动态路由协议ospf学习笔记.docx

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动态路由协议ospf学习笔记

1.1种链路状态内部网关协议

OSPF（OpenShortestPathFirst，开放最短路径优先）是IETF（InternetEngineeringTaskForce，互联网工程任务组）组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议。

目前针对IPv4协议使用的是OSPFVersion2。

Ipv6环境中使用的是ospfversion3

2.2种关系的区别

1）邻居

路由器启动后，会通过接口向外发送Hello报文，收到Hello报文的路由器会检查报文中所定义的参数，如果双方一致就会形成邻居关系

2）邻接

只有当双方成功交换DD报文，交换LSA并达到LSDB同步之后，才形成邻接关系

3.2组特殊区域

1）Stub区域和TotallyStub区域

Stub区域只接入区域间的路由，不接受as外的路由，为了接收as外的路由，需要发布一条3类lsa缺省路由给区域其他路由器，保持路由可达；

Totallystub区域不仅仅是不接收as外的路由，甚至连到区域间的路由都不接收了，完全的孤陋寡闻，为了避免不雯国事变out，只能发布一条3类lsa给区域内其他路由器；

2）NSSA区域和TotallyNSSA区域

Nssa区域相对于stub区域，是对as外部路由可以引用的（stub不能引入），并且产生了特有的7类lsa通告自己区域，相关信息在asr处变化成5类lsa，通告给其他区域。

注意，nssa和相同as内的其他区域还是互通有无的。

Totallynssa区域仍然有7类lsa，但是不再接收区域间的路由信息（自闭...），为了互通，只能也和stub一样，发布一条3类lsa给区域的其他路由器了事。

小结

1.两类区域的最大区别在于对是否引入不同as的路由（外部路由）上，并且产生的lsa也有所不同。

2.完全stub和完全nssa都是不和相同as内的其他区域通信，整个一自闭狂，但是不通信还不行，只能产生缺省路由lsa解决。

4.虚连接的2个作用

1.特殊环境下某个非骨干区域无法和骨干区域直连，需要通过虚连接保证其和骨干区域进行区域间路由的交互；

2.保证提供冗余的备份链路，防止因为骨干区域路由器因为链路问题失联；

5.广播型网络类型路由器3种角色

DR,BDR.DRother

1）为啥会产生？

为了减少因为要达成两两邻接关系导致的报文消耗带宽和性能！

DR:

使用领袖机制，选举出来DR，大家有事别各说各有理，找DR裁决吧！

DR有新消息，也会及时通知给大家伙，跟村官差不多。

BDR：

有了一把手主持工作，也得有个二把手做个备份，万一哪天一把手被撸了，二把手也可以速度的顶上...

DRother：

群众，属于友情演出的部分，有事找领导，没事洗洗睡吧...

2）DR/BDR的选举

每个人都相信自己“王侯将相宁有种乎？

！

”，因此一上来每个人都发hello包通知自己是领导。

肯定得有个选举规矩，这个规矩就是pk每个人的路由优先级和router-id。

先比较路由优先级，谁大谁是DR，谁次大，谁是DBR。

路由器优先级一样的，再pk路由器id，谁大谁是DR，谁次大，谁是DBR。

剩下的，可以消停了。

另外

DR/BDR选出来就一直不变，外来户再NB，也不能再成为DR或者BDR了（地方保护主义！

）

只有广播型及NBMA类型网络才有这个选举规则；

DR/BDR选举是村官的选举，不是市级或者省级领导的选举（只能在一个接口那一个网段上，这两个概念是针对接口的，不是针对路由器！

）

6.4种路由器类型

1.区域内路由器（InternalRouter）

该类路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域。

2.区域边界路由器ABR

该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域。

ABR用来连接骨干区域和非骨干区域，它与骨干区域之间既可以是物理连接，也可以是逻辑上的连接（虚连接解决）。

3.骨干路由器（BackboneRouter）

该类路由器至少有一个接口属于骨干区域。

因此，所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器。

4.自治系统边界路由器ASBR

与其他AS交换路由信息的路由器称为ASBR。

ASBR并不一定位于AS的边界，它有可能是区域内路由器，也有可能是ABR。

只要一台OSPF路由器引入了外部路由的信息，它就成为ASBR。

7.4类路由

OSPF将路由分为四类，按照优先级从高到低的顺序依次为：

1）区域内路由（IntraArea）

2）区域间路由（InterArea）

3）第一类外部路由（Type1External）：

这类路由的可信程度较高，并且和OSPF自身路由的开销具有可比性，所以到第一类外部路由的开销等于本路由器到相应的ASBR的开销与ASBR到该路由目的地址的开销之和。

4）第二类外部路由（Type2External）：

这类路由的可信度比较低，所以OSPF协议认为从ASBR到自治系统之外的开销远远大于在自治系统之内到达ASBR的开销。

所以计算路由开销时将

主要考虑前者，即到第二类外部路由的开销等于ASBR到该路由目的地址的开销。

如果计算出开销值相等的两条路由，再考虑本路由器到相应的ASBR的开销。

区域内和区域间路由描述的是AS内部的网络结构，外部路由则描述了应该如何选择到AS以外目的地址的路由。

8.4种网络类型

OSPF根据链路层协议类型将网络分为下列四种类型：

•广播（Broadcast）类型

当链路层协议是Ethernet、FDDI时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是Broadcast。

在该类型的网络中，通常以组播形式（OSPF路由器的预留IP组播地址是224.0.0.5，OSPFDR的预留IP组播地址是224.0.0.6）发送Hello报文、LSU报文和

LSAck报文；以单播形式发送DD报文和LSR报文。

•NBMA（Non-BroadcastMulti-Access，非广播多路访问）类型当链路层协议是帧中继、ATM或X.25时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是NBMA。

在该类型的网络中，以单播形式发送协议报文。

•P2MP（Point-to-MultiPoint，点到多点）类型

没有一种链路层协议会被缺省的认为是P2MP类型。

P2MP必须是由其他的网络类型强制更改的，常用做法是将NBMA网络改为P2MP网络。

在该类型的网络中，缺省情况下，以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文。

可以根据用户需要，以单播形式发送协议报文。

•P2P（Point-to-Point，点到点）类型

当链路层协议是PPP、HDLC时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是P2P。

在该类型的网络中，以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文。

9.5种报文类型

•Hello报文

周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系，以及进行DR（DesignatedRouter，指定路由器）/BDR（BackupDesignatedRouter，备份指定路由器）的选举。

•DD（DatabaseDescription，数据库描述）报文

描述了本地LSDB（LinkStateDatabase，

链路状态数据库）中每一条LSA（LinkStateAdvertisement，链路状态通告）的摘要信息，用于两台路由器进行数据库同步。

•LSR（LinkStateRequest，链路状态请求）报文

向对方请求所需的LSA。

两台路由器互相交换DD报文之后，得知对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。

•LSU（LinkStateUpdate，链路状态更新）报文

向对方发送其所需要的LSA。

•LSAck（LinkStateAcknowledgment，链路状态确认）报文

用来对收到的LSA进行确认。

10.6种LSA类型

OSPF中对链路状态信息的描述都是封装在LSA中发布出去，常用的LSA有以下几种类型：

•RouterLSA（Type1）：

由每个路由器产生，描述路由器的链路状态和开销，在其始发的区域内传播。

•NetworkLSA（Type2）

由DR产生，描述本网段所有路由器的链路状态，在其始发的区域内传播。

•NetworkSummaryLSA（Type3）

由ABR（AreaBorderRouter，区域边界路由器）产生，描述区域内某个网段的路由，并通告给其他区域。

•ASBRSummaryLSA（Type4）

由ABR产生，描述到ASBR（AutonomousSystemBoundaryRouter，自治系统边界路由器）的路由，通告给相关区域。

•ASExternalLSA（Type5）

由ASBR产生，描述到AS（AutonomousSystem，自治系统）外部的路由，通告到所有的区域（除了Stub区域和NSSA区域）。

•NSSAExternalLSA（Type7）

由NSSA（Not-So-StubbyArea）区域内的ASBR产生，描述到AS外部的路由，仅在NSSA区域内传播。

11.7大状态机

Ospf的邻接关系从初始状态到同步完成，需要修炼层层递进的7层，完成7大状态机，经过7级修炼大法，方成正果。

任何一层失败，都完不成ospf的同步状态，功亏一篑。

7层修炼大法分别是：

（1）.Down,初始状态

（2）.Init,互相发送Hello报文，hello报文中包含RouterID，AreaID，各种定时器，认证，DR信息，接口优先级等等。

（3）.Two-way,路由器收到对方的Hello包，网络中非DR，BDR路由器之间就是这种状态，也是一种稳态。

（4）.EXstart,确立主从关系，router-id高的路由器成为主路由器，如果MTU值不匹配，将停留在此阶段。

（5）.Exchange,主从关系确立后，开始交换DBD报文，LSDB同步的第一个阶段，主要建立LSDB的总体框架，

（6）.Loading,加载DBD，发送LSR，通过更新LSU，LSA报文，交换相互缺少的DD报文，完成LSDB的同步。

第二个阶段。

（7）.FULL,同步完成后，建立邻接关系。

以后LSA的交换，用LSU报文进行。

12.8个特点

1.适应范围广

支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。

2.快速收敛

在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。

3.无自环

由于OSPF根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法本身保证了不会生成自环路由。

4.区域划分

允许自治系统的网络被划分成区域来管理。

路由器链路状态数据库的减小降低了内存的消耗和CPU的负担；区域间传送路由信息的减少降低了网络带宽的占用。

5.等价路由

支持到同一目的地址的多条等价路由。

6.路由分级

使用4类不同的路由，按优先顺序来说分别是：

区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。

7.支持验证

支持基于区域和接口的报文验证，以保证报文交互和路由计算的安全性。

8.组播发送

在某些类型的链路上以组播地址发送协议报文，减少对其他设备的干扰。

13.Ospf区域划分可以解决什么？

1.降低由于网络规模变大导致的每台路由器上需要维护的lsdb数据库耗费大量的内存和cpu资源；

2.导致spf最短路径算法的复杂度增加（需要全网运算导致的）；

3.网络中任意拓扑的变化都会引起整个网络的震动，并且降低了网络带宽利用率；

14.关于224.0.0.5和224.0.0.6

在广播型网络中,所有路由器（包括DR/BDR）都以224.0.0.5的地址发送hello包,用来维持邻居关系,非DR/BDR路由都以224.0.0.6的地址发送lsa更新,而只有DR/BDR路由监听这个地址,反过来,DR路由使用224.0.0.5来发送更新到非DR路由

通俗的讲，DR/BDR属于224.0.0.6这个组播组，监听这个地址，接收DROther发送到这个地址的邻接信息（注意和邻居的关系）

所有的路由器属于224.0.0.5这个组播组，监听互相的hello报文，保持邻居关系。