OSPF路由协议总结（一）

一、OSPF概念
OSPF路由协议是用于网际协议（IP）网络的链路状态路由协议。该协议使用链路状态路由算法的内部网关协议（IGP），在单一自治系统（AS）内部工作。

跨层封装于3层报头，协议号89；标准报头中存在RID/区域ID和认证参数。

二、OSPF的工作过程
1、启动配置完成后，邻居间组播（224.0.0.5）使用hello包，建立邻居关系，生成邻居表；
2、邻居表生成后，基于邻居表中的各个邻居，进行条件的匹配；匹配失败将维持邻居关系，
仅hello包周期保活即可；
条件匹配成功者间将建立邻接关系，邻接关系间将使用DBD来共享本地的数据库摘要；邻接关系间可以通过识别摘要，来请求本地未知的LSA信息；请求时使用LSR，对端使用LSU来分享这些LSA信息；
当获取到网络中所有的LSA后，本地数据库建立完成，LSDB同步结束；数据库表可查看；
3、默认OSPF协议通过本地的数据库，启用SPF最短路径选路规则，计算本地到达所有未知网段的最佳路径，然后将其加载于路由表中；
收敛完成—hello包周期保活邻接关系间每30min周期进行DBD的比对，若一致继续保持安静；
4、结构突变
【1】新增网段：直连新增网段的设备，使用DBD包来告知本地所有邻居；
【2】断开网段；直连断开网段的设备，使用DBD包来告知本地所有邻居；
【3】无法沟通：dead time到时时，断开邻居关系，是否能够重建关注hello包；

三、名词注解：
LSA：链路状态通告，在不同环境下产生不同类别的LSA；可以是拓扑也或者是路由条目；
LSDB：链路状态数据库—所有LSA的集合
LSA洪泛，LSDB同步-----OSPF收敛的称呼

四、配置
R1(config)#router ospf 1 启动时需要配置进程号，仅具有本地意义；
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1 配置RID；手工–环回最大地址–物理最大地址-无法启动
宣告：1、激活–收发ospf信息 2、通告直连接口的拓扑 3、区域划分
R1(config-router)#network 12.1.1.1 0.0.0.0 a 0
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 a 0
必须携带反掩码
区域划分的规则：
1、星型结构—骨干区域0；非骨干大于0；非骨干必须直连骨干区域；
2、必须存在ABR–区域边界路由器

【1】启动配置完成后，邻居间使用hello包建立邻居关系，生成邻居表；
R2#show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
1.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:32 12.1.1.1 Serial1/0
3.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:37 23.1.1.2 Serial1/1
邻居的RID 优先级状态机下一跳出接口
关系的建立依赖hello包；

邻居间hello包中必须完全一致的参数：
Hello dead time；区域ID；认证参数；特殊区域标记

【2】邻居关系建立后，邻居间进行条件的匹配；若匹配失败，将保持为邻居关系，仅hello包周期保活；若匹配成功，将入邻接关系的建立；先使用类hello 的DBD进行主从关系选举；
主RID数值大，优先级共享真实的DBD包，分析本地的数据库目录，便于邻居对比，之后通过LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；
这些LSA被保存在本地的LSDB中，通过数据库表呈现；
R2#show ip ospf database

DBD包–数据库描述表–lsdb的目录；
1、隐性确认–使用序列号进行确认
从设备复制主设备的序列号，来对DBD包进行确认
2、标记位 I位-为1标识本地发出的第一个DBD包 M位为1标示不是本地的最后一个
DBD包 MS位为1标识本地为主
3、MTU–在exchange状态时收发的dbd包中携带本地接口的MTU值；邻居间该值必须一致，否则将卡在exchange状态；

【3】当LSDB同步完成，本地将使用sfp选路规则，计算本地到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表中；
1、字母O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
O 本地区域的路由；本地通过该区域的拓扑信息计算所得
O IA 域间路由，其他区域的路由；是ABR共享到本区域的路由
O E1/2 域外路由，其他协议或进程的路由条目；是ASBR重发布到OSPF的路由
O N1/2 域外路由，其他协议或进程的路由条目；是ASBR重发布到OSPF的路由，同时本地
处于NSSA区域
2、管理距离–默认110
3、度量为cost值=开销值=参考带宽/接口带宽
默认参考带宽为100M；优先cost值之和最小的路径；
注：当接口带宽大于参考带宽时，度量值为1；可能导致选路不佳；可以修改所有OSPF设备的参考带宽；
R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth ?
<1-4294967> The reference bandwidth in terms of Mbits per second
R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 1000

【4】成为邻接关系的条件–关系到网络类型
点到点和MA；
1、点到点网络中所有邻居直接建立为邻接关系；
2、MA网络中需要进行DR/BDR选举，非DR/BDR间不建立邻接关系，保持为邻居关系；
OSPF水平分割–在区域间进行
DR/BDR选举规则：
1、先比较优先级，默认1；数值大优若优先级为0，标识不参选
2、优先级一致比较RID，数值到优
干涉选举：
1、DR优先级最大，bdr次大，其余不修改
R1(config)#interface fastEthernet 0/0 参选接口上修改优先级
R1(config-if)#ip ospf priority 3
注：OSPF选举非抢占，修改优先级后，必须重启所有设备进程
2、DR优先级最大，bdr次大，其他设备修改为0；不需要重启进程
切记：不得将所有参选接口修改为0；至少存在DR；

【5】OSPF网络类型 ----ospf的接口网络类型 —
OSPF协议在不同的网络类型下，不同的工作方式
R1#show ip ospf interface loopback 0
Loopback0 is up, line protocol is up
Internet Address 1.1.1.1/24, Area 0
Process ID 1, Router ID 1.1.1.1, Network Type LOOPBACK, Cost: 1
Loopback interface is treated as a stub Host
网络类型 OSPF的接口网络类型工作方式
环回-LOOPBACK LOOPBACK 无hello包，主机路由发送
点到点–PPP/HDLC/GRE POINT_TO_POINT hello time10s；自动建邻，不选DR/BDR
BMA–以太网 BROADCAST hello time10s；自动建邻，选DR/BDR
NBMA–帧中继、MGRE POINT_TO_MULTIPOINT hello time30s；自动建邻，不选DR

在MGRE环境中运行OSPF，因为OSPF协议在tunnel接口默认的工作方式为点到点，这种方式只能建立一个邻居，故多点端将出现邻居关系翻滚；
解决方法：修改接口的工作方式
r1(config-if)#ip ospf network ?
broadcast Specify OSPF broadcast multi-access network
non-broadcast Specify OSPF NBMA network
point-to-multipoint Specify OSPF point-to-multipoint network
point-to-point Specify OSPF point-to-point network
1）修改为 broadcast ，所有节点必须全部修改，否则无法建立邻居关系，后者无法正常收敛，卡在exstart状态机；
注：在星型或部分网状使用broadcast工作方式，将出现DR位置问题；
解决----DR固定在一个点；
----所有接口工作方式修改为点到多点；
2）在全连网状结构中，建议不使用点到多点；因为将全网邻接关系，重复更新；

注：NHRP服务器可以多台，用于备份服务器；开启全连网状，不是增加NHRP服务器的数量，而是在没有邻居关系的设备间，互相配置伪广播；

五、选路规则
1、AD（管理距离）无关的一种情况：
r2(config)#router ospf 1
r2(config-router)#distance 109 1.1.1.1 0.0.0.0
本地从RID为1.1.1.1的设备处学习到路由条目，管理距离修改109；
一台路由器从两个OSPF邻居处学习到了两条相同的路由时，仅比较度量值，不规则管理距离；因为仅针对一台邻居进行管理距离修改的结果是要么两台都被改，要么修改失败；-关注IOS版本—有时修改RID大路由器管理距离生效，有时需要修改RID小的设备；

2、AD（管理距离）无关的第二种情况
O IA 与 O IA路由相遇，到达相同目标的两条3类路由，这两条路由均通过非骨干传递，仅关注cost值，不关注管理距离；
若一条通过骨干区域传递，另一条同过非骨干区域传递–非骨干传递的路由无效

3、OE 与OE
两条均为OE2、N2，起始度量相同；关注沿途的累加度量（OE2路由在表中度量默认不显示内部度量）
两条均为OE2、N2，起始度量不同；优先起始度量小的路径；
注：以上设计是便于管理员快速干涉选路；

OE1路由仅比较总度量（起始度量+沿途累加）

4、拓扑优于路由 1/2LSA计算所得路由优于3/4/5/7类计算所得
内部优于外部 3类优于4/5/7类
类型1优于类型2 E1优于E2，N1优于N2，E1优于N2，N1优于E2；
E1与N1相遇，或E2与N2相遇，先比总度量（起始+沿途）小优；度量一致5类优于7类

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