OSPF路由协议（云计算随笔）

OSPF路由协议（云计算随笔）

OSPF路由协议

一、概述

OSPF是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous system,AS）内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（IGP），故运作于自治系统内部。

OSPF又叫开放的最短路径优先协议，其中AS是指由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合。

1.按自治系统分为IGP:内部网关路由协议，运行在As内部的路由协议，主要解决As内部的选路问题，发现、计算路由。主要:RIP1/RIP2、OSPF、ISIS、EIGRP（思科私有协议)EGP:外部网关路由协议，运行在As与As之间的路由协议，他解决As之间选路问题。通常:BGP2.按协议类型分类距离矢量路由协议:RIP1/2、BGP(路径矢量协议）、EIGRP（高级距离矢量协议)路由器对全网拓扑不完全了解。是"传说的路由"，z发路由信息给B，B加上自己的度量值又发给c，路由表里的条目是听来的。

链路状态路由协议:OSPF、ISIS路由器对全网拓扑完全了解。是"传信的路由"，A将信息放在一封信里发给B，B对其不做任何改变，拷贝下来，并将自己的信息放在另一封信里，两封信一起给C，这样，信息没有任何改变和丢失，最后所有路由器都收到相同的一堆信，这一堆信就是LSDB。然后，每个路由器运用相同的SPF算法，以自己为根，计算出SPF Tree(即到达目的地的各个方案），选出最佳路径，放入路由表中。

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

二、OSPF工作原理

OSPF的简单说就是两个相邻的路由器通过发报文的形式成为邻居关系，邻居再相互发送链路状态信息形成邻接关系，之后各自根据最短路径算法算出路由，放在OSPF路由表，OSPF路由与其他路由比较后优的加入全局路由表。整个过程使用了五种报文、三个阶段、四张表。

五种报文

Hello报文：建立并维护邻居关系。

DBD报文：发送链路状态头部信息。

LSR报文：把从DBD中找出需要的链路状态头部信息传给邻居，请求完整信息。

LSU报文：将LSR请求的头部信息对应的完整信息发给邻居。

LSACK:收到LSU报文后确认该报文。

三个阶段

邻居发现：通过发送Hello报文形成邻居关系。

路由通告：邻居间发送链路状态信息形成邻接关系。

路由计算：根据最短路径算法算出路由表。

四张表

邻居表：主要记录形成邻居关系路由器。

链路状态数据库：记录链路状态信息。

OSPF路由表：通过链路状态数据库得出。

全局路由表：OSPF路由与其他比较得出。

其工作过程

1、建立邻居表2、形成链路状态数据库3、形成路由表建立邻接关系-->学习链路状态信息--->链路状态数据库--Dijkstra算法--->最短路径树--->路由表

三、OSPF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

router ID ：OSPF区域唯一标识路由器的IP地址

Router ID选取规则：选取路由器loop back接口上数值最高的IP地址；如果没有loop back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 ID

2.DR和BDR

广播网络中建立邻接关系；构成n（n-1）/2个邻接关系

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 lD如果路由器的优先级被设置为0，它将不参与DR和BDR的选举

选举过程

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

​ OSPF的组播地址：224.0.0.5

3.OSPF的度量值为COST

COST=10^8/BW

最短路径是基于接口指定的代价（cost）计算的

4.OSPF的数据包类型

OSPF数据包：承载在IP数据包内，使用协议号89

OSPF的包类型：

四、OSPF邻接关系的建立

OSPF启动的第一个阶段是使用hello报文建立双向通信的过程


OPSF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系



DR和BDR选举完成后就进入到exstart状态；双发通过DBD报文交换摘要信息到exchange状态；loading状态时加载详细信息，请求>回复>确认的过程；双方链路状态一致，建立完全邻接关系FULL状态

五、OSPF的网络类型

OSPF支持的网络类型

点到点网络：自动发现邻居，不需DR/BDR、组播224.0.0.5广播型多路访问网络：自动发现邻居、选举DR/BDR、组播224.0.0.5、224.0.0.6非广播型多路访问(NBMA）网络：手工指定邻居、选DR/BDR、单播P2MP网络：自动发现邻居，不需DR/BDR、组播224.0.0.5

六、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

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