路由协议与交换技术（三）

OSPF：

OSPF是一种典型的链路状态路由协议，启用OSPF协议的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息，通过SPF（最短路径优先）算法计算到达每个网络的最佳路由。OSPF作为一种内部网关协议，其网关和路由器都在同一个自治系统内部，用于在同一个自治域（AS）中的路由器之间发布路由信息。当到达同一目的网络的路由器存在多条相同代价的路由时，OSPF能够在多条路由上分配流量，实现负载均衡。

OSPF特征：

支持大型网络，路由收敛快，占用网络资源少
无路由环路
支持VLSM和CIDR
支持等价路由
支持区域划分，构成结构化的网络，提供路由分级管理

OSPF：

OSPF封装在IP包中，协议号89。

OSPF路由协议维护3张表：邻居表，拓扑表，路由表。路由器通过发送hello包将与其物理直连且同样运行OSPF路由协议的路由器作为邻居放在邻居表中。当路由器建立邻居表之后，运行OSPF路由协议的路由器会互相通告自己的网络拓扑从而建立拓扑表，。在一个区域内，一旦收敛，所有路由器就具有相同的拓扑表。当完整的拓扑表建立起来，路由器便会按照链路带宽的不同，使用SPF算法从拓扑表中选出最佳路由，放在路由表中。

区域，OSPF引入分层路由的概念，将网络分割成一个主干连接的一组相互独立的部分，这些独立的部分被称为区域。多区域的OSPF必须存在一个主干区域（Area0），主干区域负责收集非主干区域发出的汇总路由信息，并将这些信息返回各区域，同一区域链路状态数据库保持同步。区域的好处：1.减少路由更新。2.加速收敛。3.将不稳定限制在一个区域内。4.提高网络性能。

OSPF形成邻居的条件，路由器直连且同样运行OSPF协议。

OSPF路由id选择方法：1.手动配置的路由id。2.最大的loopback接口地址。3.物理接口最大ip。

OSPF网络类型：

广播多路访问型（BMA）网络，如以太网，令牌环网，FDDI。选举DR和BDR。涉及IP地址和MAC地址，用ARP实现二层和三层映射。
非广播多路访问型（NBMA）网络，如帧中继、X.25、SMDS。选举DR和BDR。网络中允许存在多台路由器，在物理上共享链路，通过二层虚链路建立逻辑上的连接。广播针对每一条虚链路发送，而不是针对全网发送的广播或多播分组，所以其他路由器收不到广播。
点到点型（point-to-point）网络，一个网络里仅有两个接口，使用HDLC或PPP封装，不需寻址，地址字段固定为FF，不选举DR和BDR
点到多点型（point-to-multipoint）网络，又分为点到多点广播式网络（自动选举DR和BDR）和点到多点非广播式网络（人工配置DR和BDR）

OSPF报文类型：

Hello包：用于发现、建立和维护邻居关系。不需要确认。通过组播224.0.0.5发送，默认更新周期10s，超时时间40s。

DBD（链路状态描述）报文：描述LSDB情况，交换链路状态数据库摘要。

LSR（链路状态请求）报文：请求自身缺少的链路状态信息。可靠传输。显式确认。

LSU（链路状态更新）报文：发送详细的链路状态信息，回应LSR请求。可靠传输。显式确认。

LSAck（链路状态确认）报文：收到LSU后进行确认，发送确认报文。显式确认。

OSPF虚链路：

虚链路（virtual link）是指一条通过一个非主干区域连接到主干区域的链路。应用虚链路的目的和场所：

把一个远离主干区域的区域，通过一个能连接到主干区域的非主干区域将其与主干区域连接。
通过一个非主干区域连接一个分段的主干区域两边的部分区域。

配置虚链路规则：

虚链路必须配置在两台ABR之间，其中一台是主干区域的ABR1，另一台是远离主干区域的ABR2，但ABR1和ABR2都在某一个非主干区域中，这样的区域又被称为传送区域。
配置虚链路的区域必须拥有全部的路由选择信息。
传送区域不能是一个末梢区域

OSPF中LSA类型：

路由器LSA：始发路由：域内所有的路由器。作用：列出路由器的所有链路或接口。
网络LSA：始发路由：DR。作用：列出与之相连的所有路由器，在产生这条网络LSA的区域内部进行泛洪。
网络汇总LSA：始发路由：ABR。作用：将发送给网络的另一个区域，用来通告该区域外部的目的地址。
ASBR汇总LSA：始发路由：ABR。作用：通告汇总LSA的目的地是一个ASBR。
自治系统外部LSA：始发路由：ABR。作用：用来通告到达OSPF自治系统外部的目的地或者到达OSPF自治系统外部的默认路由的LSA。
多播OSPF：始发路由：组成员路由器。作用：利用链路状态数据库的信息构造用于多播报文的多播发布树。
NSSA外部LSA：始发路由：ASBR。作用：通告仅在始发这个NSSA的非完全存根区域内部进行泛洪。

每种区域内允许泛洪的LSA类型

区域类型	1,2	3	4,5	7
主干区域	允许	允许	允许	不允许
非主干区域、非存根区域	允许	允许	允许	不允许
存根区域	允许	允许	不允许	不允许
完全存根区域	允许	不允许	不允许	不允许
NSSA	允许	允许	不允许	允许

DR和BDR选举规则：

指定路由器（DR）：在接口所连接的个邻居路由器中具有最高优先级的路由器。

备份指定路由器（BDR）：在各邻居路由器中具有次高优先级的路由器。

1.首先比较Hello包的优先级，最高的为DR，次高的为BDR，默认优先级都为1。优先级为0，不参加DR/BDR选举。

2.优先级相同时，比较路由ID，路由id大的为DR，次之为BDR。

3.如果已经选举出DR和BDR，即使有优先级更高的路由器加入进来，也不会重新选举。

4.如果DR发生故障，BDR直接成为DR，重新选举新的BDR

OSPF区域类型：

标准区域：接收链路更新信息和路由汇总
主干区域（传递区域）：主干区域是连接各个区域的中心实体，所有其他区域都要连接主干区域交换路由信息，拥有标准区域的所有性质。
存根区域（Stub区域）：区域内ABR不允许注入自治系统外部LSA，从而大大减少路由表规模。该区域ABR生成一条默认路由，并发布给本区域内非ABR路由器（只出不进）
完全存根区域（Totally Stub区域）：完全存根区域的的ABR不会将区域间的路由信息和外部自治系统路由信息传递到本区域。
不完全存根区域（NSSA）：stub区域的变形，不允许自治系统外部LSA注入，允许NSSA外部LSA注入。NSSA外部LSA由NSSA的ABSR产生，在NSSA内传播。

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