OSPF的基本概念、邻居关系建立以及工作过程

OSPF是链路状态路由协议

OSPF的工作过程(三张表)

邻居列表
链路状态数据库
路由表

OSPF的三种通信量

域内通信量(Intra-Area Traffic)
单个区域内的路由器之间交换数据包构成的通信量
域间通信量(Inter-Area Traffic)
不同区域的路由器之间交换数据包构成的通信量
外部通信量(External Traffic)
OSPF域内的路由器与OSPF区域外或另一个自治系统内的路由器之间交换数据包构成的通信量

OSPF的路由器类型

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邻居状态机

(1) Down:邻居状态机的初始状态，是指在过去的Dead-Interval时间内没有收到对方的He1lo报文或OSPF没启动时。
(1-2) Attempt:只适用于NBMA类型的接口，处于本状态时，定期向那些手工配置的邻居发送HELLO报文。
(2) Init:本状态表示已经收到了邻居的HELLO报文，但是该报文中列出的邻居中没有包含我的Router
ID(对方并没有收到我发的HELLO报文）。
(3)
2-Way:本状态表示双方互相收到了对端发送的HELLO报文，建立了邻居关系。在广播和NBMA类型的网络中，两个接口状态是DROther的路由器之间将停留在此状态。
其他情况状态机将继续转入高级状态。
(4)ExStart:在此状态下，路由器和它的邻居之间通过互相交换DD报文（该报文并不包含实际的内容，只包含一些标志位）来决定发送时的主/从关系。建立主/从关系主要是为了保证在后续的DD报文交换中能够有序的发送。
(5) Exchange:路由器将本地的LSDB用DD报文来描述，并发给邻居。
(6) Loading:路由器发送LSR报文向邻居请求对方的DD报文。
(7) Full:在此状态下，邻居路由器的LSDB中所有的LSA本路由器全都有了。即，本路由器和邻居建立了邻接（adjacency）状态。

OSPF的基本概念

1:OSPF区域

为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域
每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息

区域ID

区域ID可以表示成一个十进制的数字
也可以表示成一个IP

骨干区域Area 0

负责区域间路由信息传播

非骨干区域

2:Router ID

OSPF区域内唯标识路由器的IP地址

Router ID选取规则

选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的
也可以使用router-id命令指定Router lD

3:DR和BDR

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4:指定路由器(DR)

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5:其他路由器(DRothers)只和DR及BDR形成邻接关系

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6:DR和BDR的选举方法

自动选举DR和BDR

网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR

手工选择DR和BDR

优先级范围是0～255，数值越大，优先级越高，默认为1
·如果优先级相同，则需要比较Router ID
如果路由器的优先级被设置为0，它将不参与DR和DBR的选举

DR和BDR的选举过程

路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器

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OSPF的组播地址

224.0.0.5（DR）
224.0.0.6(DR、BDR)

DR和BDR的选举方法

自动选举DR和BDR

网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR

手工选择DR和BDR

优先级范围是0～255，数值越大，优先级越高，默认为1
如果优先级相同，则需要比较Router ID
如果路由器的优先级被设置为0，它将不参与DR和DBR的选举

7:OSPF的度量值为COST

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OSPF的应用环境

从以下几方面考虑OSPF的使用

网络规模
网络拓扑
其他特殊要求
路由器自身要求

OSPF的特点

可适应大规模网络
路由变化收敛速度快
无路由环
支持变长子网掩码VLSM
支持区域划分
支持以组播地址发送协议报

OSPF与RIP的比较
OSPF的基本概念、邻居关系建立以及工作过程

OSPF邻接关系的建立

(1)OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程

OSPF的基本概念、邻居关系建立以及工作过程

(2)OSPF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系

OSPF的基本概念、邻居关系建立以及工作过程

COST= 10的8次方/BW
最短路径是基于接口指定的代价(cost)计算的

OSPF的数据包类型

OSPF数据包

承载在lP数据包内，使用协议号89

OSPF的包类型

OSPF的基本概念、邻居关系建立以及工作过程

OSPF建立邻居的条件

1、ROUTER ID不能相同;
2、HELLO时间必须一致;
3、DEAD时间必须一致;
4、区域lD必须相同;
5、认证必须相同;
6、STUB标志位必须相同(直连路由器特殊区域要求一致);
7、三层MTU不匹配无法形成邻接关系（一边是EXSTART,一边是EXCHANGE);
8、OSPF版本号不同（目前版本为2);
9、当OSPF网络类型是MA时，要求掩码一定一致（两个邻居)。因为会出现DR和LSA-2，无法描述网段。

OSPF的网络类型

OSPF将网络划分为四种类型

点到点网络(Point-to-Point)
广播多路访问网络（Broadcast MultiAccess，BMA)
非广播多路访问网络(None Broadcast MultiAccess,NBMA)
点到多点网络(Point-to-Multipoint)

OSPF的区域类型

1:骨干区域Area 0
2:非骨干区域–根据能够学习的路由种类来区分
3:标准区域

末梢区域(stub)
完全末梢(Totally.stubby)区域
非纯末梢区域(NSSA)

链路状态数据库的组成

每个路由器都创建了由每个接口、对应的相邻节点和接口速度组成的数据库
链路状态数据库中每个条目称为LSA(链路状态通告)，常见的有六种LSA类型
第一类LSA: Router-LSA
由每个路由器生成,描述了路由器的链路状态和花费，传递到整个区域

第二类LSA: Network-LSA

由指定路由器DR生成，描述了本网段的链路状态，传递到整个区域

第三类LSA: Net-Summary-LSA

由ABR生成,描述了区域内某一网段的路由，传递到相关区域

第四类LSA: ASBR summary LSA

由ABR产生，但是它是一条主机路由，指向ASBR路由器地址的路由

第五类LSA:自治系统外部LSA(Autonomous system external LSA)

由ASBR产生，告诉相同自治区的路由器通往外部自治区的路径
自治系统外部LSA是唯一不和具体的区域相关联的LSA通告，将在整个自治系统中进行洪泛

第六类LSA:组成员LSA(Group membership LSA)

目前不支持组播OSPF （MOSPF 协议)

第七类LSA: NSSA外部 LSA(NSSA External LSA)

由 ASBR产生，几乎和第五类LSA通告是相同的，但 NSSA外部 LSA通告仅仅在始发这个
NSSA外部LSA通告的非纯末梢区域内部进行泛洪