由器，DR是一个接口！DR只存在于一个链路！一个MA网络，一个DR！

1、Wait Time，等于Dead Time，并随之变化。如果在这时间之内没有收到LSA，自己就会

成为DR。

2、优先级，选最大。范围0～255，优先级为0时不参与选举。非抢占，DR挂了BDR上，

及时有新的高优先级路由器进入。如果所有路由器优先级为0，则没有路由，不存在网络。所以DR有且只有一个，BDR可以没有。

3、Router-ID，选最大

宣告所有OSPF路由到区域0：

Network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0

邻居能否建立/ 有没有路由

回忆邻居建立必要条件：

1.FLAG

2.AREA ID

3.认证

4.HELLO 时间间隔

邻居建立跟网络接口类型没有直接关系，而是HELLO时间间隔。

另：

LOOPBACK口只能改成P2P网络类型，解决主机路由问题

LSA

T ype 1：Router LSA

区域内每个路由器产生的LSA，没有子网掩码

用于描述点对点拓扑

Show ip ospf database router

T ype2：Network LSA

由DR产生，携带子网掩码。描述域内NBMA拓扑不会穿过ABR

Show ip ospf database network

T ype3：Summary LSA---------区域间怎么走

由ABR产生，携带网络号和子网掩码。描述域间拓扑。明细子网。

每个ABR学到了该LSA，会把ADV改成自己，在重新产生LSA泛洪到自己的区域Show ip ospf database summary

T ype4：Summary ASBR LSA---------ASBR怎么走

由其他ABR产生（非ASBR所在区域），携带ASBR的路由地址。描述如何到达ASBR。Show ip ospf database

T ype5：External LSA--------要去往外部网段，从这个ASBR走

由ASBR产生，把外部AS的路由引进来，作为5类LSA泛洪到自己的AS，这样AS内所有路由器都知道这个唯一的“出口”。

Show ip ospf database external

NSSA External LSA（T ype7）

由NSSA（Not-So-Stubby Area）区域内的ASBR产生，描述到AS外部的路由，仅在NSSA 区域内传播。

1.连接2个区域的路由器一定就是ABR？

不。ABR是连接区域0和非区域0的路由器，如果连接了两个非区域0，则不是ABR

2. ASBR一定要连接OSPF网络和非OSPF网络？

不。一个路由器连接一个OSPF网络和一个非OSPF网络，这个路由器就是ASBR，它拥有把外部路由引入OSPF网络的能力，即使外部路由不可达，ASBR还是ASBR

OSPF Metric

Metric=沿路入向接口的COST值总和

COST=10^8/BW（bit）（小于1时进位取整）

修改度量值：

1.修改公式（10的8次方）：auto-cost reference-bandwidth

2.修改带宽

3.直接修改COST:：接口下ip ospf cost

修改O E2的COST：在重分布时可跟参数修改

E1（重分布时修改），自己重分布进来的COST+域间路由COST

E2：COST=20（默认），总是为20

其中E1>E2，因为E1更加精确

OSPF选路级别：O>O IA >O E1>O E2，骨干区域>非骨干区域，Metric小的优

汇总

原则：

1.少

2.精确

OSPF汇总一般在ABR和ASBR上做

3类汇总（只汇总本区域的1类2类LSA，不汇总其他LSA）

Area XX range X.X.X.X X.X.X.X [cost]

5类汇总（把外部路由汇总，发布到OSPF网络）

Summary-address X.X.X.X . X.X.X.X

关闭丢弃路由（指向NULL的汇总路由）

NO discard route [external | internal]

External 5类

Internal 3类

使运行OSPF的边界路由器产生默认路由，并发布出去，让别的路由器产生默认路由指向自己

Default-information originate [always] [metric-type] [metric]