动态路由协议ospf学习笔记.docx

1、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（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是IETF（Internet Engineering Task Force，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OSPF Version 2。Ipv6环境中使用的是ospf version32. 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LS

2、DB 同步之后，才形成邻接关系3. 2组特殊区域1）Stub区域和Totally Stub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；Totally stub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Totally NSSA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ls

3、a，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。Totally nssa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

4、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.DRother1）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

5、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（Internal Router）该类路由器的所有接口都属于同一个OSPF 区域。2.

6、 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（Backbone Router）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

7、为四类，按照优先级从高到低的顺序依次为：1）区域内路由（Intra Area）2）区域间路由（Inter Area）3）第一类外部路由（Type1 External）：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（Type2 External）：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

8、。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，OSPF DR 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

9、送DD 报文和LSR 报文。 NBMA（Non-Broadcast Multi-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-Po

10、int，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（Designated Router，指定路由器）/BDR（Backup Designated Router，备份指定路由器）的选举。 DD（Database Description，数据库描述）报文描述了本地LSDB（Link State Database，链路状态数据库）中每一条LSA（Link State Advertisement，链

11、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（Link State Request，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（Link State Update，链路状态更新）报文向对方发送其所需要的LSA。 LSAck（Link State Acknowledgment，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

12、型： Router LSA（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。 Network LSA（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。 Network Summary LSA（Type3）由ABR（Area Border Router，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。 ASBR Summary LSA（Type4）由ABR产生，描述到ASBR（Autonomous System Boundary Router，自治系统边界路由器）的路由，通告给相关区域。 AS External

13、LSA（Type5）由ASBR 产生，描述到AS（Autonomous System，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）。 NSSA External LSA（Type7）由NSSA（Not-So-Stubby Area）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Hell

14、o报文，hello报文中包含Router ID，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,

15、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

16、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。