Module 06 - OSPF
面试题及答案ospf
面试题及答案ospfOSPF（开放最短路径优先）是一种内部网关协议（IGP），用于在单个自治系统（AS）内部分发路由信息。
以下是一些关于OSPF的面试题目及答案：问题 1：什么是OSPF？答案：OSPF是一种基于链路状态的路由协议，用于在IP网络中交换路由信息。
它属于内部网关协议（IGP），主要用于自治系统内部的路由。
OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并能够快速适应网络拓扑的变化。
问题 2：OSPF中的LSA是什么？答案：LSA（链路状态通告）是OSPF中的一种数据结构，用于描述路由器的链路状态。
每个运行OSPF的路由器都会生成LSA，并将其洪泛到整个自治系统中。
LSA包含了足够的信息，以便其他路由器能够构建一个完整的网络拓扑图。
问题 3：OSPF中的邻居关系是如何建立的？答案：OSPF通过使用Hello协议在相邻的路由器之间建立邻居关系。
一旦两台路由器彼此确认了对方的存在，它们就会交换链路状态信息。
这个过程包括三个步骤：成为邻居、交换DBD（数据库描述）包和确认LSA（链路状态通告）。
问题 4：OSPF中的区域是什么？答案：在OSPF中，一个区域（Area）是一组可以相互通信的路由器的集合。
使用区域可以减少路由计算的复杂性，并且可以隔离拓扑变化，避免其影响到整个自治系统。
一个OSPF网络可以包含多个区域，其中每个区域都有一个唯一的32位区域标识符。
问题 5：OSPF中的DR（指定路由器）和BDR（备份指定路由器）有什么作用？答案：在多接口路由器连接到同一个广播或NBMA（非广播多路访问）网络时，OSPF会选举一个DR（指定路由器）和BDR（备份指定路由器）。
DR和BDR的作用是作为其他路由器之间的转发器，以优化LSA的洪泛过程，减少不必要的LSA传输，从而提高效率。
问题 6：OSPF中的类型1、2和5 LSA分别代表什么？答案：- 类型1 LSA：由自治系统边界路由器（ASBR）生成，描述了通往自治系统外目的地的路由。
(完整版)OSPF的五种报文
OSPF的五种报文2008-09-14 10:53Router-LSA 由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和花费。
传递到整个区域。
Network-LSA，由DR生成，描述了本网段的链路状态，传递到整个区域。
Net-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到区域内某一网段的路由，传递到相关区域。
Asbr-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到ASBR的路由，传递到相关区域。
AS-External-LSA，由ASBR生成，描述了到AS外部的路由，传递到整个AS（STUB 区域除外）。
1、hello报文：最常用的一种报文，周期性的发送给本路由器的邻居。
内容包括一些定时器的数值、DR、BDR 以及自己已知的邻居。
Hello 报文格式如表4-2 所示。
主要字段解释如下：* Network Mask：发送Hello 报文的接口所在网络的掩码。
* HelloInterval：发送Hello 报文的时间间隔。
如果相邻两台路由器的Hello 间隔时间不同，则不能建立邻居关系。
* Rtr Pri：DR 优先级。
如果设置为0，则路由器不能成为DR/BDR。
* RouterDeadInterval：失效时间。
如果在此时间内未收到邻居发来的Hello 报文，则认为邻居失效。
如果相邻两台路由器的失效时间不同，则不能建立邻居关系。
2、DD报文：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Header（LSA 的Header 可以唯一标识一条LSA）。
LSA Header 只占一条LSA 的整个数据量的一小部分，这样可以减少路由器之间的协议报文流量，对端路由器根据LSA Header 就可以判断出是否已有这条LSA。
DD 报文格式如表4-3 所示。
主要字段的解释如下：* Interface MTU：在不分片的情况下，此接口最大可发出的IP 报文长度。
* I（Initial）：当发送连续多个DD 报文时，如果这是第一个DD 报文，则置为1，否则置为0。
OSPF面试知识
OSPF面试知识什么是OSPF？OSPF（Open Shortest Path First）是一种动态路由协议，用于在计算机网络中确定最佳路径。
它是一种开放的、链路状态的路由协议，用于在大型网络中进行路由选择。
OSPF可以根据网络拓扑和链路状态信息动态地计算路由，并通过判断链路状态的变化来调整路由。
OSPF的特点1.开放性：OSPF是一种开放的协议，由于其开放的性质，使得不同厂商的设备可以互相通信，并且能够运行OSPF协议。
2.分层架构：OSPF使用分层的架构，将整个网络划分为多个区域（Area），并使用区域间路由器（Area Border Router）进行通信。
这种分层架构的设计可以极大地简化网络管理，并提高网络的可扩展性。
3.链路状态：OSPF使用链路状态数据库（Link-state Database），其中存储了整个网络的拓扑信息。
每个路由器都维护一个链路状态数据库，并通过交换链路状态信息来保持链路状态数据库的一致性。
4.动态路由选择：OSPF通过计算链路的开销来确定最佳路径，并将路由信息动态地存储在路由表中。
当网络拓扑发生变化时，OSPF可以重新计算路由，并更新路由表中的信息。
5.快速收敛：OSPF能够快速地适应网络拓扑的变化，并在几秒钟内重新计算路由并收敛到最佳状态。
6.支持VLSM：OSPF支持可变长子网掩码（VLSM），可以更好地利用IP地址空间，提高网络的灵活性和效率。
OSPF的工作原理OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
在OSPF网络中，每个路由器都会维护一个链路状态数据库（Link-state Database）。
链路状态数据库存储了整个网络的拓扑信息，包括每个路由器的邻居关系、链路的开销等。
OSPF路由器通过交换链路状态信息来保持链路状态数据库的一致性。
每个路由器周期性地向邻居发送链路状态更新消息，用于通知邻居自己的链路状态信息。
当收到邻居的链路状态更新消息时，路由器会更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。
《路由与交换技术》课件——第五章：OSPF协议
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5.3 配置OSPF
配置基本的OSPF不像RIP那样简单，它实际上非常复杂，每次操作可能都会面对允许 在OSPF中应用的许多选项。教学中只考虑单区域OSPF的配置。 下面的两个要素是OSPF配置中的基本元素： ① 启用OSPF ② 配置OSPF地区
Bellman-Ford 支持 周期性组播 跳
15 慢 是 否（只是平面） 路由表更新
RIPv1 距离矢量 不支持 不支持 自动汇总
Bellman-Ford 不支持 周期性广播 跳
15 慢 否 否（只是平面） 路由表更新
OSPF的设计
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左图给出了典型的OSPF简易设计。其中 每台路由器是如何连接到主干网上的， 此主干网被称为区域0，或主干区域。 OSPF必须要有一个区域0。而且如果可能， 所有的路由器都应该连接到这个地区。 那些在一个AS（Autonomous Syetem，自 治系统）内部连接其他区域到此主干网 的路由器，被称为区域边界路由器(ABR)。 这些路由器至少有一个接口必须在区域0 中。
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5.3.1 启用OSPF
用于激活OSPF路由进程的命令是： Lab_A(config)#router ospf ? <1-65535> 它是一个纯粹的本地化数值，没有什么实际的意义，但它不能从0开始，它起始的最 小值只能为1。
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5.3.2 配置OSPF区域
一个OSPF基本配置的实例： Lab_A#config t Lab_A(config)#router ospf 1 Lab_A(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area ? <0-4294967295> OSPF area ID as a decimal value A.B.C.D OSPF area ID in IP address format Lab_A(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0
ospf实验知识点总结
ospf实验知识点总结1. OSPF基本概念OSPF是一种开放式协议，它使用链路状态路由算法确定网络中的路径。
OSPF使用的是Dijkstra算法，它通过以链路为单位计算最短路径，然后构建路由表。
OSPF协议支持VLSM（Variable Length Subnet Mask）和CIDR（Classless Inter-Domain Routing）等技术，可以根据网络的实际需要进行划分，提高网络的利用率。
2. OSPF的邻居关系在OSPF中，路由器之间通过建立邻居关系来交换LSA信息。
OSPF邻居状态主要包括：Down、Init、2-Way、Exstart、Exchange和Full。
在邻居关系建立时，需要满足一定的条件，如OSPF邻居的IP地址必须在同一个网络中，两台路由器的Hello和Dead Interval必须一致等。
3. OSPF的路由计算过程OSPF协议使用Dijkstra算法计算最短路径，首先在链路状态数据库中收集链路状态信息，然后使用Dijkstra算法计算出最短路径。
在路由计算过程中，需要对收集到的链路状态信息进行处理，包括链路状态更新、链路状态同步等步骤。
4. OSPF的状态OSPF邻居状态主要包括：Down、Init、2-Way、Exstart、Exchange和Full。
在邻居状态的转换过程中，需要满足一定的条件，如Hello和Dead Interval的一致性、路由器的ID号等。
5. OSPF的优化在实际网络中，为了提高网络性能和减少路由器的负担，可以采用一些优化技术。
例如，可以利用区域的划分减少Link State Advertisement的传播范围，减轻网络的负担；可以使用Stub区域和Totally Stubby Area等技术减少LSA数量；可以使用路由汇总技术减少路由表的大小等。
6. OSPF的故障排除在部署和维护OSPF协议时，需要及时排除网络故障。
故障排除的步骤主要包括：检查OSPF邻居状态；检查网络的连通性；检查OSPF路由表；检查OSPF链路状态数据库；检查路由器的配置信息等。
12 ZXR10 M6000 OSPF路由协议配置(V2.00.20)
ZXR10(config-ospf-1)# summary-address <ip-address> <net-mask>
OSPF路由控制配置
设置OSPF协议负载均衡时支持的最大路由数目
ZXR10(config-ospf-1)#maximum-paths < number> 路由表中最多保存64条等价路由条目以进行负载均衡，此命令可以支
OSPF NSSA区域配置
OSPF路由控制
OSPF配置实例 OSPF的维护与故障处理
配置OSPF NSSA区域特性
配置OSPF的NSSA区域 （路由配置模式）
ZXR10(config-ospf-1)# area <area-id> nssa [no-redistribution] [defaultinformation-originate [metric <metric-value>] [metric-type <type>]] [nosummary]
禁用OSPF进程：
ZXR10(config)#no router ospf <process-id>
步骤2：设置路由器ID
每个OSPF路由器必须有一个Router-ID，在网络中必须是唯一的。 1. Router-ID可以在协议配置模式下手工指定：
ZXR10(config-ospf-1)#router-id <ip-address>
2. 配置ABR在STUB area不引进任何区域外路由信息，只发布一条缺省 路由（即STUB区域变成“完全”STUB区域） ZXR10(config-ospf-1)#area <area-id> stub no-summary [defaultcost <cost>]
OSPF路由协议详解演示文稿
• 支持手工汇总，明文和MD5认证 • 触发更新与增量更新，周期更新1800s • 管理距离110，只支持等价负载均衡 • 组播更新，224.0.0.5和224.0.0.6
2022/2/19
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OSPF术语
• Router-ID • 度量值cost • 链路状态 • OSPF区域 • 邻居与邻接 • DR和BDR
邻接关系的过程
打开DBD部分：
MTU:最大传输单元 建立邻接关系MTU必须匹配
✓ I（Init）：若是init为1，则表示正 在协商主从关系
在预启动（ex-start）状态下，协商路由器 与DR和BDR之间的主从关系（ master/slave）。在交换过程中，路由器ID 大的路由器为主路由器
✓ M（More）：M位如果是1，则表 示这不是最后的一个DBD，后续还 有DBD包待发送
邻接关系的过程
15 第15页，共80页。
邻接关系的过程
点击打开第一个深红色的包（R2发给R1）：
R1
R2
Init
Init
Hello
Hello 带有Active Neighbor字段
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邻接关系的过程
点击打开第一个深红色的包（R2发给R1）：
R1
R2
Active Neighbor:
第二个深红色的hello包（R1发给R2）：
R1
TWO-WAY
Hello
Hello
R2
Init
TWO-WAY
带有Active Neighbor字段
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邻接关系的过程
OSPF详解
OSPF详解Open Shortest Path First(⼀)OSPF协议是由Internet⼯程任务组(Internet Engineering Task Force)开发的路由选择协议，且来替代存在⼀些问题的RIP协议。
OSPF协议是IETF 组织建议使⽤的内部⽹关协议(IGP)。
OSPF使⽤Dijkstra的最短路径优先(SPF)算法，其的发展经过了⼏个RFC，所有的RFC都是由John Moy撰写。
RFC1131详细说明了OSPF协议版本1，这个版本从来没有在实验平台以外使⽤过，OSPF协议版本2，也就是现在IPv4协议仍然使⽤的版本，最初是在RFC1247中说明的，最新是在RFC2328中说明的。
(⼀)OSPF基本原理与实现OSPF的基本特性：·OSPF属于IGP，是Link-State协议，基于IP Pro 89。
·采⽤SPF算法（Dijkstra算法）计算最佳路径。
·快速响应⽹络变化。
·以较低频率（每隔30分钟）发送定期更新，被称为链路状态刷新。
·⽹络变化时是触发更新。
·⽀持等价的负载均衡。
·OSPF协议将IP头部的TTL值设置为1，并且把优选位设置成互连⽹络控制OSPF的邻居与邻接关系：OSPF中路由器之间的关系分两种：1、邻居2、邻接·OSPF路由器可与它直连的邻居建⽴邻居关系。
·P2P链路上，邻居可以到达FULL状态，形成邻接关系·MA⽹络，所有路由器只和DR/BDR(Backup Designated Router)到达FULL状态。
形成邻接·路由器只和建⽴了邻接关系的邻居才可以到达FULL状态。
·路由更新只在形成FULL状态的路由器间传递。
·OSPF路由器只会与建⽴了邻接关系的路由器互传LSA。
同步LSDBR2#sh ip os neiNeighbor ID Pri State Dead Time Address Interface1.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:35 12.1.1.1 Serial1/03.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:38 23.1.1.3 Serial1/1⼀台OSPF路由器对其他OSPF路由器的跟踪需要每台路由器都提供⼀个路由器ID，路由器ID在OSPF区域内惟⼀标识⼀台路由器的IP地址,Cisco路由器通过下⾯的⽅法得到它的路由器ID:1）⼿⼯指定Route-ID x.x.x.x（可任意，但区域内不能重复） 2）⾃动选择最⼤的Loopback IP作route-id 3）⾃动选择最⼤的物理接⼝IP（接⼝必须是激活状态）推荐⼿⼯指定的router-id这⾥，使⽤Loopback接⼝作为路由器ID有两个好处:(1):Loopback接⼝⽐任何其他物理接⼝更稳定，只有整个路由器失效进它才会失效(2):⽹络管理只在预先分配和识别作为路由器ID的地址时有更多的回旋余地其实，Loopback接⼝的⼀个主要好处在于它具有更好控制路由器ID能⼒.OSPF开销值计算：·OSPF Cost = 10^8/BW (bps)⼏种常⽤接⼝的COST值：1、环回⼝的COST值是12、serial⼝的COST值是643、标准以太接⼝是104、快速以太接⼝是1SPF算法：最短路径优先算法1、在⼀个区域内的所有路由器有同样的LSDB2、每⼀个路由器在计算时都将⾃已做为树根3、具有去往⽬标的最低cost值的路由是最好的路径4、最好的路由被放⼊转发表·OSPF的报⽂：1：数据包头部：所有OSPF数据包都是由⼀个24个⼋位组字节的头部开始的，如下图所⽰:这⾥，如果认证类型=2。
ospf协议
虚拟链路是一种在两个 路由器之间建立的逻辑 连接，它可以在两个路 由器之间传输路由信息 ，以便在自治系统中传 播路由信息。
04
ospf协议配置方法介绍
ospf协议配置步骤
配置路由器 ospf 区域。 配置 ospf 路由。
配置 ospf 接口。 配置 ospf 路由映射。
ospf协议配置注意事项
不支持直接路由
OSPF协议只支持间接路由，不能直 接将数据包路由到目标网络，增加 了路由器的开销。
安全性问题
OSPF协议存在一些安全性问题，如 容易受到拒绝服务攻击等。
ospf协议常见问题及解决方案
路由器无法正常启 动
可能是由于配置文件损坏或者路 由器硬件故障，需要检查配置文 件和硬件设备状态。
OSPF协议无法正常 启动
节点（Node）：连接链路的路由器。
ospf协议消息类型
Database Description 消息：用 于同步链路状态数据库。
Link State Update 消息：用于向 邻接路由器发送更新的链路状态 信息。
Hello 消息：用于发现和维持 OSPF 邻接。
Link State Request 消息：用于 请求更详细的链路状态信息。
ospf协议
汇报人： xx年xx月xx日
目 录
• 简介 • ospf协议基本原理 • ospf协议详细介绍 • ospf协议配置方法介绍 • ospf协议优缺点及常见问题解决方案 • ospf协议与其他路由协议比较
01
简介
什么是ospf协议
• OSPF (Open Shortest Path First) 是一种网络协议，是一种内部网 关协议（IGP），用于在单一自治系统（AS）内部寻径。它用于网络 设备间交换路由信息，并通过选举生成最短路径树，用于确定数据包 在网络中的最佳传输路径。
OSPF知识点总结(华为)
OSPF 与 IS-IS 的区域可扩展性的对比：
两种协议的算法都是基于 SPF 算法 OSPF：以 Area0 为 BackBone（比较好） IS－IS：以 Level2 的链路为 BackBone，以链路为区域分界（很好）
采用层次设计的好处：
减少了路由表的条目 LSA 的 flood 在网络边界停止，加速会聚 缩小网络的不稳定性，一个区域的问题不会影响其它区域
Router-ID
Router-ID 用于在 OSPF 区域中唯一地表示一台 OSPF 路由器，全 OSPF 域内禁止出现两 台路由器拥有相同的 Router-ID。
Router-ID 的设定可以通过手工配置，也可通过协议自动选取。实际网络部署中考虑到 协议的稳定，建议手工配置。
在路由器运行了 OSPF 并由系统自动选定 Router-ID 之后，如果该 Router-ID 对应的接 口 down 掉，或出现一个更大的 IP，OSPF 仍然保持原 Router-ID（即 Router-ID 值是非 抢占的，稳定第一），即使此时 reset ospf process 重启 OSPF 进程，Router-ID 也不会发 生改变；除非重新手工配置 Router-ID（OSPF 进程下手工敲 router-id xxx），并且重启 OSPF 进程方可。另外，如果该 Router-ID 对应的接口 IP 地址消失，例如 undo ip address， 则 reset ospf process 后，RouterID 也会发生改变。
超详细OSPF路由协议基础课件
05
CATALOGUE
OSPF协议的安全性和可靠性
OSPF协议的安全性保证措施
认证机制
OSPF协议支持明文和加密的认 证方式，通过在OSPF报文中包 含认证信息，确保只有合法的路 由器才能参与OSPF路由过程。
区域划分
OSPF协议可以将大型网络划分 为多个区域，每个区域运行一个 OSPF实例，降低了路由器的资
递给其他路由器。
在传递过程中，LSA报文会不 断更新，最终形成一张完整的
链路状态数据库。
OSPF协议的路由计算过程
路由器根据接收Байду номын сангаас的LSA报文， 构建出一张链路状态数据库，记 录了网络中所有路由器的链路状
态信息。
路由器根据链路状态数据库，使 用最短路径优先算法（SPF算法 ）计算出到达各个目的网络的最
First）是一种内部网关协议（IGP
），用于在同一个自治系统（AS
）内的路由器之间传递路由信息
。
02
OSPF协议基于最短路径优先（ SPF）算法，用于计算路由最短路 径，并建立路由表。
OSPF协议工作原理
OSPF路由器之间通过交换链路 状态信息来建立和维护路由表。
路由器之间通过周期性地发送 Hello报文来发现邻居路由器，
链路状态数据库同步
OSPF协议通过周期性的数据库同步， 确保所有参与OSPF的路由器拥有相同 的链路状态数据库，保证了路由的可 靠性。
OSPF协议的故障处理和恢复机制
01
02
03
故障检测
OSPF协议通过定期发送 Hello报文和数据库同步 报文来检测网络中的故障 。
故障隔离
当检测到故障时，OSPF 协议能够快速隔离故障区 域，防止故障扩散。
华为OSPF总结
华为OSPF总结1 OSPF基本概念1.1 拓扑和路由器类型OSPF整体拓扑●OSPF把自治系统划分成逻辑意义上的一个或多个区域,所有其他区域必须与区域0相连。
路由器类型●区域内路由器（Internal Router）：该类设备的所有接口都属于同一个OSPF区域。
●区域边界路由器ABR（Area Border Router）：该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个接口必须在骨干区域。
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。
●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。
所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器.●自治系统边界路由器ASBR（AS Boundary Router）：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，它可能是区域内路由器，也可能是ABR。
只要一台OSPF路由器引入了外部路由的信息，它就成为ASBR.拓扑所体现的IS—IS与OSPF不同点●在OSPF中，每个链路只属于一个区域；而在IS-IS中，每个链路可以属于不同的区域；●在IS—IS中,单个区域没有骨干与非骨干区域的概念；而在OSPF中，Area0被定义为骨干区域；●在IS-IS中,Level—1和Level—2级别的路由都采用SPF算法,分别生成最短路径树SPT而在OSPF中，只有在同一个区域内才使用SPF算法，区域之间的路由发布还是距离矢量算法，区域之间的路由需要通过骨干区域来转发。
1。
2 OSPF网络类型，DR，BDR介绍OSPF支持的网络类型●点到点P2P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(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文）。
●点到多点P2MP 类型(Point—to-Multipoint)：没有一种链路层协议会被缺省的认为是Point—to—Multipoint 类型。
《OSPF路由协议》课件
OSPF报文发送与接收
01
OSPF报文封装在IP数据报中，使 用IP协议号89进行传输。
02
OSPF路由器通过操作系统的网络 层协议栈发送和接收OSPF报文。
OSPF路由器使用组播地址 224.0.0.5发送HELLO报文，以发 现邻居路由器。
03
OSPF路由器使用组播地址 224.0.0.6接收HELLO报文，以建
OSPF优点
01
高效路由
OSPF是一种链路状态路由协议，能 够快速收敛，适应网络变化。
资源消耗少
OSPF的路由信息交换仅限于区域内 ，降低了网络资源消耗。
03
02
无路由循环
OSPF通过区域划分和路由验证机制 ，有效避免了路由循环问题。
支持多种网络类型
OSPF适用于多种网络拓扑结构，如 星型、树型、网状和环型等。
核心区域
负责与其他区域进行通信，传送路由信息。
完全末梢区域
不接收外部路由信息，只接收区域内路由信 息。
存根区域
不接收外部路由信息，只接收核心区域路由 信息。
NSSA区域
允许向外部区域发布汇总路由信息。
OSPF路由器类型
Area 0路由器
位于OSPF区域的核心，负责与其他区域通信。
ABR路由器
位于不同区域的边界，负责区域间路由信息的 传递。
可靠
OSPF使用区域（Area）划分技术，将大型网络划分为若 干个较小的区域，每个区域运行一个OSPF实例，降低了 路由器的资源消耗，提高了可靠性。
安全性
OSPF支持验证，通过验证可以防止非法路由器接入网络 ，提高了安全性。
OSPF工作原理
OSPF路由器之间通过交换 Hello报文来发现邻居路由器 ，并建立邻接关系。
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协议详细介绍-非常好
OSPF协议详细介绍-⾮常好1.掌握OSPF的⼯作原理2.掌握OSPF的基本配置开放式最短路径优先（OSPF）OSPF是⼀种基于链路状态的路由协议,它从设计上就保证了⽆路由环路。
OSPF⽀持区域的划分,区域内部的路由器使⽤SPF最短路径算法保证了区域内部的⽆环路。
OSPF还利⽤区域间的连接规则保证了区域之间⽆路由环路。
OSPF⽀持触发更新,能够快速检测并通告⾃治系统内的拓扑变化。
OSPF可以解决⽹络扩容带来的问题。
当⽹络上路由器越来越多,路由信息流量急剧增长的时候,OSPF可以将每个⾃治系统划分为多个区域, 并限制每个区域的范围。
OSPF这种分区域的特点,使得OSPF特别适⽤于⼤中型⽹络。
OSPF还可以同其他协议(⽐如多协议标记切换协议MPLS)同时运⾏来⽀持地理覆盖很⼴的⽹络。
OSPF可以提供认证功能。
OSPF路由器之间的报⽂可以配置成必须经过认证才能进⾏交换。
与RIP协议的⽐较OSPF原理介绍OSPF要求每台运⾏OSPF的路由器都了解整个⽹络的链路状态信息, 这样才能计算出到达⽬的地的最优路径。
OSPF的收敛过程由链路状态公告LSA(Link State Advertisement)泛洪开始,LSA中包含了路由器已知的接⼝IP地址、掩码、开销和⽹络类型等信息。
收到LSA的路由器都可以根据LSA提供的信息建⽴⾃⼰的链路状态数据库LSDB(Link State Database),并在LSDB的基础上使⽤SPF算法进⾏运算,建⽴起到达每个⽹络的最短路径树。
最后,通过最短路径树得出到达⽬的⽹络的最优路由,并将其加⼊到IP路由表中。
OSPF报⽂OSPF直接运⾏在IP协议之上,使⽤IP协议号89。
OSPF有五种报⽂类型,每种报⽂都使⽤相同的OSPF报⽂头。
1. Hello报⽂:最常⽤的⼀种报⽂,⽤于发现、维护邻居关系。
并在⼴播和NBMA(None-Broadcast Multi-Access)类型的⽹络中选举指定路由器DR(Designated Router)和备份指定路由器BDR( Backup Designated Router)。
OSPF协议原理及配置详解
第二十四页，编辑于星期五：八点 五十八分。
OSPF协议原理及配置
第一页，编辑于星期五：八点 五十八分。
概念
OSPF ：Open Shortest Path First，开放最短路径优先 由IETF(Internet Engineering Task Force)组织开发 OSPF是链路状态协议，采用SPF算法 OSPF是IGP(Interior Gateway Protocol)协议，用于在自治系统 (Autonomous System，AS)内发现和计算路由 在IP网络上，它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路 由 相关RFC文档 : RFC2328， RFC1583，RFC2178
当然这时还需要重新选举出一个新的BDR，虽然 一样需要较长的时间，但并不会影响路由计算。
第十六页，编辑于星期五：八点 五十八分。
注意：
网段中的DR 并不一定是priority 最大的路由器；同理，BDR 也 并不一定就是priority 第二大的路由器。
DR 是指某个网段中概念，是针对路由器的接口而言的。某台路由
（broadcast or NBMA networks)
该接口通过点到多点的网络与多台路由器相连。（point-tomultipoint)
第十九页，编据链路层封装协议不同分为以下四种网 络类型：
Point-to-Point：点对点网络。当链路层协议是PPP，HDLC， LAPB 时，OSPF 缺省认为网络类型是Point-to-Point。在这种类 型网络中， 以组播地址（224.0.0.5）发送协议报文，不需要 选举DR，BDR。
第二十一页，编辑于星期五：八点 五十八分。
OSPF学习笔记
OSPF（开放式最短路径优先）1.OSPF基础概念1.1 Router-id：每一台OSPF路由器只有一个Router-ID，Router-ID使用IP地址的形式来表示，确定Router-ID的方法为：⏹ 1 .手工指定Router-ID。
⏹ 2 .路由器上活动Loopback接口中IP地址最大的，也就是数字最大的，如C类地址优先于B类地址，一个非活动的接口的IP地址是不能被选为Router-ID的。
⏹ 3 .如果没有活动的Loopback接口，则选择活动物理接口IP地址最大的。
Router-ID只在OSPF启动时计算，或者重置OSPF进程后计算，言外之意，假如已经建立了邻居关系再配置router-id，是无效的（抢占原则，也是为了稳定OSPF域），除非重启进程（clear ip ospf process)方能生效。
如下为router-id的验证实验配置好IP地址宣告进OSPF域内。
可以查看OSPF邻居情况。
由于R2的物理接口地址大于R1，所以R2成为了DR。
然后尝试在R1，R2上各开启一个loopback口，R1的大于R2，观察结果可见，当R1loopback口的IP大于R2时，R1就会成为DR最后尝试修改router-id来控制选举，在loopback口地址不修改的情况下进行，R2的router-id大于R1的。
可见，R2因为router-id的缘故又成为了DR。
使用loopback作为router-id有2个好处：●Loopback口比其他任何物理接口更稳定，一旦路由器启动成功，这个环回口就立即生效直至被关闭或者路由器断电。
●分配和识别路由器router-id时有更多的回旋余地。
1.2 COST值OSPF使用接口的带宽来计算Metric，例如一个10 Mbit/s的接口，计算Coast 的方法为：将10 Mbit换算成bit，为10 000 000 bit，然后用10000 0000除以该带宽，结果为 10000 0000/10 000 000 bit = 10，所以一个10 Mbit/s的接口，OSPF认为该接口的Metric值为10，需要注意的是，计算中，带宽的单位取bit/s，而不是Kbit/s，例如一个100 Mbit/s的接口，Cost 值为 10000 0000 /100 000 000=1，因为Cost值必须为整数，所以即使是一个1000 Mbit/s（1GBbit/s）的接口，Cost 值和100Mbit/s一样，为1。
OSPF的LSA七种类型
OSPF的LSA七种类型OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于互联网协议（IP）网络的动态路由协议，用于帮助数据包在网络中选择最佳路径。
在OSPF中，路由器通过交换LSA（Link State Advertisement）来了解网络拓扑，并基于这些信息计算最短路径。
LSA（链路状态广告）是OSPF中用于描述路由器分布情况和网络拓扑结构的信息包。
OSPF定义了七种类型的LSA，每种LSA都承载着特定类型的信息。
下面是关于这七种LSA的详细介绍：1. Type 1 LSA：也称为路由器LSA（Router LSA），由每个路由器在本地链路上生成和分发。
Type 1 LSA描述了一个路由器连接到的所有链路，以及每个链路的状态和度量。
2. Type 2 LSA：也称为网络LSA（Network LSA），由DR （Designated Router）或BDR（Backup Designated Router）在其所在的广播网络上产生。
Type 2 LSA描述了邻接的DR和网络连接到的所有路由器。
这样的LSA只在多播网络上出现。
3. Type 3 LSA：也称为网络汇总LSA（Summary LSA），由ABR（Area Border Router）在与其他区域相邻的区域之间生成。
Type 3 LSA描述了目标区域中的网络，ABR用它来广播到其他区域。
4. Type 4 LSA：也称为ASBR摘要LSA（ASBR Summary LSA），由ASBR（Autonomous System Boundary Router）生成，用于在本地区域中广播到它连接的其他网络。
Type 4 LSA描述ASBR连接的网络和ASBR的度量。
5. Type 5 LSA：也称为外部LSA（External LSA），由ASBR生成，用于向其他区域广播到外部网络。
Type 5 LSA描述了ASBR连接的外部网络和它们的度量。
DCN-06-OSPF协议
LSAck报文 报文
• 收到LSU之后，进行确认 收到 之后， 之后
8
OSPF的邻居状态机 的邻居状态机
Down
Attempt
Init Loading
2-way
ExStart
Exchange
Full
9
两台路由器之间建立邻接关系的过程
DCN-06-OSPF协议 DCN-06-OSPF协议
神州数码客服中心
内部资料，未经授权严禁外传
学习目标
学习完本课程，您应该能够：
叙述OSPF路由协议的原理 OSPF 配置OSPF协议 调试和维护OSPF协议 简单的OSPF故障排除
2
课程内容
第一章 OSPF协议原理 协议原理 第二章 OSPF配置 配置 调试、 第三章 OSPF调试、监控 调试 第四章 OSPF排错 排错
19.1.3.0/24 19.1.2.0/24
Area 12
Area 19
Area 8
17
LSA 分类
Router-LSA 由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和 由每个路由器生成， 花费， 花费，传递到整个区域 Network-LSA，由DR生成，描述了本网段的链路状态，传递 生成， ， 生成 描述了本网段的链路状态， 到整个区域 Net-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到区域内某一网段 生成， ， 生成 的路由， 的路由，传递到相关区域 Asbr-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到 生成， 的路由， ， 生成 描述了到ASBR的路由， 的路由 传递到相关区域 AS-External-LSA，由ASBR生成，描述了到 外部的路由， 生成， 外部的路由， ， 生成 描述了到AS外部的路由 传递到整个AS（ 区域除外） 传递到整个 （STUB区域除外） 区域除外
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OSPF ConfigurationModule 6OSPF BasicsModule 6, Lesson 1Lesson Objectives⏹Review OSPF Operations ⏹Review OSPF Terminology ⏹Discuss summarizationOpen Shortest Path First (OSPF)⏹Link-state protocol◆Routers advertise local links only◆Each router builds a database of all links in the network, thencalculates own routing table⏹Metric is cost (based on link bandwidth)⏹Hierarchical routing protocol◆Summarize routes based on areasOSPF as a Link State ProtocolLSAOSPF Operational Summary⏹After initial configuration◆Locate Neighbors◆Establish Adjacencies◆Exchange Link-State Databases (LSAs)◆Run SPF to calculate best routes⏹Network change◆Send LSA immediately◆Run SPF to calculate new best routesLocate Neighbors Hello HelloState: InitState: 2-wayForm Adjacencies⏹Neighbor Adjacency⏹Only adjacent routers exchange Link State Advertisements(LSAs)⏹Adjacency formation is handled differently on point-to-point,broadcast and NBMA networks◆Point-to-point –If neighbor, adjacency established◆Broadcast (LAN) –Adjacent with DR and BDR only◆NBMA –manual neighbor configurationDesignated Router Election⏹Hello packets exchanged via IP multicast ⏹Router with highest OSPF priority electedP=1P=0P=1P=3P=2DRBDR HelloDesignated Router Election (cont.)Each router forms adjacency with DR and BDRDRBDRExchange DatabasesState: ExstartRouter ID 10.10.0.2Router ID 10.16.0.1 –I’m masterState: ExchangeDBD seq X DBD seq XDBD seq X + 1 DBD seq X + 1Exchange Databases/Run SPFLSR LSULSAckState: FullRun SPF Run SPF Routing Table Routing TableReacting to Topology ChangesIncomingLSAEntry indatabase?Same seqnumber?Newer seqnumber?Add to LSdatabaseFlood LSARun SPFSend newerinfo to sourceAck InfoAck and discard Yes YesYesNo NoNoArea 1Area 2Backbone Area 0AS 2OSPF DesignASBRAutonomous System 1ASBRABRABRLSA TypesID Type Description1Router-LSA Describes router’s links within an area. Floodedwithin local area only.2Network-LSA Contains list of routers connected to network.Flooded within local area only.3Summary-LSA (networks)Describes links between the ABR and routers within area. Flooded through the backbone area to other ABRs.4Summary-LSA (routers)Describes routes to ASBRs. Flooded through the entire OSPF domain except stub areas.5AS-external LSAs Describes routes to external AS. Floodedthroughout entire OSPF domain except stubareas.7NSSA-external LSAs Advertised within NSSA only. When forwarded outside of NSSA, converted into Type 5 LSA.Any Questions?Single-Area OSPFModule 6, Lesson 2Lesson Objectives⏹Configure OSPF routing⏹Examine commands to verify OSPF operationsBasic OSPF Configuration⏹Step 1: Enable OSPF routing[local]Redback(config-ctx)#router ospf <instance>⏹Step 2: Define OSPF area[local]Redback(config-ospf)#area <id>Basic OSPF Configuration (cont.)⏹Step 3: Enable interface within area[local]Redback(config-ospf-area)#interface {<name> | <ip-addr>}⏹Step 4: Specify network type for interface[local]Redback(config-ospf-interface)#network-type {broadcast | non-broadcast | point-to-point | point-to-multipoint}Sample Configurationcontext MyRouter!existing interface configinterface oneip address 11.1.0.1/24interface twoip address 172.16.1.1/30!!OSPF configuration!router ospf 30area 0interface onenetwork-type point-to-pointinterface twoSONETnetwork-type broadcast!port pos 2/0bind interface one MyRouterport ethernet 3/0bind interface two MyRouter⏹Router ID[local]RedBack(config-ospf)#router-id <ip-address>⏹SPF Timers[local]RedBack(config-ospf)#spf-timers <delay> <holdtime>Auto-cost[local]RedBack(config-ospf)#auto-cost [reference-bandwidth <Mbps>]⏹Cost[local]Redback(config-ospf-interface)#cost <cost>⏹Designated Router priority[local]Redback(config-ospf-interface)#router-priority <priority>⏹Hello interval[local]Redback(config-ospf-interface)#hello-interval <seconds>⏹Dead interval[local]Redback(config-ospf-interface)#router-dead-interval<seconds>⏹Authentication[local]Redback(config-ospf-interface)#authentication {md5<key-chain-name> | simple <key-chain-name> | none}Passive interface[local]Redback(config-ospf-interface)#passiveSample Configurationcontext MyRouter!existing interface configinterface oneip address 11.1.0.1/24interface twoip address 172.16.1.1/30!!OSPF configuration!router ospf 30SONETrouter-id 11.1.0.1auto-cost reference-bandwidth 622area 0interface onenetwork-type point-to-pointhello-interval 30dead-interval 120authentication simple KeepOutinterface twonetwork-type broadcastshow ospf <instance>---OSPF Instance 100/Router ID 172.16.0.1 ---Intra-Distance : 110 Inter-Distance : 110Ext-Distance : 110 Type of Service : TOS-Type0Area Border Rtr : No AS Boundary Rtr : NoAuto-Cost : Yes Flood Queued : 1SPF Delay : 10 SPF Holdtime : 0Full SPF Count : 1 Incr SPF Count : 0Full SPF Vers : 1 Incr SPF Vers : 0SPF LastCompute : 00:00:18 Nbrs Exchanging : 0Max Exchanging : 30 Nbrs Adjacent : 0Redist Metric : Unspecified Redist Queued : 0Redist Count : 0 Redist Quantum : 2000Stub Rtr Config : None Stub Rtr Delay : 0Stub Router : No BGP Converged : YesMPLS Traffic Eng: No MPLS Shortcuts : NoGraceful Restart: Disabled Restart Status : No Restart Helper Neighbors: 0Area List (1 total):show ospf area[local]RedBack>show ospf area---OSPF Area 0.0.0.42 Instance 100/Router ID 172.16.0.1 ---Area Type : Regular Interface Count: 1LSA Count : 1 LSA Checksum : 0x032a5 ABR Count : 0 ASBR Count : 0Adjacent Nbrs : 0 Up Interfaces : 1Virtual Links : 0 Virtual Nbr : 0Interface List:172.16.0.1Show ospf database[local]RedBack>show ospf database---OSPF Link State Database for Instance 1/Router ID 193.10.25.7 ---Router Link State Advertisements (Area 0.0.0.0) LinkID AdvertisingRtr Sequence #ChkSm Option Length LSAge19.4.123.8919.4.123.89 80000fe5 a3dc E,DC 60 14633.33.33.3333.33.33.33 80000006 a66e E 36 165111.11.11.11111.11.11.11 80000042 83b7 E 60 603193.10.25.7193.10.25.7 80000006 ffe0 E 48 145 Network Link State Advertisements (Area 0.0.0.0) LinkID AdvertisingRtr Sequence #ChkSm Option Length LSAge20.1.1.2 19.4.123.89 80000001 1ea7 E,DC 32 164193.4.4.1 19.4.123.89 80000001 d9e E,DC 32 146etc. . .⏹show ospf database advertising router {<router-id> | self}◆Displays all LSAs from specified router⏹show ospf database database-summary◆Displays a count of LSAs by type⏹show ospf database network◆Displays all type 2 LSAs in database⏹show ospf database router◆Displays all type 1 LSAs in databaseshow ospf interface {<address> | <name>}[Maui]SE2#show ospf interface---OSPF Interfaces for Instance 100/Router ID 10.201.21.3 ---Addr Len NetworkType Cost Priority State Area10.2.0.3 24 point-to-point 1 N/A P2P 0.0.0.010.4.0.3 24 point-to-point 1 N/A P2P 0.0.0.0[Maui]SE2#sh ospf interface 10.2.0.3---OSPF Interface 10.2.0.3 Area 0.0.0.0 Instance 100 ---Network Type : point-to-point Mask : 255.255.255.0Cost : 1 Logical Intf : toFijiMTU : 2562 Physical Intf : pos 14/1State : P2P Priority : N/AHello Interval : 10 Dead Interval : 40Transmit Delay : 1 Retransmit Int : 5Ack Queued : 0 Flood Queued : 0Ack Delay : 2 Authentication : NoneLSA Count : 0 LSA Checksum : 0Neighbor Count : 1Neighbor List (1 Adjacent):show ospf neighbor[local]RedBack>show ospf neighbor---OSPF Neighbors for Instance 1/Router ID 193.10.25.7 ---NeighborID NeighborAddress Pri State DR-State IntfAddress TimeLeft 19.4.123.89 193.4.4.1 1 Full DR 193.4.5.2 3522.22.22.22 10.1.2.2 1 Full BDR 10.1.1.1 3733.33.33.33 10.3.2.2 1 Full BDR 10.3.1.1 32show ospf route[local]RedBack>show ospf route---OSPF Routes for Instance 1/Router ID 193.10.25.7 ---Destination Type Dest-Type/Proto Cost Nhops Nhop10.2.0.0/16 Intra Net 2 2 10.1.2.219.4.123.89/32 Intra Net 2 1 193.4.4.120.1.1.0/24 Intra Net 11 1 193.4.4.1show ospf spf[Maui]SE2#show ospf spf---OSPF SPF Route Calculation Timing Log ---Maximum SPF-Phase TimingsWhen (elapsed) Instance/Area Phase Duration 00:26:29 100/0.0.0.0 Intra < 10 ms 00:26:29 100/0.0.0.0 Summary < 10 ms 00:26:29 100/N/A External < 10 ms Most Recent SPF-Phase TimingsWhen (elapsed) Instance/Area Phase Duration 00:26:29 100/N/A External < 10 ms 00:26:29 100/0.0.0.0 Summary < 10 ms 00:26:29 100/0.0.0.0 Intra < 10 ms 00:26:50 100/N/A External < 10 ms 00:26:50 100/0.0.0.0 Summary < 10 ms 00:26:50 100/0.0.0.0 Intra < 10 msshow ospf statistics[local]RedBack>show ospf statistics---OSPF Statistics for Instance 64001 ---Max flood queue length : 2 Interval : 1d 03:10:09 LSAs received : 1300 LSAs send : 1333LSAs changes received : 130Packet Retransmissions : 14 LSA Retransmissions: 24Routes downloaded : 20 Routes deleted : 11Download Errors : 0 RIB IPC messages : 17Hello DD LSR LSU ACKSend 29350 74 5 761 628Recv 27783 28 10 663 681⏹monitor ospf interface ⏹monitor ospf neighbor ⏹monitor ospf spf last ⏹monitor ospf statistics⏹debug ospf⏹debug ospf flooding⏹debug ospf interface address <ip-addr>⏹debug ospf lsdb◆Can debug all link-state database info, or by LSA type, or by router ID⏹debug ospf neighbor◆debug ospf neighbor [neighbor-id <ip-addr>]⏹debug ospf packet◆Options: [ack | database | errors | hello | request | update] [send |recv] [destination <ip-addr> | source <ip-addr>]⏹debug ospf rib◆Options: [area <area-id>] [instance <instance>][route-type{external | inter-area | intra-area}]⏹debug ospf spf◆Options: [externals | incremental | intra-area | nssa | scheduling |summaries | virtual-links] [area [<area-id>]] [instance[<instance>]]Graceful Restart[local]RedBack(config-ospf)#graceful-restart <interval>Any Questions?Lab: Configuring OSPF in a Single AreaMulti-Area OSPFModule 6, Lesson 3Lesson Objectives⏹Configure OSPF to operate in a multi-area environment ⏹Configure redistributionMulti-Area OSPF Area 1Area 2Backbone Area 0Autonomous System 1ABR ABR⏹Step 1: Enable OSPF routing[local]Redback(config-ctx)#router ospf <instance>⏹Step 2: Configure any global OSPF parameters (asdiscussed in lesson 4-2)⏹Step 3: Define OSPF area 0[local]Redback(config-ospf)#area 0⏹Step 4: Specify interface in area 0⏹Step 5: Specify network type for interface⏹Step 6: Configure interface variables (as discussed on lesson 4-2)⏹Step 7: Repeat Steps 4-6 for remaining interfaces in area 0[local]Redback(config-ospf-area)#interface {<name> | <ip-addr>}[local]Redback(config-ospf-interface)#network-type {broadcast | non-broadcast | point-to-point | point-to-multipoint}⏹Step 8: Define OSPF leaf area[local]Redback(config-ospf)#area <id>⏹Step 9: Specify interface in leaf area⏹Step 10: Specify network type for interface⏹Step 11: Configure interface variables⏹Step 12: Repeat steps 9-11 for all interfaces in leaf area ⏹Step 13: Repeat Steps 8-12 for any other leaf areasConfiguring Multi-Area OSPF –InternalSame as configuring single-area OSPFSample ConfigurationArea 2BackboneArea 0ABRrouter ospf 55area 0interface ToBackbonenetwork-type broadcastarea 2interface ToArea2network-type broadcastrouter ospf 55area 2interface Onenetwork-type broadcast。