OSPF協(xié)議簡(jiǎn)介及單區(qū)域OSPF路由簡(jiǎn)單實(shí)例

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前言

OSPF路由協(xié)議是用于網(wǎng)際協(xié)議（IP）網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。該協(xié)議使用鏈路狀態(tài)路由算法的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），在單一自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)部工作。適用于IPv4的OSPFv2協(xié)議定義于RFC 2328，RFC 5340定義了適用于IPv6的OSPFv3。

開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先（Open Shortest Path First，OSPF）是目前廣泛使用的一種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，它屬于鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，具有路由變化收斂速度快、無(wú)路由環(huán)路、支持變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VLSM）和匯總、層次區(qū)域劃分等優(yōu)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)中使用OSPF協(xié)議后，大部分路由將由OSPF協(xié)議自行計(jì)算和生成，無(wú)須網(wǎng)絡(luò)管理員人工配置，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，協(xié)議可以自動(dòng)計(jì)算、更正路由，極大地方便了網(wǎng)絡(luò)管理。但如果使用時(shí)不結(jié)合具體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境，不做好細(xì)致的規(guī)劃，OSPF協(xié)議的使用效果會(huì)大打折扣，甚至引發(fā)故障。

OSPF協(xié)議是一種鏈路狀態(tài)協(xié)議。每個(gè)路由器負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)、維護(hù)與鄰居的關(guān)系，并將已知的鄰居列表和鏈路費(fèi)用LSU(Link State Update)報(bào)文描述，通過(guò)可靠的泛洪與自治系統(tǒng)AS(Autonomous System)內(nèi)的其他路由器周期性的交互，學(xué)習(xí)到整個(gè)自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);并通過(guò)自治系統(tǒng)邊界的路由器注入其他AS的路由信息，從而得到整個(gè)Internet的路由信息。每隔一個(gè)特定時(shí)間或當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，重新生成LSA，路由器通過(guò)泛洪機(jī)制將新LSA通告出去，以便實(shí)現(xiàn)路由的實(shí)時(shí)更新。

一：OSPF的基本概念和工作過(guò)程

1.1：OSPF路由協(xié)議概述

1.1.1：自治系統(tǒng)（AS）

多個(gè)路由跑相同路由進(jìn)程協(xié)議的區(qū)域 成為AS區(qū)域系統(tǒng)。

1.1.2：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）

在區(qū)域內(nèi)部跑的進(jìn)程協(xié)議

如：RIP，OSPF，ISIS等

1.1.3：外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）

在區(qū)域外跑的進(jìn)程協(xié)議

1.1.4：OSPF是鏈路狀態(tài)路由協(xié)議

1.2：OSPF的工作過(guò)程

1.2.1：建立鄰居列表

如圖，A通過(guò)建立鄰接關(guān)系，學(xué)習(xí)到所有的鏈路狀態(tài)信息，即所有的網(wǎng)段信息。

1.2.2：鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)

A將學(xué)習(xí)到的鏈路狀態(tài)信息存儲(chǔ)在自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.2.3：形成路由表

A的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò) Dijkstra算法 算出A到達(dá)每一個(gè)地點(diǎn)的最短路徑，形成最短路徑樹(shù)。最終生成路由表。

1.3：OSPF的基本概念

1.3.1：OSPF區(qū)域

OSPF在AS內(nèi)劃分多個(gè)區(qū)域，其中必須有個(gè)骨干區(qū)域，且骨干區(qū)域有且僅有一個(gè)。骨干區(qū)域負(fù)責(zé)區(qū)域間路由信息傳播。

另，其他區(qū)域必須經(jīng)過(guò)骨干區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)，所有區(qū)域必須和骨干區(qū)域直接連接！

其他稱作標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域或非主干區(qū)域。

區(qū)域ID可以表示層一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)字。即area 0（0-9）

每個(gè)OSPF路由器只維護(hù)所在區(qū)域的完整鏈路狀態(tài)信息

1.3.2：Router ID

OSPF區(qū)域內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)路由器的IP地址。

1.3.3：Router ID選取規(guī)則

優(yōu)先選取loopback接口最為Router ID，因?yàn)閘oopback是路由器上的虛接口，這樣的話，即使物理端口損壞也不影響Router ID。

也可以使用 router-id 命令指定Router ID。這個(gè)命令是我們常用的。

1.3.4：DR 和 BDR

DR ，BDR 和其他路由中

1 DR： 區(qū)域當(dāng)中的主路由，有且僅有一個(gè)

2 BDR:區(qū)域當(dāng)中的備份路由，有且僅有一個(gè)

3 除了DR 和 BDR 都是其他路由

其他路由器只和 DR 和 BDR 形成鄰接關(guān)系。主路由負(fù)責(zé)通告信息，備份路由負(fù)責(zé)準(zhǔn)備頂替 DR

其他路由器發(fā)送信息只能到達(dá)DR 和BDR（一個(gè)組播） ，DR再發(fā)送通告信息（第二個(gè)組播）。其中存在兩個(gè)組播信息。

DR 和 BDR 負(fù)責(zé)監(jiān)控其他路由發(fā)來(lái)的信息。

1.3.5：DR 和 BDR 的選舉方法

路由優(yōu)先級(jí)也被稱為路由的“管理距離”，是一個(gè)正整數(shù)，范圍0~255，它用于指定路由協(xié)議的優(yōu)先級(jí)。

常見(jiàn)的OSPF路由優(yōu)先級(jí)為110.

1.3.6：DR 和 BDR 的選舉過(guò)程

路由器的優(yōu)先級(jí)可以影響一個(gè)選舉過(guò)程，但是他不能強(qiáng)制更換已經(jīng)存在的DR或BDR路由器。

即，我們第一個(gè)啟動(dòng)的OSPF路由器就會(huì)變成DR。第二個(gè)啟動(dòng)的OSPF的路由器會(huì)變成BDR。而第三個(gè)和以后開(kāi)啟的路由器即使路徑再短，也無(wú)法更改現(xiàn)有的DR 和 BDR。

1.3.7：OSPF的組播地址

224.0.0.5 DR/BDR發(fā)出的

224.0.0.6 其他路由發(fā)出的

1.3.8：OSPF的度量值為COST

COST=10^8/BW BW(帶寬) COST 數(shù)制越小越好，說(shuō)明帶寬越高

COST越低，帶寬越高，路徑越短。

最短路徑是基于接口指定的代價(jià)cost計(jì)算的

二：OSPF的數(shù)據(jù)包類型

2.1：OSPF數(shù)據(jù)包

承載在IP數(shù)據(jù)包內(nèi)，使用協(xié)議號(hào)89

2.2：OSPF的包類型

三：OSPF鄰接關(guān)系

3.1：OSPF鄰接關(guān)系的建立（7個(gè)狀態(tài)）（重點(diǎn)）

3.2：OSPF的網(wǎng)絡(luò)類型

3.3：以下幾方面考慮OSPF的使用（應(yīng)用環(huán)境）

3.4：OSPF的特點(diǎn)（重點(diǎn)）

3.5：OSPF與RIP的比較

四：OSPF單域的配置

4.1：OSPF的基本配置命令

五：OSPF單域配置實(shí)驗(yàn)

5.1：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h4>

配置OSPF實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互通

5.2：環(huán)境

GNS3軟件

三臺(tái)初始化路由器

兩臺(tái)初始化主機(jī)

5.3：實(shí)驗(yàn)過(guò)程（七步）

5.4：總結(jié)

1.注意IP地址不要搞錯(cuò)

2.配置Router ID 命令：

int loopback 0

ip add 1.1.1.1 255.255.255.255

no shut

3.配置OSPF命令

router ospf 1（同一個(gè)區(qū)域，路由器的進(jìn)程號(hào)必須相同）

router-id 1.1.1.1（進(jìn)入router id）

network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0（宣告直連網(wǎng)段和區(qū)域）