路由协议之OSPF总结（比较详细，好理解）

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OSPF（open shortest pass first 开放最短路径优先）

因为OSPF相对最常用，比较重要一些，所以相对于之前那篇RIP，EIGRP的文章， 这里还是决定 总结的详细一点。

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是链路状态协议（还有一个IS-IS，IS-IS用的是OSI模型，而不是TCP/IP模型，用于运营商，电信，联通等， IS-IS不会再深入研究，听我们老师说这方面的学习资料现在也挺难找的，现在CCIE也不考了）

区别于距离矢量路由协议，ospf每个路由器都掌握所在区域上所有路由器的链路状态信息，了解整个网络的拓扑情况，因此可以独立的计算出到达任意目的地的路由。
（RIP是一步一步和邻居问路，走一步看一步）

特点：

无类路由协议，支持VLSM
组播地址：224.0.0.5 224.0.0.6
（224.0.0.5代表所有ospf路由器的组；224.0.0.6代表DR，BDR）
SPF最短路径优先算法
支持认证

这里简单说一下对组播地址的理解：可以把组播地址看成一个微信群号，任何成员（组播源）往微信群（组播IP）里发送消息（组播数据），这个群里的成员（组播接收者）都会接收到此消息。

区域：

每个区域的路由器只保留本区域的链路状态信息（LSDB），这样可以使得路由器的链路状态数据库不会过大。 这也使得ospf能很好应用于大型网络。

区域的分类：
1.简单整体来看可分为这两种：
骨干区域（area0）：必须有，且只有一个，必须连接所有非骨干区域。一般情况骨干区域中没有终端用户。
非骨干区域：根据实际情况划分，必须连接area0，主要用来连接终端用户和资源。
2.根据与外部路由器间关系可分为：
标准区域（Standerd）：一个标准区域可以接收链路更新信息和路由总结
主干区域（Area0）：具备标准区域所有性质
存根区域（Stub）：不接受AS自治系统以外的路由信息
完全存根区域（TStub）：不接受外部AS 以及 AS内其他区域的路由信息
不完全存根区域（NSAA）：类似于存根区域，区别是 允许接收以LSA Type 7发送的外部路由信息，并且要把LSA Type 7转换成LSA Type 5

路由器身份：

1.从整体看：
ABR：区域边界路由器，连接不同ospf区域 ABR负责把自己区域路由的摘要信息发送到area0，area0的ABR负责把信息发送到各个区域
ASBR：自治系统边界路由器，连接ospf网络与非ospf网络 ASBR负责把非ospf网络信息传入ospf网络
2.从单独一个区域看：
内部路由器：所有端口在同一区域的路由器，维护一个链路状态数据库。
主干路由器：具有连接area0的端口的路由器
3.从区域的单独一个网段看
DR：指定路由器
BDR：备份指定路由器
DRothers：非DR，BDR的路由器

DR，BDR的选举：

这里先顺便介绍几个ospf网络类型：
1.广播多路访问型（如以太网）；2.非广播多路访问型NBMA（如Frame Relay帧中继，X.25广域网，ATM）；3.点到点型（如PPP，HDLC）；4.点到多点型

我们还要知道选举DR，BDR的目的，作用是什么？

在一个区域中（这里的区域指同一网段的路由器，区分area几区域），只需要DR作为区域中心与区域外路由器建立邻居关系，并收集所有链路状态信息，这样可以减少大量开销，节省带宽，降低路由器压力

在广播网络上，DR和BDR都使用组播地址224.0.0.6来接收链路状态更新报文。

在下面这个图中，RTA，RTB只需要与DR，BDR建立邻接关系，而他俩之间只是邻居关系即可。（邻居，邻接在下面有详细介绍）

然后注意几点：

1.只要是多路访问型网络（广播和NBMA），就会选举DR，BDR
2.不同网段间选DR，BDR，而不是每个OSPF区域为单位选举
3.DR，BDR，DRothers 说的都是接口，不是设备
4.设备优先级设置为0不参与选举；DR，BDR不可以抢占；DR down掉后，BDR直升DR，重新选举BDR
5.OSPF系统启动后，若40s内没有新设备接入就会开始选举，所以为保证DR与BDR的选举不发生意外，建议优先配置想成为DR与BDR的设备。

选举规则，过程：
邻居发现完成后，开始选举
1）先比较路由器优先级（默认都是1），高的做DR，次高BDR；
2）优先级相同，比较RID（router-id），高的是DR。
RID可以是人为指定（最好，不会受地址变动的影响）；或设备最大的环回口ip；或物理接口ip地址最大的。

为了进一步理解DR，BDR，下面看一个例题：

ospf工作过程：

使用组播地址在所有开启ospf的接口发送Hello包，建立邻居关系，形成邻居表；之后互相发送LSA（链路状态信息）相互通告路由，
形成LSDB（链路状态数据库），再通过SPF算法（无环），计算最佳路径后放入路由表。
（与EIGRP很像，先要形成邻居关系，产生邻居表；只不过然后相互发送的不是路由表，而是LSA）

更具体的看这个过程：

一.OSPF邻居的建立：

邻居有两个状态：邻居 和 邻接
只交换了Hello包是邻居；邻居交互了LSA互相同步LSDB才能称为邻接（所以邻接一定是邻居，邻居不一定邻接）

下面把邻居到邻接的详细步骤放在下面，有兴趣可以仔细看一下， 其中涉及ospf路由器的几个状态：
1.Down：这是邻居的初始状态，表示没有在邻居失效时间间隔内收到来自邻居路由器的Hello数据包。
2.Attempt：此状态只在NBMA网络上存在，表示没有收到邻居的任何信息，但是已经周期性的向邻居发送报文，发送间隔为HelloInterval。如果RouterDeadInterval间隔内未收到邻居的Hello报文，则转为Down状态。
3.Init：在此状态下，路由器已经从邻居收到了Hello报文，但是自己不在所收到的Hello报文的邻居列表中，尚未与邻居建立双向通信关系。
4. 2-Way：在此状态下，双向通信已经建立，但是没有与邻居建立邻接关系。这是建立邻接关系以前的最高级状态。
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到 2-way这个状态已经建立了邻居关系，下面开始建立邻接

    5.ExStart：这是形成邻接关系的第一个步骤，邻居状态变成此状态以后，路由器开始向邻居发送DD报文。主从关系是在此状态下形成的，初始DD序列号也是在此状态下决定的。在此状态下发送的DD报文不包含链路状态描述。
    6.Exchange：此状态下路由器相互发送包含链路状态信息摘要的DD报文，描述本地LSDB的内容。
    7.Loading：相互发送LSR报文请求LSA，发送LSU报文通告LSA。
    8.Full：路由器的LSDB已经同步。 到此也代表着邻接关系建立

    这些状态其实当我们show ospf neighbor时可以看得到

    2.OSPF的更新：
    1.支持触发更新，一旦拓扑发生变化便会更新
    2.也会周期性更新（30分钟一次）
    3.当收到一条LSA之后，首先查看是否在LSDB中，若没有则加入LSDB，回复LSACK。继续泛洪出去，并且通过SPF算法计算最佳路径并加入路由表。
    若存在，则比较谁的更“新”（看序号），序号大者新，若本地不如收到的新，更新本地LSDB并泛洪，且通过SPF算法计算最佳路径并加入路由表，若本地的比收到的新，则将本地的泛洪出去。
    （泛洪的理解：路由器或交换机 将某个接口收到的数据流从除该接口之外的所有接口发送出去。）

    5种报文类型：

    （OSPF报文封装在ip报文种 协议号89。）

    1.Hello：最常用的一种报文，用于发现，维护邻居关系；并在广播和NBMA网络中用于选举DR，BDR
    2.DD（Database Description）：两台路由器进行LSDB同步时，用DD报文描述自己的LSDB。DD报文内容相当于一个目录，只包含LSDB中每一条LSA的头部。
    3.LSR（Link State Request）：两个路由器交换了DD之后，知道对端路由器哪些LSA是自己没有的，这时发送LSR请求自己缺少的LSA
    4.LSU（Link State Update）：回应LSR，向对端路由器发送他所需的LSA
    5.LSAck：接收到LSU后返还的确认

    6种常用OSPF LSA类型：

    LSA Type1：router LSA由每台路由器为所属的区域产生的LSA，描述本区域路由器链路到该区域的状态和代价。一个边界路由器可能产生多个LSA TYPE1。

    LSA Type2：由DR产生。含有连接某个区域路由器的所有链路状态和代价信息。只有DR可以监测该信息。

    LSA Type3：由ABR产生，含有ABR与本地内部路由器连接信息，可以描述本区域到area0的链路信息。它通常汇总缺省路由而不是传送汇总的OSPF信息给其他网络。

    LSA Type4：由ABR产生，由主干区域发送到其他ABR, 含有ASBR的链路信息，与LSA TYPE 3的区别在于TYPE 4描述到OSPF网络的外部路由，而TYPE 3则描述区域内路由。

    LSA Type5：由ASBR产生，含有关于自治域外的链路信息。除了存根区域和完全存根区域，LSA TYPE 5在整个网络中发送。

    LSA Type7：由ASBR产生的关于NSSA的信息。LSA TYPE 7可以转换为LSA TYPE 5。

    如果有小伙伴想详细了解下OSPF中不同类型LSA的内容，可以点击这里看这个博主写的文章

    配置命令

    最后简单写一下常用的配置命令吧（我这里写的是华为设备的配置，思科的类似）

    1.基本配置

    odpf router-id 1.1.1.1

    这个命令使能ospf 并且配置了Router-id

    area 0
network 192.168.1.0 0.0.0.255

    先要指明区域；
    下面network命令指定运行ospf协议的接口， 后面跟的是反掩码。（反掩码就是 “0”表示此位必须严格匹配；“1”表示该地址可以为任意值）

    2.查看邻居状态：

    display ospf peer

    包括了区域，邻居状态，邻居协商的主从状态，DR，BDR情况

    3.OSPF认证

    希望对你有所帮助

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