华为 OSPF基本概念与基础配置

在战胜敌人之前，先战胜自己。

文章目录

一、OSPF 基本概念
二、拓扑
三、基础配置
四、观察与分析
五、OSPF 一些性质

OSPF 是一种应用非常广泛发基于链路状态的动态路由协议，它具有区域（Area）化的层次结构，扩展性好，收敛速度快，适合部署在各种规模的网络上。

一、OSPF 基本概念

1、AS：自治系统，也叫路由域

同一个 AS 中的所有路由器必须运行相同的路由协议，且必须彼此互相连接（中间不能被其他协议路由域间断）
在 OSPF 网络中只有再同一个 AS 内的路由器才会相互交互链路状态信息。

2、AREA：区域是 OSPF 非常重要的一个特征，在一个 AS 内划分不同的区域，每个 OSPF 路由器只能在所属区域内部学习到完整的链路状态信息

（1）Area 0 骨干区域：用来连接不同区域的骨干区域，OSPF 网络设计规定普通区域必须和骨干区域直接连接，

3、OSPF 特殊区域

在 OSPF 中，除了 Stub，Totally Stub，NSSA，Totally NSSA；其他区域通常为普通区域（包括AREA 0 骨干区域）

4、OSPF 五种数据包的类型和作用描述

（1）Hello 包

作用：发现，建立/协商，维持邻居。

（2）DD（DBD）数据库描述包

作用：LSA 更新时的主从选举；MTU LSA 简略新的交互

（3）LSR 链路状态请求包

作用：请求自身缺少的 LSA 信息

（4）LSU 链路状态更新包

作用：LSA 更新信息（回应对方的LSR的请求）

（5）LSACK 链路状态确认

作用：LSA 更新新的确认回复

5、邻居与邻接

在OSPF 路由器通告任何 LSA 之前，OSPF 路由器必须首先发现邻居路由器并建立起邻接关系。

（1）邻居：仅通过 hello 包发现运行 OSPF 的其他路由器
（2）邻接：建立了邻居关系，并且 OSPF 关系更进一步，互相发送各自的 LSA 信息。

6、OSPF 的网络类型：

（1）点对点网络（point-to-point----P2P）

a.成员关系：邻接（自动形成）
b.组播地址：224.0.0.5
c.更新方式：组播
d.DR/BDR：无

（2）广播型网络（broadcast—MA）

a.成员关系：邻居/邻接（自动形成）
b.组播地址：224.0.0.5，224.0.0.6
c.更新方式：组播
d.DR/BDR：有

（3）非广播多路访问（NBMA）

a.成员关系：邻居（手动）
b.组播地址：不适用
c.更新方式：单播
d.DR/BDR：有

（4）点到多点网络（point-to-multipoint-point—P2MP）

a.成员关系：邻居
b.组播地址：不适用
c.更新方式：组播hello；单播其他ospf报文
d.DR/BDR：无

7、OSPF 在 MA 网络的 DR，BDR

（1）DR：Designated Router 指定路由器
在 MA 网络建立和维护邻接关系并负责 LSA 的同步；
DR 与其他所有的路由器形成邻接关系并交换链路状态信息，其他路由器之间不直接交换链路状态信息，这样就大大减少了 MA 网络中的邻接关系数据及交换链路状态信息消耗的资源。

（2）BDR：Backup Designated Router 备份指定路由器
规避单点故障风险，通过选举备份指定路由器 BDR，在 DR 失效时快速接管 DR 的工作

（3）DR,BDR 的选举：
DR/BDR 的选举是基于接口的；接口 DR 优先级为 0，表示不参与选举
a：比较接口优先级，越大越优先（默认为1）
b：优先级一致比较 R-ID，越大越优先

8、OSPF 的计时器

（1）Hello 包，默认10S一发，超时时间为 Hello 间隔的 4 倍。
（2）LSA 全网通告时间默认 30 分钟。

9、OSPF 的 LSA

LSA：Link State Advertiserment 链路状态通告：OSPF 邻居路由器直接互相交互 LSA 并保存整个网络的链路状态信息，并生成链路状态数据库（LSDB），从而掌握全网的拓扑结构，并通过 SPF 最短路径优先算法，独立计算自身去往目的的最佳路由。
OSPF 的 LSA 有 10 多种，常用的为以下6类

（1）Type1 LSA：路由器 LSA（Router LSA）

（2）Type2 LSA：网络 LSA（Network LSA）（广播网专有）

（3）Type3 LSA：网络聚合/网络汇总 LSA（Network summary LSA）

（4）Type4 LSA：ASBR 聚合/汇总 LSA（ASBR summary）

（5）Type5 LSA：自治系统外部 LSA（Autonomous system external LSA）

（6）Type7 LSA：NSSA 外部 LSA（NSSA External LSA）

二、拓扑

三、基础配置

1、如图配置个接口地址及系统名称

AR-1[Huawei]sysname AR-1
[AR-1]int LoopBack 0
[AR-1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 32
[AR-1-LoopBack0]int g0/0/1
[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.1.1 24
[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 12.1.1.1 24
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0]quit
[AR-1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[AR-1-ospf-1]a 0
[AR-1-ospf-1-area-0.0.0.0]net 12.1.1.1 0.0.0.0
[AR-1-ospf-1-area-0.0.0.0]net 1.1.1.1 0.0.0.0
[AR-1-ospf-1-area-0.0.0.0]a 1
[AR-1-ospf-1-area-0.0.0.1]net 192.168.1.1 0.0.0.0

2、按照图示信息宣告 OSPF 网络和 RIP 网络，OSPF 配置时手动指定 OSPF的 R-ID
例：AR-1 为1.1.1.1，AR-2 为 2.2.2.2 依次类推

3、实现全网互通

AR-6 ping AR-3(192.168.1.3)

四、观察与分析

1、路由器角色划分

IR：internal Router 区域内路由器；
BR：Backbone Router 骨干路由器；
ABR：Area Border Router 区域边界路由器；
ASBR：AS Border Router 自治系统边界路由器。

（1）请标识出图中所有路由器各自所属的角色

注意：的是一个 ospf 设备可能会对应几个角色，但是 IR 和 BR 只能对应一个角色，即路由器如果是一个 BR 或者 IR 之后就不会再是其他角色了。

2、指定 AR-3 为 192.168.1.0 网段的 DR，AR-4 为 BDR

[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 0  //修改接口的OSPF优先级为0,表示本接口不参与OSPF的DR，BDR选举

dis ospf peer

3、分析

（1）在 AR-1 的 G0/0/0 接口开启抓包，然后配置 AR-1 与 AR-2 的 ospf，抓包观察 AR-1 与 AR-2 ospf 建立邻居过程中交互了几种数据包

重启 OSPF 进程，可观察 OSPF 邻居关系的建立过程。

Reset ospf process

五种数据包

① Hello
② DD
③ LSR
④ LSU
⑤ LSAck

（2）查看 AR-1 在建立邻居过程中弹出的日志信息，截图标识出建立邻居时的 OSPF 状态信息（即找出inter 2-way这些状态）

192.168.1.3

12.1.1.2

192.168.1.4

五、OSPF 一些性质

1、层次化设计：

当只有一个 ospf 区域时所带来的问题：

（1）LSA 泛洪数量大，导致路由器的 LSDB 中的 LSA 数量多，这时用SPF进行路径算法时，由于LSA 条目多比较耗时，而且耗费 CPU 等资源。从而导致路由表数目过大。

（2）如果一条链路一会 UP 一会 Down，这样故障翻动。这样对网络冲击是比较恶劣。这个冲击会导致每当翻动一下，这个网络所有路由器就会对这个条目重新计算，这样既耗时，又会导致路由迟迟无法同步。

2、ospf 多区域带来的好处：

（1）限制 LSA 泛洪范围。

（2）部署区域之后，有 ABR 产生，ABR 可以把区域条目汇总后发向其他区域。

a.这样减小了其他区域路由器路由表的条目数量。
b.当一个区域内的链路翻动时，它只会相应本区域内的所有路由器，而不影响其他区域。

3、关于区域设计，OSPF 协议支持中到大型网络到底有多大呢？

这边有个参考原则：
（1）一台路由器可以成为 ABR，但官方建议，无论这台 ABR 有多高端。一台 ABR 建议最多关联三个区域。

（2）在一个区域内，路由器数量最多只有 50 台。

（3）对于一台运行 OSPF 路由器，其 OSPF 邻接状态的邻居最多最多只能有 60 台。

（4）对于 OSPF 协议算法 SPF 来说，它本身在被设计时，就仅支持大概一万条路由条目。

注意：OSPF 协议虽然支持中到大型网络，但一定要基于这个设计。

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