OSPF协议详解分析
OSPF协议原理及配置详解
OSPF协议原理及配置详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于计算机网络中的内部网关协议（IGP），用于在大型网络中动态确定数据包的传输路径。
其算法基于Dijkstra最短路径算法，并支持IPv4和IPv6网络。
OSPF的工作原理如下：1. 链路状态数据库（Link State Database）：每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库，其中存储了它所连接的所有网络的信息，包括链路的状态、带宽、延迟等。
每个OSPF路由器通过发送链路状态更新（Link State Update）将自己的链路状态信息告知其他路由器。
2.路由器之间的邻居关系建立：OSPF路由器之间通过邻居发现过程建立邻居关系。
当一个OSPF路由器启动时，它会向网络广播HELLO消息来寻找其他路由器。
当两个路由器之间收到彼此的HELLO消息时，它们可以建立邻居关系。
3. 路由计算：每个OSPF路由器通过收集链路状态信息来计算最短路径。
路由器将链路状态信息存储在链路状态数据库中，并使用Dijkstra 最短路径算法来确定到达目标网络最短路径。
4.路由更新：当链路状态发生变化时，OSPF路由器将会发送更新消息通知其他路由器。
其他路由器接收到更新消息后，会更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。
OSPF的配置如下：1. 启用OSPF协议：在路由器配置模式下使用"router ospf"命令启用OSPF协议。
2. 配置区域（Area）：将网络划分为不同的区域。
在配置模式下使用"area <区域号> range <网络地址> <网络掩码>"命令将网络地址加入到区域中。
3. 配置邻居：使用"neighbor <邻居IP地址>"命令来配置OSPF邻居关系。
邻居IP地址可以手动配置或通过HELLO消息自动发现。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于在大型企业网络中进行路由选择。
本文将对OSPF协议进行解析和详解，包括其工作原理、协议格式、路由选择算法等内容。
一、OSPF协议的工作原理OSPF协议基于链路状态路由（LSR）算法，通过交换链路状态信息来计算最短路径。
它将网络拓扑信息分发给所有路由器，每个路由器都会构建一个链路状态数据库（LSDB），并根据该数据库计算最短路径树。
OSPF协议使用Hello消息来发现邻居路由器，并建立邻居关系。
一旦建立了邻居关系，路由器就会交换链路状态更新消息（LSU）来更新链路状态数据库。
每个路由器都会根据链路状态数据库计算最短路径，并将其存储在路由表中。
二、OSPF协议的协议格式OSPF协议使用IP协议号89，其协议格式如下：1. OSPF报文头部：- 版本号：用于指示OSPF协议的版本。
- 报文类型：用于指示报文的类型，如Hello、数据库描述、链路状态请求等。
- 报文长度：指示整个报文的长度。
- 路由器ID：唯一标识一个路由器。
- 区域ID：将网络划分为不同的区域，用于控制链路状态数据库的大小。
2. OSPF Hello消息：- 网络类型：指示网络类型，如点对点、广播、NBMA等。
- 路由器优先级：用于选举DR（Designated Router）和BDR（Backup Designated Router）。
- 邻居列表：列出与该路由器相邻的所有路由器。
3. OSPF LSU消息：- 序列号：用于标识链路状态数据库的更新。
- 链路状态记录：包含了与该路由器相邻的所有路由器的链路状态信息。
4. OSPF LSR消息：- 链路状态请求列表：列出了需要请求的链路状态信息。
三、OSPF协议的路由选择算法OSPF协议使用Dijkstra算法来计算最短路径树。
该算法通过不断更新最短路径表来选择最短路径。
ospf路由协议
Osfp 路由协议1、OSPF协议概述OSPF（Open Short Path First）开放最短路径优先协议，是一种基于链路状态的内部网协议（Interior Gateway Protocol），主要用于规模较大的网络中。
2、OSPF的特点●适应范围广：支持各种规模的网络，最多可支持数百台路由器。
●快速收敛：在网络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被处理。
●无环路由：根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由。
●区域划分：允许自治系统内的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被汇聚，从而减少了占用的网络资源。
●路由分级：使用4类不同的路由，按照优先顺序分别是区域间路由、区域路由、第一类路由、第二类路由。
3、OSPF的基本概念●自治系统（Autonomous System，AS）：为一组路由器使用相同路由协议交换路由信息的路由器。
●路由器ID号：运行OSPF协议的路由器，每一个OSPF进程必须存在自己的Router-ID。
●OSPF邻居：OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文，收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的参数，使双方成为邻居。
●OSPF连接：只有当OSPF路由器双方成功交换DD报文，交换LSA并达到LSDB的同步后，才能形成邻接关系。
4、OSPF路由的计算过程每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告（State Advertisement，LSA），并通过更新报文将LSA发送给网络中的其他OSPF路由器。
每台OSPF路由器都会收到其他路由器通告的LSA，所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库（Link State Database，LSD）。
LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB 则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。
OSPF路由器将LSDB转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。
OSPF路由协议详解
2024/2/18
R1
TWO-WAY
Hello
Hello
R2
Init
TWO-WAY
带有Active Neighbor字段
17
邻接关系的过程
R1
TWO-WAY
Hello
Hello
R2
Init
TWO-WAY
之后如果链路类型为广播网络，则开始DR/BDR的选举 DR/BDR与LSA链路状态上的其他路由器都建立邻接关系后路由器之间才能交换 链路状态信息
2002244//22//188
OSPF术语
• Router-ID • 度量值cost • 链路状态 • OSPF区域 • 邻居与邻接 • DR和BDR
2002244//22//188
邻居表的建立
2002244//22//188
拓扑表的建立
2002244//22//188
路由表的建立
• 列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径
DBD Exchange
DBD
25
邻接关系的过程
R1发给R2的第三个DBD报文：
2024/2/18
R1
R2
Exchange
DBD
Excha的过程
R2发给R1的第三个DBD报文：
2024/2/18
R1
Exchange
Loading
R2
DBD Exchange
用来存储路由器在某个ospf接口上发现 的邻居,初始的hello没有该字段。
15
邻接关系的过程
点击打开第一个深红色的包（R2发给R1）：
2024/2/18
R1
R2
Init Hello
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于在IP网络中实现动态路由。
本文将对OSPF协议进行解析和详解，包括其基本概念、工作原理、路由计算算法、协议报文格式以及配置和故障排除等方面的内容。
一、基本概念1.1 OSPF协议OSPF是一种链路状态路由协议，通过交换链路状态信息来计算最短路径，并维护路由表。
它基于Dijkstra算法，具有快速收敛、可扩展性强等特点。
1.2 OSPF区域OSPF将网络划分为不同的区域，每个区域由一个区域边界路由器（Area Border Router，ABR）连接。
区域之间通过区域边界路由器进行路由信息的交换。
1.3 OSPF邻居关系OSPF通过建立邻居关系来交换路由信息。
邻居关系的建立是通过Hello报文来实现的，Hello报文中包含了路由器的标识、优先级、网络类型等信息。
二、工作原理2.1 OSPF路由计算OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
每个路由器维护一个链路状态数据库（Link State Database，LSDB），其中保存了所有邻居路由器发送的链路状态信息。
根据LSDB中的信息，路由器计算出最短路径树，并更新路由表。
2.2 OSPF的路由选择OSPF使用最短路径优先（Shortest Path First，SPF）算法来选择最优路径。
SPF算法考虑了路径的成本（Cost），成本越低的路径被认为是最优路径。
2.3 OSPF的路由更新OSPF使用链路状态通告（Link State Advertisement，LSA）来更新路由信息。
当网络拓扑发生变化时，路由器会生成LSA，并向邻居路由器发送更新信息。
邻居路由器收到LSA后，更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。
三、协议报文格式3.1 Hello报文Hello报文用于建立邻居关系。
它包含了路由器的标识、优先级、Hello间隔等信息。
OSPF协议开放最短路径优先路由协议详解
OSPF协议开放最短路径优先路由协议详解OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放的链路状态路由协议，广泛用于大型企业网络和互联网中。
它采用了最短路径优先策略，通过计算路由器之间的链路成本来选择最优的路径，以实现数据在网络中的快速传输。
一、OSPF协议的基本概念与特点1. 链路状态路由协议OSPF是一种链路状态路由协议，它通过交换链路状态信息，即路由器之间的网络拓扑信息，来计算最短路径。
每个路由器都会构建一个拓扑数据库，记录网络中的所有链路和节点信息。
2. 开放的协议OSPF是一种开放的协议，意味着它的协议规范是公开的，任何厂商和组织都可以基于这个协议进行实现和部署。
这为网络设备的互操作性和标准化提供了便利。
3. 分层体系结构OSPF协议采用了分层的体系结构，将整个网络分为区域（Area）、区域边界路由器（Area Border Router，ABR）和自治系统边界路由器（Autonomous System Boundary Router，ASBR）。
通过在不同的层次中交换信息，提高了网络的可扩展性和管理性。
4. 成本度量OSPF协议中，每条链路都有一个与之相关的成本，成本越低表示链路质量越好。
路由器通过比较链路的成本来选择最优路径，这样可以使得数据传输的延时和带宽利用率达到最优。
5. 动态更新和适应性OSPF协议支持动态更新，当网络拓扑发生变化时，路由器可以自动更新拓扑数据库，并重新计算最短路径。
这种自适应的特性使得OSPF协议能够应对网络的变化和故障，保证网络的稳定性和可用性。
二、OSPF协议的工作原理1. 邻居发现与状态交换在OSPF协议中，路由器首先要通过Hello消息来发现相邻路由器，并建立邻居关系。
一旦建立了邻居关系，路由器之间就可以交换链路状态信息，在数据库中记录邻居路由器的信息。
2. 构建拓扑数据库每个OSPF路由器都会根据收到的链路状态信息构建拓扑数据库。
OSPF协议详解
OSPF协议详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放式的最短路径优先（SPF）路由协议，它用于在IP网络中确定最佳转发路径。
在本文中，我们将详细介绍OSPF的工作原理、优点、协议特点以及配置方法。
1.工作原理：OSPF使用了链路状态路由算法，这种算法将网络上的每个路由器都视为一个节点（或称为“LSDB数据库中的顶点”），并通过链路状态广播（LSA）协议来交换链路信息。
每个路由器都会维护一个属于自己的图，这个图描述了整个网络的拓扑结构。
当一个链路状态发生变化时（如链路故障或新增链路），路由器会发送链路状态通告（LSA）消息给所有邻居路由器，以便更新其拓扑图。
接收到这些消息的路由器将更新自己的拓扑图，并重新计算到达目标网络的最短路径。
2.优点：（1）快速收敛：OSPF使用链路状态广播信息，并且每个路由器都维护了一个图，这使得当网络发生变化时，只需更新那些受影响的链路即可，从而加快了网络的收敛速度。
（2）支持多种网络类型：OSPF可以用于各种类型的网络，如以太网、FDDI（光纤分布式数据接口）、点对点链路和虚拟链路等。
（3）可划分区域：OSPF网络可以划分成不同的区域，每个区域都有独立的LSDB数据库和SPF计算。
这种分层结构使得OSPF对大型网络的扩展更加容易。
（4）通过区域间的路由聚合减少链路状态交换的开销。
（5）支持VLSM（可变长度子网掩码）：OSPF支持VLSM，可以根据不同的子网掩码长度进行路由。
3.协议特点：（1）基于链路状态：OSPF使用链路状态来计算最佳路径，而不是基于距离向量，这使得OSPF在选择最佳路径时更加准确。
（2）通过区域间的路由聚合减少链路状态交换的开销。
（3）支持分层结构：OSPF支持网络的分层结构，将大型网络划分为多个区域，每个区域都有独立的LSDB数据库和SPF计算。
（4）使用多种类型的LSA：OSPF定义了几种不同的LSA类型（如类型1、类型2、类型3），用于交换链路状态信息和计算最佳路径。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First），即开放式最短路径优先协议，是一种用于路由选择的广泛应用的动态路由协议。
OSPF协议通过建立邻居关系和交换链路状态信息（LSA）来计算路由表，实现网络之间的最短路径选择。
首先，OSPF协议使用一个特殊的Hello报文来建立邻居关系。
当OSPF路由器被配置为OSPF路由器并启动时，它将向相邻路由器发送Hello报文，以确认对方是否也是OSPF路由器，并建立邻居关系。
Hello 报文还包含了一些其他的信息，如路由器ID、网络类型等。
建立邻居关系后，OSPF路由器将开始交换链路状态信息（LSA）。
每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了网络拓扑和链路状态的信息。
路由器将通过将LSA广播到整个OSPF区域来交换LSA，并在收到的LSA中更新其链路状态数据库。
链路状态信息包括了路由器的ID、邻接路由器的ID、链路的状态（如开启、关闭等）、链路的带宽等。
在交换链路状态信息的过程中，OSPF使用Dijkstra算法来计算出最短路径。
Dijkstra算法将使用下面的几个参数来计算路径的开销：-路由器的ID-链路的带宽-路由器到邻接路由器的开销-链路连接状态利用这些参数，OSPF路由器将计算出从源路由器到所有其他路由器的最短路径，并将结果存储在路由表中。
OSPF路由器将通过路由表选择最佳路径来转发数据包。
此外，OSPF还支持网络分割和级别的概念。
网络分割意味着将大的OSPF网络划分为多个区域，每个区域有一个主要的路由器来处理该区域内部的路由选择。
级别是指区域之间的层次结构，底层的区域将汇总上层的信息，以减少网络的规模。
OSPF协议具有以下优点：-支持大规模网络：OSPF可以处理复杂的网络拓扑，适用于大型企业网络和因特网。
-支持快速收敛：OSPF可以快速适应网络拓扑的变化，重新计算最短路径并更新路由表。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于在IP网络中进行路由选择的动态路由协议。
它基于链路状态算法，通过交换链路状态信息来计算最短路径，并维护一个最短路径树，从而实现网络中的路由选择。
一、OSPF协议的概述OSPF是一种开放式协议，它具有以下特点：1. OSPF是基于链路状态的路由协议，每个路由器通过交换链路状态信息来计算最短路径。
2. OSPF支持VLSM（可变长度子网掩码），可以更好地利用IP地址资源。
3. OSPF使用Hello协议来发现邻居路由器，建立邻居关系，并交换链路状态信息。
4. OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并维护一个最短路径树。
5. OSPF支持分层设计，可以将网络划分为不同的区域，减少链路状态信息的交换量。
6. OSPF支持多种路由类型，如内部路由、外部路由、汇总路由等。
二、OSPF协议的工作原理1. 邻居关系建立OSPF使用Hello协议来发现邻居路由器，并建立邻居关系。
路由器通过发送Hello消息来宣告自己的存在，并等待其他路由器的响应。
当两个路由器之间的Hello消息交换成功时，它们就建立了邻居关系。
2. 链路状态信息交换OSPF邻居路由器之间通过交换链路状态信息（LSA）来了解网络拓扑，并计算最短路径。
每个路由器将自己的链路状态信息发送给邻居路由器，邻居路由器将收到的链路状态信息存储在链路状态数据库（LSDB）中。
3. 最短路径计算OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
每个路由器根据收到的链路状态信息，计算出到达目标网络的最短路径，并维护一个最短路径树。
最短路径树由根节点和各个子节点组成，根节点为网络的出口路由器。
4. 路由表生成OSPF根据最短路径树生成路由表，将最短路径信息存储在路由表中。
路由表包含了到达目标网络的下一跳路由器和距离等信息，路由器根据路由表来进行数据转发。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解一、引言OSPF（开放式最短路径优先）是一种用于计算机网络中的链路状态路由协议。
它是一个开放的标准协议，用于在大型IP网络中进行路由选择。
本协议旨在提供高效、稳定和可扩展的路由选择机制。
本文将对OSPF协议进行解析和详解。
二、OSPF协议的基本原理1. 链路状态路由协议OSPF是一种链路状态路由协议，它通过交换链路状态信息来构建网络拓扑图，并计算最短路径。
每个路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中包含了整个网络的拓扑信息。
2. 路由器之间的邻居关系OSPF协议通过建立邻居关系来交换链路状态信息。
路由器之间通过Hello消息进行邻居发现，并通过交换数据库描述（DBD）消息来同步链路状态数据库。
一旦邻居关系建立，路由器之间将周期性地交换链路状态更新（LSU）消息。
3. SPF算法OSPF使用SPF（最短路径优先）算法来计算最短路径。
SPF算法基于Dijkstra算法，通过遍历链路状态数据库来确定最短路径。
每个路由器根据自己的链路状态数据库计算出最短路径树，并将其作为路由表的基础。
4. 区域划分为了提高OSPF协议的可扩展性，网络可以被划分为多个区域。
每个区域内部的路由器只维护自己区域的链路状态信息，而不需要了解整个网络的拓扑。
区域之间的边界路由器负责将区域内的路由信息与其他区域交换。
三、OSPF协议的消息格式OSPF协议定义了多种消息类型，用于在路由器之间交换信息。
以下是OSPF 协议中常用的消息类型及其格式：1. Hello消息Hello消息用于邻居发现和建立邻居关系。
它包含了发送Hello消息的路由器的ID、邻居路由器的ID等信息。
2. 数据库描述（DBD）消息DBD消息用于同步链路状态数据库。
它包含了链路状态数据库的摘要信息，如序列号、LSA类型等。
3. 链路状态更新（LSU）消息LSU消息用于交换链路状态信息。
它包含了链路状态数据库中的LSA（链路状态广告）。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）协议的解析及详解一、引言OSPF是一种用于路由选择的链路状态路由协议，广泛应用于大型企业网络和互联网中。
本协议的目标是通过计算最短路径来实现网络中的数据转发，并提供高可靠性和快速收敛的路由选择机制。
二、协议概述OSPF协议基于链路状态数据库（Link State Database）来构建网络拓扑，并通过计算最短路径树来确定数据的转发路径。
它使用了Dijkstra算法来计算最短路径，并支持分层的网络设计，可以适应复杂的网络环境。
三、OSPF协议的工作原理1. 邻居关系建立OSPF协议通过Hello消息来建立邻居关系，邻居关系的建立是协议正常工作的前提。
Hello消息包含了路由器的标识、优先级、网络类型等信息，用于建立邻居关系。
2. 链路状态数据库同步邻居关系建立后，路由器之间开始交换链路状态信息。
每个路由器将自己的链路状态信息广播给邻居，邻居收到后更新自己的链路状态数据库。
通过链路状态信息的交换，所有路由器最终达到链路状态数据库的同步。
3. 最短路径计算在链路状态数据库同步完成后，路由器使用Dijkstra算法计算最短路径树。
最短路径树是基于链路状态数据库构建的，它表示了从当前路由器到其他所有路由器的最短路径。
4. 路由表生成最短路径计算完成后，每个路由器根据最短路径树生成自己的路由表。
路由表中包含了到达目的网络的下一跳路由器和距离等信息。
5. 路由更新和收敛当网络发生变化时，路由器会发送路由更新消息通知邻居。
邻居收到路由更新消息后，根据收到的信息更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。
通过路由更新和最短路径计算，网络可以快速收敛到新的状态。
四、OSPF协议的特点1. 分层设计OSPF协议支持分层的网络设计，可以将大型网络划分为多个区域（Area），每个区域内部使用独立的链路状态数据库和最短路径计算，减少了网络的复杂性。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解一、介绍OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于互联网协议（IP）网络中的动态路由协议。
它是一种链路状态路由协议，用于在路由器之间交换路由信息，以确定最短路径并进行路由选择。
本协议详解将介绍OSPF协议的工作原理、协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）格式、邻居关系建立、路由计算算法以及网络拓扑维护等内容。
二、OSPF协议的工作原理1. 链路状态数据库（Link State Database，LSDB）：每个OSPF路由器都维护一个LSDB，其中包含了整个网络的链路状态信息。
LSDB中的每一条链路状态都包含了该链路的状态、成本、邻居路由器等信息。
2. 链路状态广播：OSPF路由器通过链路状态广播（Link State Advertisement，LSA）向相邻的路由器发送链路状态信息。
这些LSA包含了路由器所知道的链路状态信息。
3. 链路状态数据库同步：当一个OSPF路由器收到LSA时，它会更新自己的LSDB，并将新的LSA广播给其他相邻路由器。
通过这种方式，所有的OSPF路由器能够保持LSDB的同步。
4. 最短路径计算：OSPF使用最短路径优先算法（Shortest Path First，SPF）来计算最短路径。
该算法基于Dijkstra算法，通过比较链路的成本来确定最短路径。
5. 路由选择：每个OSPF路由器根据最短路径计算的结果选择最佳路径，并将该路径添加到自己的路由表中。
三、OSPF协议数据单元（PDU）格式OSPF协议使用不同类型的PDU来交换路由信息。
以下是常见的OSPF PDU类型及其格式：1. Hello PDU：用于邻居关系建立和维护。
包含了路由器的ID、优先级、Hello间隔等信息。
2. Database Description (DBD) PDU：用于在邻居路由器之间交换链路状态数据库的摘要信息。
OSPF路由协议详解
（3）由于一条 LSA 是对一台路由器周围网络拓扑结构的描述，那么 LSDB 则是对整个网络的拓扑结构的描述。路由器很容易将 LSDB 转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。显然，4 台路由器得到的是一张完全相同的图。
LSR报文（Link State Request Packet）：
两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的或是对端更新的LSA，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。
LSU报文（Link State Update Packet）：
2.本路由器和状态可能与对端路由器的状态不相同。例如本路由器的邻居状态是Full，对端的邻居状态可能是Loading。
1.7 链路状态数据库的同步过程
上图显示了两台路由器之间如何通过发送5种协议报文来建立邻接关系，以及邻居状态机的迁移。
1.RT1的一个连接到广播类型网络的接口上激活了OSPF协议，并发送了一个HELLO报文（使用组播地址224.0.0.5）。由于此时RT1在该网段中还未发现任何邻居，所以HELLO报文中的Neighbor字段为空。
DD报文（Database Description Packet）：
两台路由器进行数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB，内容包括LSDB中每一条LSA的摘要（摘要是指LSA的HEAD，通过该HEAD可以唯一标识一条LSA）。这样做是为了减少路由器之间传递信息的量，因为LSA的HEAD只占一条LSA的整个数据量的一小部分，根据HEAD，对端路由器就可以判断出是否已经有了这条LSA。
OSPF协议原理与配置详解
调试OSPF协议的网络连通性
检查区域间的连通性
确认区域内和区域间的路由器能够正常通信。
检查OSPF路由汇总
配置正确的路由汇总，以确保网络的连通性。
检查OSPF下一跳地址
确认OSPF下一跳地址配置正确，以避免路由环路和黑洞路由问题。
05 OSPF协议的应用场景与 案例分析
OSPF协议在企业网络中的应用
02 路由器使用Dijkstra算法计算最短路径树，构建 路由表。
03 路由表中的每一项都包含目标网络、下一跳路由 器和接口等信息。
OSPF协议路由表的更新
当网络发生变化时，相关路由器会发送链路状态 更新报文，通知其他路由器网络变化情况。
收到更新报文的路由器会重新构建链路状态数据 库和路由表。
路由器之间通过OSPF协议的报文交互，实现路由 表的实时更新和维护。
3
路由器之间通过OSPF协议的报文交换链路状态 信息，并使用最短路径算法（Shortest Path Algorithm）来更新路由表。
OSPF协议的特点
支持区域划分
OSPF协议支持将大型网络划分 为多个区域（Area），每个区 域运行一个OSPF实例，维护一 个区域内路由的数据库，降低 了路由器的资源消耗。
使用OSPF版本3
03
在IPv6网络中，使用OSPF版本3替代OSPF版本2可
以减少路由器的资源消耗。
调试OSPF协议的路由问题
检查OSPF路由器间的链 路状态
通过查看OSPF邻居状态机，确认链路是否 正常工作。
检查OSPF路由表
查看OSPF路由表，确保正确的路由信息被学习。
使用调试命令
使用OSPF调试命令，如"debug ospf packet"和"debug ospf adjacency"，以帮助 定位问题。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解协议名称：OSPF（开放最短路径优先）协议的解析及详解一、引言OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种用于在IP网络中进行路由选择的动态路由协议。
它是一种链路状态（Link-State）协议，通过收集网络中所有路由器的链路状态信息，计算出最短路径，并将其作为路由表的依据。
本协议的目的是为了提供高效、可靠、可扩展的路由选择机制，以满足大规模IP网络的需求。
二、协议概述1. 协议目标OSPF协议的目标是实现以下功能：- 提供快速、准确的路由选择机制；- 支持多种网络拓扑结构，包括点对点、广播、非广播多点等；- 支持路由器之间的动态邻居发现和链路状态信息的交换；- 支持路由器之间的可靠性和冗余备份。
2. 协议特点OSPF协议具有以下特点：- 基于链路状态的路由选择机制，通过收集网络中所有路由器的链路状态信息，计算最短路径；- 支持VLSM（Variable Length Subnet Masking）技术，可以对不同子网使用不同的子网掩码；- 支持路由器之间的动态邻居发现，使用邻居关系数据库来管理邻居关系；- 支持多种网络拓扑结构，包括点对点、广播、非广播多点等；- 支持路由器之间的可靠性和冗余备份，通过选举DR（Designated Router）和BDR（Backup Designated Router）来提高网络稳定性。
三、协议工作原理1. 链路状态数据库（LSDB）每个OSPF路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了该路由器所知道的网络中所有路由器的链路状态信息。
LSDB中的每个条目包含了邻居路由器的ID、链路状态类型、链路状态序列号、链路状态生存时间等信息。
2. 链路状态通告（LSA）OSPF路由器通过链路状态通告（LSA）来交换链路状态信息。
LSA是一种数据包，其中包含了路由器所知道的链路状态信息，如邻居路由器的ID、链路状态类型、链路状态序列号等。
OSPF详解
OSPF协议（1）一、OSPF基础1、基本特点--链路状态协议路由器间交换链路状态信息，存放到LSDB--链路状态数据库中；接着每个路由器根据自己的LSDB，利用SPF算法计算路由，写入路由表中。
2、数据结构1）邻居表保存OSPF邻居信息2）拓扑表--LSDB，链路状态数据库（其中存放真正的网络拓扑信息）在相邻的路由器交换链路状态信息后，它们的LSDB应该是相同的，表明双方的LSDB已经同步。
问题：在同一个区域中，所有路由器最终的LSDB是否一致？（一致）3）IP路由表3、链路状态协议中的网络层次（区域设计的层次结构）1）链路状态路由协议需要是一种层次型的网络结构2）两层结构--传输区域（骨干区域或区域0）--普通区域（非骨干区域）思考：为什么需要分层结构？4、OSPF的区域问题：OSPF若不划分区域？每个路由器保存整个网络的拓扑信息。
1）每个路由器上需要保存较大的LSDB2）路由器之间交互的数据量较大，需要较长的时间同步3）路由表较大4）拓扑改变时，所有路由器都需要同步LSDB，之后重新计算新的路由。
OSPF划分区域的优点：1）减少路由器之间通告LSA的数据量，加速路由收敛2）减少路由表大小3）将一个区域的拓扑改变所造成的影响限制在本区域中4）划分完区域后，每个路由器的LSDB仅仅描述本区域的拓扑信息（本区域的拓扑改变不会影响其他区域）5）每个路由器利用SPF算法，只能计算出本区域的路由信息，区域间的路由信息需要通过ABR（区域边界路由器）进行交换，此时应该属于DV算法，为了避免环路的出现，则规定了严格的2层结构。
划分区域的要求：1）普通区域必须和骨干区域相邻（物理、逻辑--virtual-link）2）骨干区域（区域0）本身必须连通（物理、逻辑--virtual-link）问题：OSPF中能否在区域内部进行汇总？（无法汇总，只能在边界--ABR或ASBR 上进行汇总）问题：OSPF的区域设计为什么需要遵循两层结构？（因为OSPF区域间所交换的信息为路由信息，为避免区域间路由形成环路，故定义2层结构）5、OSPF邻接OSPF邻居、邻接1）Neighbor2）Adjacency如果相邻的路由器之间交换LSA信息，则是一个邻接状态数据链路层封装1）PPP、HDLC---点到点的网络，2个相邻的路由器应该形成full的邻接关系，需要交换LSA信息2）Ethernet----广播多路访问网络，多个路由器会形成邻居关系，为了减少LSA 通告的数据量，需要选举DR、BDRDRBDRDROther：DROther之间不会形成full关系，只会定期的发送Hello报文（为普通的邻居关系）和DR/BDR形成full的邻接关系，交换LSA信息。
ospf协议
ospf协议OSPF协议，全称为开放最短路径优先协议，是一种基于链路状态路由协议，是应用最为广泛的内部网关协议(Interior Gateway Protocol, IGP)之一。
其主要特点是支持基于容量、成本、时间等多种标准的路由选择，能够实现高效稳定的路由，适用于中大型企业、互联网服务提供商等网络环境。
1. OSPF协议的基本概念OSPF协议主要包含以下基本概念：1.1 链路状态链路状态指的是网络中各个节点之间的关系和状态，如链路带宽、质量、延迟等。
OSPF协议中每个节点都会收集并保存所有节点的链路状态信息，以此来更新路由表。
1.2 邻居关系OSPF协议中各个节点之间需要建立邻居关系，以共享链路状态信息。
邻居关系建立的前提是要求节点之间相互可达，且具有相同的OSPF配置参数。
1.3 区域OSPF协议将网络划分为多个区域，每个区域的节点都需要具有相同的OSPF配置参数。
区域之间通过区域边界路由器(Router, ABR)进行连接，通过ABR可以将不同区域的链路状态信息进行汇聚和转发。
1.4 路由器角色OSPF协议中的每个节点都需要扮演路由器的角色，负责处理连接到它的链路状态，以及向其他路由器广播自己所知道的链路状态信息。
2. OSPF协议的工作原理2.1 邻居关系的建立OSPF协议需要通过邻居关系共享链路状态信息，因此建立邻居关系是其最基本的工作原理之一。
建立邻居关系的前提是节点之间相互可达，且具有相同的OSPF配置参数。
节点之间建立邻居关系后，将会交换链路状态信息。
2.2 链路状态信息的交换OSPF协议中的邻居节点会不断地交换链路状态信息，以保持自己所知道的链路状态信息是最新的。
链路状态信息包括邻居节点的链路状态、带宽、开销等。
每个节点通过收集和计算链路状态信息，更新路由表并选择最优路径进行转发。
2.3 路由表的更新路由表的更新是OSPF协议的核心功能之一。
每个节点通过收集和计算链路状态信息，更新路由表并选择最优路径进行转发。
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OSPF 学习笔记OSPF 协议号是89，也就是说在ip 包的protocol 中是89，用ip 包来传送数据包格式:在OSPF 路由协议的数据包中，其数据包头长为24 个字节，包含如下8 个字段：* Version number-定义所采用的OSPF 路由协议的版本。
* Type-定义OSPF 数据包类型。
OSPF 数据包共有五种：* Hello-用于建立和维护相邻的两个OSPF 路由器的关系，该数据包是周期性地发送的。
* Database Description-用于描述整个数据库，该数据包仅在OSPF 初始化时发送。
* Link state request-用于向相邻的OSPF 路由器请求部分或全部的数据，这种数据包是在当路由器发现其数据已经过期时才发送的。
* Link state update-这是对link state 请求数据包的响应，即通常所说的LSA 数据包。
* Link state acknowledgment-是对LSA 数据包的响应。
* Packet length-定义整个数据包的长度。
* Router ID-用于描述数据包的源地址，以IP 地址来表示，32bit* Area ID-用于区分OSPF 数据包属于的区域号，所有的OSPF 数据包都属于一个特定的OSPF 区域。
* Checksum-校验位，用于标记数据包在传递时有无误码。
* Authentication type-定义OSPF 验证类型。
* Authentication-包含OSPF 验证信息，长为8 个字节。
FDDI 或快速以太网的Cost 为1，2M 串行链路的Cost 为48，10M 以太网的Cost 为10 等。
所有路由器会通过一种被称为刷新（Flooding）的方法来交换链路状态数据。
Flooding 是指路由器将其LSA 数据包传送给所有与其相邻的OSPF 路由器，相邻路由器根据其接收到的链路状态信息更新自己的数据库，并将该链路状态信息转送给与其相邻的路由器，直至稳定的一个过程。
当路由器有了一个完整的链路状态数据库时，它就准备好要创建它的路由表以便能够转发数据流。
CISCO 路由器上缺省的开销度量是基于网络介质的带宽。
要计算到达目的地的最低开销，链路状态型路由选择协议（比如OSPF）采用Dijkstra 算法，OSPF 路由表中最多保存 6 条等开销路由条目以进行负载均衡，可以通过"maximum-paths" 进行配置。
如果链路上出现fapping 翻转，就会使路由器不停的计算一个新的路由表，就可能导致路由器不能收敛。
路由器要重新计算客观存它的路由表之前先等一段落时间，缺省值为 5 秒。
在CISCO 配置命令中"timers spf spf-delay spy-holdtime" 可以对两次连续SPF 计算之间的最短时间（缺省值10 秒）进配置。
路由器初始化时Hello 包是用224.0.0.5 广播给域内所有OSPF 路由器，选出DR 后在用224.0.0.6 和DR，BDR 建立邻接。
DR 用224.0.0.5 广播给DRother LSA BDR 也是DRother 用224.0.0.6 广播LSA 给DR 和BDRDR 是在一个以太网段内选举出来的，如果一个路由器有多个以太网段那么将会有多个DR 选举；DR 的选择是通过OSPF 的Hello 数据包来完成的，在OSPF 路由协议初始化的过程中，会通过Hello 数据包在一个广播性网段上选出一个ID 最大的路由器作为指定路由器DR（如果设置优先级的话那么首先看优先级，优先级为0 不参加选举）并且选出ID 次大的路由器作为备份指定路由器BDR，BDR 在DR 发生故障后能自动替代DR 的所有工作然后重新选择BDR 。
当一个网段上的DR 和BDR 选择产生后，该网段上的其余所有路由器都只与DR 及BDR 建立相邻关系。
见下图DR 的选举过程：这里可以以选举村长为例选举的时候用Hello 包中的DR 字节来标识，开始的时候都是标识的自己，一旦选举出一个DR 来那么即使后来再有优先级更高的进来也不重新选举（因为一旦重新选举那么所有的邻接关系都要重新建立）OSPF 启动的过程：downinit 发送Hello（224.0.0.5）DR 字段为全零（因为还没有选出DR），单通状态，我能收到对端的Hello 报文，但对方没有收到我的报文，怎么知道对端有没有收到我的报文呢，通过Neighbors Seen看2way 2 个OSPF 路由器从Hello 中发现互相的router id（本地路由器最大ip，一般是loopback）建立邻接在这个阶段已经知道谁是DR 了exstart 预启动状态，OSPF 路由器建立主从关系（看谁的routerid 大）然后协商一个序列号（因为ip 是不可靠的传输采用确认＋超时重传就可以）准备传送，头两个DD 报文为空，不包含LSA 的数据Router 1：DD seq=x,I=1,M=1,MS=1I 是第一个报文M 是more 表示还有后续报文MS 是表示Router 1 是MasterRouter 2：DD seq=y,I=1,M=1,MS=1I 是第一个报文M 是more 表示还有后续报文MS 是表示Router 2 是Master究竟谁是master 呢，就会选一个router id 大的作为master谁当了master 序列号就用谁生成的那个数，在这里应该是Router 2 的yexchange 和DR 开始交换数据，master 先发送lsdb 报文，此报文只是一个index（如同一本书的目录）不包含实际的路由数据，slave 也发送报文，看谁的序列号高，序列高的数据新，相邻路由器可以根据数据库描述数据包的序列号与自身数据库的数据作比较，若发现接收到的数据比数据库内的数据序列号大，则相邻路由器会针对序列号较大的数据发出请求，并用请求得到的数据来更新其链路状态数据库。
Router 1 先发送DD 报文序列号用master 的并且MS 字段为0RouteR2 回应报文把序列号加 1 表示已经收到了刚才的DD 报文并且也包含自己的DD 报文，下一个Router 1 的DD 报文还用y＋1来表示因为slave 无权把序列号加1。
如果DD 报文中的M＝0那么表示DD 报文发送结束loading 装入状态，如果新加入的路由器的从DD 报文中看出那个是自己需要的路由数据，则发送lsr 报文，请求发送数据，对端发送LSU报文，此报文包含所需的全部数据。
full 收到LSU 报文后发送确认，完成充满状态。
Hello 包TTL 值是1，在以太网中每10 秒发送一次，而且不穿过路由器，通常OSPF 协议报文的TTL 都是1（虚连接除外）link status 包flood 整个area （麦子说flood 是由区域内所有路由器接力完成）一个DD 报文可以含有很多个LSA 的头部信息从init――――loading 是路由器第一次交换信息的时候才出现，到了full 以后如果在有路由变化那么就只发送LSU邻居状态机（灰色为可以长期存在的状态，白颜色为短暂状态）2－way 为2 个DRother 之间可以有这种状态OSPF 五种协议报文：LSA 类型type 1 又被称为路由器链路信息数据包（Router Link），所有的OSPF 路由器都会产生这种数据包，用于描述路由器上联接到某一个区域的链路或是某一端口的状态信息。
路由器链路信息数据包只会在某一个特定的区域内广播，而不会广播至其它的区域。
在类型1 的链路数据包中，OSPF 路由器通过对数据包中某些特定数据位的设定，告诉其余的路由器自身是一个区域边界路由器或是一个AS 边界路由器。
并且，类型 1 的链路状态数据包在描述其所联接的链路时，会根据各链路所联接的网络类型对各链路打上链路标识，Link ID 。
表一列出了常见的链路类型及链路标识。
相邻路由器的路由器标1 用于描述点对点的网络识2 用于描述至一个广播性网络的链路DR 的端口地址3 用于描述至非穿透网络，即stub 网络的链路stub 网络的网络号码相邻路由器的路由器标4 用于描述虚拟链路识链路类型3（1 对0 或者Stub 网络）的链路状态描述――link id10.0.0.0 / 网段/data:255.0.0.0 / 掩码type:StubNet (3) / 类型/metric:50 /度量/链路类型1（点对点）的链路状态描述，首先要描述一下接口的路由信息：linkid:20.0.0.0 / 网段/ data:255.0.0.0 /掩码/type:StubNet(3) / 类型/ 此处还是3，因为ppp 类型分成2 部分，首先把它想象成一个1：0 也就是类型3 的网络这么做是为了描述接口的路由，20.0.0.0，第二步在描述对端连接的那台路由器metric:5 /度量值/对对端路由器的描述：link id:2.2.2.2 / 对端RouterID/data:20.0.0.2 /对端路由器的接口地址/type:Router (1) /类型/metric：5对帧中继(点对多点)链路状态的描述：首先也是先描述接口网段的路由link id:40.0.0.1 /网段/ 描述的是自己的接口地址，不是网段data: 255.255.255.255 / 掩码/ type:StubNet（3） /类型/ 此处还是描述成1 对0 的网段metric: 5 /度量值/link id: 3.3.3.3 /对端routerF 的id/ 因为是连接多点的，所以有多段描述data:40.0.0.1 /与router F 相连的接口地址/ type:Router(1) / 类型/ metric:5 /度量值/link id:4.4.4.4 /对端routerE 的id/data:40.0.0.1 /与router E 相连的接口地址/ 此处描述的是routerA 的接口地址，并不是Router E 的接口地址，没关系因为点对多点连接的接口地址都在一个子网内type:Router(1) /类型/metric:5 /度量值/对广播型网络链路状态的描述：不描述接口网段的路由了link id:30.0.0.3 /网络中DR 的接口地址/ data:30.0.0.1 /本接口的地址/type:TransNet(2) /类型/ metric:50 /花费/ 每个路由器只生成这些信息，缺少的信息有DR 补齐，这样会节省很多的描述信息，如果不是的话假如这里有100 台路由器那么得生成100 段描述信息。