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OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)协议基础

登高且赋 2022-04-13 阅读 64
  1. OSPF是典型的链路状态路由协议,是目前业内使用非常广泛的IGP协议之一。
  2. IPv4协议使用OSPF Version 2(RFC2328);IPv6协议使用OSPF Version 3(RFC2740)。
  3. OSPF支持VLSM(Variable Length Subnet Mask,可变长子网掩码),支持手工路由汇总。
  4. 运行OSPF路由器之间交互的是LS(Link State,链路状态)信息,而不是直接交互路由。
  5. OSPF路由器将网络中的LS信息收集起来,存储在LSDB中。
  6. 每台OSPF路由器都采用SPF算法计算达到目的地的最短路径。
  7. 路由器依据这些路径形成路由加载到路由表中。

动态路由协议的分类

按工作区域分类

IGP(Interior Gateway Protocols,内部网关协议)

RIP、OSPF、IS-IS

EGP(Exterior Gateway Protocols,外部网关协议)

BGP

按工作机制及算法分类

(Distance Vector Routing Protocols,距离矢量路由协议)

RIP(很少用)

(Link-State Routing Protocols,链路状态路由协议)

OSPF、IS-IS

OSPF基础术语

区域

OSPF Area用于标识一个OSPF的区域;区域是从逻辑上将设备划分为不同的组,每个组用区域号(Area ID)来标识。

Router-ID

Router-ID(Router Identifier,路由器标识符),用于在一个OSPF域中唯一地标识一台路由器。

度量值(Cost)开销

一条OSPF路由的Cost值可以理解为是从目的网段到本路由器沿途所有入接口的Cost值累加。

OSPF协议报文类型

Hello

周期性发送,用来发现和维护OSPF邻居关系。

Database Description(DD)

描述本地LSDB的摘要信息,用于两台设备进行数据库同步。

Link State Request(LSR)

用于向对方请求所需要的LSA。

Link State Update(LSU)

用于向对方发送其所需要的LSA。

Link State ACK(LSA)

用来对收到的LSA进行确认。

RA

OSPF状态机

RB

Hello报文,我是1.1.1.1,我还不知道链路上有谁

---->>>

Init

2-way

Hello报文,我是2.2.2.2,我发现了邻居1.1.1.1

<<<----

Hello报文,我是1.1.1.1,我发现了邻居2.2.2.2

---->>>

2-way

邻居关系建立成功

Ex-start

DD我是Master,序列号X我的Router-ID是1.1.1.1

---->>>

Ex-start

Exchange

DD我是Master,序列号Y我的Router-ID是2.2.2.2

<<<----

DD(序列号为Y,rou-id大为主)这是我的LSDB中的LSA摘要信息

---->>>

Exchang

DD(序列号Y+1递增)这是我的LSDB中的LSA摘要信息

<<<----

Loading

LSR我要请求xx LSA的完整信息

---->>>

Loading

LSU这是你请求的xx LSA的完整信息

<<<----

......

Full

LS ACK确认收到LSU

---->>>

Full

OSPF网络类型

P2P(Point-to-Point,点对点)

一段链路上只能连接两台网络设备的环境。

BMA(Broadcast Multiple Access,广播式多路访问)

BMA也被称为Broadcast,指的是一个允许多台设备接入的、支持广播的环境。

NBMA(Non-Broadcast Multiple Access,非广播式多路访问)

典型的例子是帧中继(Frame-Relay)网络。

P2MP(Point to Multi-Point,点到多点)

常用做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。

一般情况下,链路两端的OSPF接口网络类型必须一致,否则双方无法建立邻居关系

  • OSPF路由器身份:
  1. DR(Designated Router,指定路由器)。
  2. BDR(Backup Designated Router,备用指定路由器)。
  3. DRother路由器。
  4. DR、BDR与其他OSPF路由器建立邻接关系。
  5. DRother之间只能保持邻居关系,停滞在2-way状态。
  6. BDR会监控DR的状态,并在当前DR发生故障时接替其角色。
  • OSPF域(Domain):一系列使用相同策略的连续OSPF网络设备所构成的网络:
  1. OSPF路由器在同一个区域(Area)内网络中泛洪LSA。为了确保每台路由器都拥有对网络拓扑的一致认知,LSDB需要在区域内进行同步。
  2. 如果OSPF域仅有一个区域,随着网络规模越来越大,OSPF路由器的数量越来越多,这将导致诸多问题:( LSDB越来越庞大、OSPF路由表规模增加、路由器资源消耗多、设备性能下降、影响数据转发、庞大的LSDB进行路由计算变得困难、网络拓扑变更时,LSA全域泛洪和全网SPF重计算带来巨大负担。)
  3. OSPF引入区域(Area)的概念,将一个OSPF域划分成多个区域,可以使OSPF支撑更大规模组网。
  4. OSPF多区域的设计减小了LSA泛洪的范围,有效的把拓扑变化的影响控制在区域内,达到网络优化的目的。
  5. 在区域边界可以做路由汇总,减小了路由表规模。
  6. 多区域提高了网络扩展性,有利于组建大规模的网络。
  • OSPF路由器根据其位置或功能不同,有这样几种类型:
  1. 区域内路由器(Internal Router)
  2. 区域边界路由器ABR(Area Border Router)
  3. 骨干路由器(Backbone Router)
  4. 自治系统边界路由器ASBR(AS Boundary Router)

OSPF基础配置

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1  ##创建ospf进程并设置router-id

[R1-ospf-1]area 0  ##创建骨干区域

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.255  ##宣告网段+反掩码

[R1-GE0/0/1]ospf cost 100  ##修改ospf开销(取值1~65535)

[R1-ospf-1]bandwidth-reference 10000  ##设置带宽参考值(缺省100)

[R1-GE0/0/1]ospf dr-priority  ##设置选举DR优先级(取值0-255)

OSPF三大表项

[R1]display ospf peer  ##查看邻居表

[R1]display ospf lsdb  ##查看OSPF库

[R1]display ospf routing  ##查看OSPF路由表

 

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