OSPF路由协议综述及其配置
交换机路由协议——OSPF的配置
2S3600系列交换机路由协议——OSPF的配置一组网需求：所有设备运行OSPF(Open Shortest Path First)路由协议，且均在骨干区域中，PC-1和PC-2之间可以互访。
二组网图：三配置步骤：SwitchA配置：1 创建（进入）vlan10，并将端口E0/2加入vlan10[SwitchA]vlan 10[SwitchA-vlan10]port Ethernet 0/22 创建（进入）vlan接口10，并配置IP地址[SwitchA]interface Vlan-interface 10[SwitchA-Vlan-interface10]ip add 10.1.1.2 255.255.255.03 创建（进入）vlan100，并将端口E0/1加入vlan100[SwitchA]vlan 100[SwitchA-vlan100]port Ethernet 0/14 创建（进入）vlan接口100，并配置IP地址[SwitchA]interface Vlan-interface 100[SwitchA-Vlan-interface100]ip add 100.1.1.1 255.255.255.05 启动并配置OSPF协议[SwitchA]ospf[SwitchA-ospf]area 0[SwitchA-ospf-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255[SwitchA-ospf-area-0.0.0.0]network 100.1.1.0 0.0.0.2556 向ospf中引入直连路由[SwitchA-ospf]import-route directSwitchB配置：1 创建（进入）vlan10，并将端口E0/2加入vlan10[SwitchB]vlan 10[SwitchB-vlan10]port Ethernet 0/22 创建（进入）vlan接口10，并配置IP地址[SwitchB]interface Vlan-interface 10[SwitchB-Vlan-interface10]ip add 10.1.1.2 255.255.255.03 创建（进入）vlan200，并将端口E0/1加入vlan200[SwitchB]vlan 200[SwitchB-vlan200]port Ethernet 0/14 创建（进入）vlan接口200，并配置IP地址[SwitchB]interface Vlan-interface 200[SwitchB-Vlan-interface200]ip add 200.1.1.1 255.255.255.05 启动并配置OSPF协议[SwitchB]ospf[SwitchB-ospf]area 0[SwitchB-ospf-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255[SwitchB-ospf-area-0.0.0.0]network 200.1.1.0 0.0.0.2556 向ospf中引入直连路由[SwitchB-ospf]import-route direct四配置关键点：1．缺省情况下，在没有指定设备的router id即路由器ID号时，如果有LoopBack 接口地址，系统就选IP地址数值大的LoopBack地址作为路由器ID号；如果没有配置LoopBack接口地址，则选IP地址数值最大的VLAN接口地址做为路由器ID号。
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协议
OSPF协议1. 简介OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放的链路状态路由协议，常被用于局域网（LAN）和广域网（WAN）中的内部网关协议（IGP）。
OSPF是基于Dijkstra算法的路由选择协议，它使用链路状态数据库（LSDB）来维护网络拓扑，并通过该拓扑信息计算最短路径。
OSPF具有以下特点：•支持VLSM（可变长子网掩码）：不同子网可以使用不同的子网掩码，提高了IP地址的使用效率。
•支持分级路由：将网络划分为多个区域，降低了路由计算的复杂性。
•支持多路径：可以选择多条等价的路径作为备用路由，提高了网络的可靠性和容错性。
•支持无环路：OSPF使用了反向路径进行回路检测，确保路由没有环路。
2. OSPF网络拓扑OSPF网络拓扑由多个路由器组成，每个路由器都是一个LSDB的边界路由器（ABR）或区域边界路由器（ASBR）。
路由器之间通过链路互连，并通过Hello报文建立邻居关系。
OSPF将网络拓扑划分为多个区域（Area），每个区域由一个区域内部路由器（IR）负责管理。
OSPF区域间通过边界路由器（BR）进行转发，BR将区域内的路由信息汇总为一个摘要路由，然后广播到其他区域。
BR还负责处理区域之间的路由策略。
3. OSPF报文OSPF使用不同类型的报文来实现邻居发现、路由更新和链路状态同步等功能。
常用的报文类型包括：•Hello报文：用于建立邻居关系，确定相邻路由器的状态。
•DBD报文：用于数据库描述，包含路由器的数据库摘要。
•LSR报文：链路状态请求，用于请求邻居路由器的链路状态信息。
•LSU报文：链路状态更新，用于向邻居路由器发送自己的链路状态信息。
•LSAck报文：链路状态确认，用于确认邻居路由器发送的链路状态信息。
4. OSPF路由计算OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，每个路由器通过分析链路状态数据库（LSDB）来计算最短路径树（SPF树）。
OSPF路由协议配置55620
1.实验目的1.掌握OSPF协议的基本原理和配置；2.熟悉DR的选举原理和配置；3.了解多区域OSPF的原理和配置；4.尝试根据协议原理设计实验过程；5.利用现有的链接完成图示的物理链接2.实验环境（软件条件、硬件条件等）3台MSR3040路由器、一台MSR5060路由器、3台S3610交换机、12台pc；3.实验原理与方法（架构图、流程图等）【OSPF协议】OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)[1]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。
OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。
在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。
作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。
运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
【OSPF邻居关系】邻接关系建立的4个阶段:1.邻居发现阶段2.双向通信阶段：Hello报文都列出了对方的RID，则BC完成.3.数据库同步阶段：4.完全邻接阶段: full adjacency邻居关系的建立和维持都是靠Hello包完成的,在一般的网络类型中,Hello包是每经过1个HelloInterval发送一次,有1个例外:在NBMA网络中,路由器每经过一个PollInterval 周期发送Hello包给状态为down的邻居(其他类型的网络是不会把Hello包发送给状态为down的路由器的).Cisco路由器上PollInterval默认60s Hello Packet以组播的方式发送给224.0.0.5，在NBMA类型，点到多点和虚链路类型网络，以单播发送给邻居路由器。
OSPF 协议
1.OSPF协议简介OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种内部网关协议（IGP），用于在大型企业网络或互联网中实现路由选择。
它是一个开放的、链路状态路由协议，旨在优化路由器之间的通信，并根据网络拓扑信息计算最短路径。
OSPF协议具有以下特点：•开放性：OSPF协议是公开的，它的工作原理和规范可以被广泛理解和应用。
这使得不同厂商的路由器可以相互通信和交换路由信息，促进了网络设备的互操作性。
•链路状态路由：OSPF协议通过在网络中广播链路状态更新来确定网络拓扑信息。
每个路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中包含有关网络中所有路由器和链路的状态信息。
基于这些信息，OSPF使用Dijkstra 算法计算最短路径，并构建路由表。
•分层和区域化：OSPF协议将网络划分为不同的区域（Area），每个区域内部的路由器使用区域内链路状态数据库进行路由计算，而不需要了解整个网络的拓扑。
这种分层和区域化的设计减少了路由器之间的通信量，提高了网络的可扩展性。
•动态适应性：OSPF协议能够根据网络的变化自动调整路由，以适应链路的故障、拓扑的变化或带宽的变化。
当网络发生改变时，路由器会通过链路状态更新通知其他路由器，并更新各自的链路状态数据库，从而重新计算最短路径。
OSPF协议在大型企业网络和互联网中被广泛应用，特别适用于要求快速收敛、具备高可靠性和可扩展性的网络环境。
它提供了灵活的路由控制和路由优先级设置，使网络管理员能够根据具体需求进行网络设计和优化。
2.OSPF协议的工作原理OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种基于链路状态的路由协议，它通过交换链路状态信息来计算最短路径并构建路由表。
以下是OSPF协议的工作原理的概要：1.邻居发现：OSPF协议运行在每个支持OSPF的路由器上。
当路由器启动时，它会发送Hello报文来发现和识别相邻的OSPF路由器。
OSPF 路由协议概述
OSPF路由协议概述1.1 内容简介随着Internet技术在全球范围的飞速发展，OSPF已成为目前Internet广域网和Intranet企业网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。
OSPF是Open Shortest Path First（开放最短路由优先协议）的缩写。
它是IETF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（RFC2328）。
OSPF协议是由Internet Engineering Task Force的OSPF工作组所开发的，特别为TCP/IP 网络而设计，包括明确的支持CIDR和标记来源于外部的路由信息。
OSPF也提供了对路由更新的验证，并在发送/接收更新时使用IP多播。
此外，还作了很多的工作使得协议仅用很少的路由流量就可以快速地响应拓扑改变。
本文主要介绍OSPF 路由协议的基本原理，包括：OSPF的协议报文、邻居状态机、链路状态同步，以及DR、BDR选举和OSPF区域的划分。
本文来源于H3C网络学院教材，作为OSPF路由协议实验的主要参考资料。
通过这个实验，学生应该能掌握OSPF 路由协议的基本概念和基本原理，OSPF路由计算过程，具备规划和配置OSPF 路由协议的能力，并能处理一般的OSPF故障。
说明：若没有特别说明，下文中所提到的OSPF均指OSPFv2。
1.2 相关概念回顾在理论课程中，我们对距离矢量和链路状态路由协议有了一定的了解。
下面，我们将会回顾一些相关的概念，指出距离矢量算法和链路状态算法的一些区别。
1.2.1 路由表路由器转发分组的关键是路由表。
每个路由器中都保存着一张路由表，表中每条路由项都指明分组到某子网或某主机应通过路由器的哪个物理端口发送，然后就可到达该路径的下一个路由器，或者不再经过别的路由器而传送到直接相连的网络中的目的主机。
根据来源不同，路由表中的路由通常可分为以下三类：1. 链路层协议发现的路由（也称为接口路由或直连路由）2. 由网络管理员手工配置的静态路由3. 动态路由协议发现的路由。
华为OSPF协议基本配置
华为OSPF协议基本配置OSPF（Open Shortest Path First）是一种链路状态路由协议，常用于大型网络中的内部网关协议（IGP）。
华为设备支持OSPF协议，并提供丰富的配置选项来进行基本的OSPF协议配置。
1. 配置路由器ID（Router ID）：在OSPF协议中，每个路由器都需要一个唯一的路由器ID来标识自己。
华为设备可以使用以下命令配置路由器ID：```[RouterA] ospf router-id 1.1.1.1```2. 配置区域（Area）：OSPF使用区域的概念来实现路由器的分层结构，不同区域之间的通信需要经过区域边界路由器（ABR）或自治系统边界路由器（ASBR）。
华为设备可以使用以下命令配置区域：```[RouterA] ospf area 0```3.配置接口：在OSPF中，需要将路由器的接口添加到相应的区域中，以便进行邻居关系的建立和路由信息的交换。
华为设备可以使用以下命令将接口添加到OSPF中：```[RouterA] interface GigabitEthernet 0/0/1[RouterA-GigabitEthernet0/0/1] ospf enable[RouterA-GigabitEthernet0/0/1] ospf area 0```4. 配置路由汇总（Route Summarization）：OSPF允许在ABR或ASBR上进行路由汇总，以减少网络中的路由表项数量和路由信息的传输量。
华为设备可以使用以下命令配置路由汇总：```[RouterA] ospf abr-summary 10.0.0.0 255.0.0.0```5. 配置路由过滤（Route Filtering）：OSPF允许在路由器上对路由进行筛选，以控制路由的学习和传播。
华为设备可以使用以下命令配置路由过滤：```[RouterA] ospf distribute-list export prefix-list PREFIX-LIST-OUT[RouterA] ospf distribute-list import prefix-list PREFIX-LIST-IN```6. 配置路由聚合（Route Aggregation）：OSPF允许在路由器上对多个具有相同前缀的路由进行聚合，以减少路由表项的数量和路由信息的传输量。
OSPF协议概述
OSPF协议概述一、协议介绍OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于路由选择的链路状态路由协议。
它是一个开放标准的协议，由IETF（Internet Engineering Task Force）制定并广泛应用于大型企业网络和互联网。
OSPF协议基于Dijkstra算法，通过收集网络中的链路状态信息，计算出最短路径，并将最短路径的信息传播给其他路由器，从而实现网络中的路由选择。
二、协议特点1. 分层结构：OSPF协议将网络划分为不同的区域（Area），每个区域内部有一个主干区域（Backbone Area），区域之间通过区域边界路由器（Area Border Router）相连。
这种分层结构可以减少网络中路由器之间的通信负载，提高网络的可扩展性。
2. 支持多种网络类型：OSPF协议支持多种网络类型，包括点对点网络、广播网络、非广播多点网络和虚拟链路网络。
不同类型的网络可以根据其特点选择合适的OSPF配置方式。
3. 动态路由更新：OSPF协议可以根据网络中链路状态的变化动态更新路由表，从而实现快速的路由收敛。
当网络中某个链路发生故障或者恢复时，OSPF协议可以自动调整路由，选择最优路径。
4. 网络可靠性：OSPF协议支持路由器之间的热备份，即备用路由器可以在主路由器发生故障时接管路由功能，确保网络的连通性。
此外，OSPF协议还支持对链路的负载均衡，提高网络的可靠性和性能。
5. 安全性：OSPF协议支持认证机制，可以对路由器之间的邻居关系进行认证，防止未经授权的路由器加入网络。
同时，OSPF协议还支持对路由更新信息进行加密，保护路由信息的安全性。
三、OSPF协议的工作原理1. 邻居发现：OSPF协议通过Hello消息进行邻居发现，路由器发送Hello消息到相邻路由器，如果收到相应的Hello消息回应，则建立邻居关系。
2. 链路状态信息交换：建立邻居关系后，路由器之间开始交换链路状态信息。
CiscoOSPF_路由协议配置
必须匹配邻接关系的变量 √ √
√ √
OSPF路由器具有唯一的标识符，称为路由器 ID。每个路由器在活跃接口上，选择出最高 的点分十进制 IP地址作为路由器 ID。这一规则的例外情况是路由器上指定了一个回送 （loopback）接口。当回送接口被定义，选择分配给任何回送接口的最高 IP地址作为路由器 ID。 路由器ID对于为OSPF网络选择指定的备份路由器十分重要。如果该接口故障，则路由器就不 可达。为了避免发生这种情况，最好定义一个回送接口作为强制的 OSPF路由器ID。
300计计Cisco 路由器手册
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与address参数配对的是 wildcard-mask参数。为 wildcard-mask参数指定的值标识 address参 数值的哪一位用于解释 address参数值。wildcard-mask使用点分十进制格式。如下例所示：
network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0
■ LSA传输延迟（ LSA transmit delay）：这里所指定的值和重传间隔一起使用，以确定在 一个链路上 LSA传送不成功。
17.2 在Cisco路由器上指定OSPF
在一个 OSPF区域的内部路由器、区域边界路由器和自治系统边界路由器（ ASBR）中， 为所有路由器配置使用缺省值可以提供一个可操作的网络。大部分决策工作将由 OSPF邻居邻 接关系协商完成，以确定 DR和BDR，但是加入网络的对等路由器没有认证机制，也没有保护 有效带宽和处理器利用的缺省值。为 OSPF区域定义网络专用值可以使网络工程师能够创建一 个确定的OSPF配置，而非一个不确定的拓扑结构。
表17-1 在Hello报文中出现的 OSPF邻接关系变量
O S P F邻接关系变量
OSPF详细配置+详解
OSPF配置AS:在共同管理下的一组运行相同库有选择协议的路由器的集合为一个“自治系统”IGP：内部网关路由协议——用于在单一AS内决策路由，用来解决AS内部通信！EGP：外部网关路由协议——用于在多个AS之间执行路由，用来解决AS间通信！ospf基本配置：全局：router ospf +区域号指定ospf协议运行的接口以及所在的区域命令如下：network 网络地址反掩码area 区域号修改接口优先级：router ospf模式：IP ospf priority 数值优先级（0~255）设置为0时不参与选举DR为指定路由器，BDR为备份指定路由器！修改COST值：接口模式：IP ospf cost 数值（1~65535）数值小的优先级大。
查看ospf配置:路由表：show IP route邻居列表及状态：show IP router ospf neighborospf配置：show IP ospfospf 多区域配置ABR(区域边界路由器)：连接一个或多个区域到骨干区域的路由器，并且这些路由器会作为间通信量的路由网关ASBR：（自治系统边界路由器）：可以认为它是ospf域外部的通信量进入ospf域的网关路由器洪扩散。
●组成员LSA(LSA6):是用在OSPF协议的一个增强版本――组播OSPF协议(MOSPF协议)中的。
MOSPF协议将数据包从一个单一的源地址转发到多个目的地，或者是一组共享D类组播地址的成员。
●NSSA外部LSA(LSA7):是指在非纯末梢区域(Not-So-Stubby Area，NSSA)内始发于ASBR路由器的LSA通告。
NSSA外部LSA通告几乎和自主系统外部LSA通告是相同的。
只是不像自主系统外部LSA通告那样在整个OSPF自主系统内进行泛洪扩散，NSSA外部LSA通告仅仅在始发这个NSSA外部LSA通告的非纯末梢区域内部进行泛洪扩散。
●外部属性LSA(LSA8):是被提议作为运行内部BGP协议(iBGP协议)的另一种选择，以便用来传送BGP协议的信息穿过一个OSPF域。
《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。
实验十一配置OSPF路由协议
实验^一配置OSPF各由协议作者: 日期:实验十一配置OSPF路由协议11. 1路由协议OSPF既述OSPF路由协议是一种典型的链路状态路由协议，用于一个自治系统内部•在这个自治系统中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个自治系统结构的数据库，其中存放路由域中相应链路的状态信息。
OSPF路由器正是通过这个数据库计算出OSPF路由表的•作为一种链路状态的路由协议，OSPFF将链路状态广播数据包LSA ( Link State Advertisement )传送给区域内的所有路由器，这一点与距离向量路由协议不同。
运行距离向量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给相邻的路由器。
对于OSPF路由协议，度量与网络中链路的带宽等因素相关，也就是说OSPF路由信息不受物理跳数的限制。
另外，OSPF路由协议还支持TOS(Type of Service )路由，因此OSPF适用于大型网络中•1 •区域在RIP协议中，网络是一个平面的概念，并无区域及边界的定义。
在OSPF路由协议中，一个网络或者说是一个路由域可以划分为很多个区域area ,每一个区域通过OSPF边界路由器相连，区域间可以通过路由总结(Summary)来减少路由信息，减小路由表，提高路由器的运算速度。
在OSPF路由协议的定义中，可以将一个自治系统划分为几个区域，我们把按照一定的OSPF路由法则组合在一起的一组网络或路由器的集合称为区域(area ).在OSPF路由协议中，每一个区域中的路由器都按照该区域中定义的链路状态算法来计算网络拓扑结构，这意味着每一个区域都有该区域独立的网络拓扑数据库及网络拓扑图•对于每一个区域，其网络拓扑结构在区域外是不可见的，每一区域内部的路由器对域外的其余网络结构也不了解，这意味着OSPF路由域中的网络链路状态数据广播被区域的边界挡住了，这样有利于减少网络中链路状态数据包在全网范围内的广播，也是OSPF将一个自治系统划分成很多个区域的重要原因。
如何配置OSPF协议
OSPF（开放式最短路径优先协议）是一种基于链路状态的路由协议，用于实现大型的企业网络中的路由。
本文将介绍如何配置OSPF。
1. 配置OSPF进程
在每个运行OSPF的路由器上配置OSPF进程。
进入路由器的配置模式并输入以下命令：
Router(config)# router ospf process-id
将process-id替换为一个整数值，可以是任何数字，但它应该在整个网络中唯一。
2. 配置区域
将每个路由器分配到一个或多个区域中。
在路由器上，进入配置模式并输入以下命令：
Router(config-router)# area area-id
将area-id替换为一个数字，可以是任何数字，但应该在整个网络中唯一。
3. 配置网络
在每个路由器上，配置与OSPF连接的每个网络。
Router(config-router)# network network-address wildcard-mask area area-id
将network-address替换为网络地址，wildcard-mask替换为反掩码，area-id替换为路由器所在区域的ID。
4. 确认配置
输入以下命令以确认OSPF配置：
Router# show ip protocols
Router# show ip ospf neighbor
使用这些命令可以查看OSPF协议的状态，以及与其他OSPF路由器的领域关系。
以上是配置OSPF的基本步骤。
但在实际操作时，需要考虑到网络的规模和层级结构，以便更好地组织和管理网络。
OSPF协议概述
OSPF协议概述OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于在IP网络中进行路由选择。
它是基于链路状态的路由协议，通过计算最短路径来确定数据包的传输路径。
OSPF协议具有以下特点：开放性、高度可扩展性、快速收敛、支持VLSM（可变长度子网掩码）和类别路由等。
一、OSPF协议的基本概念和术语1.1 路由器（Router）：运行OSPF协议的设备，负责转发数据包和计算路由。
1.2 邻居（Neighbor）：与同一链路上的其他路由器建立邻居关系，通过交换链路状态信息来维护路由表。
1.3 链路状态数据库（Link State Database）：存储了整个网络的链路状态信息，每个路由器都维护自己的链路状态数据库。
1.4 链路状态广播（Link State Advertisement，LSA）：用于交换链路状态信息的数据包，包含了路由器对链路状态的描述。
1.5 最短路径树（Shortest Path Tree）：根据链路状态信息计算出的最短路径树，用于确定数据包的传输路径。
二、OSPF协议的工作原理2.1 邻居关系建立在同一链路上的路由器通过发送Hello消息来建立邻居关系。
Hello消息包含了路由器的标识和链路状态信息，如果两个路由器收到了对方的Hello消息，则建立邻居关系。
2.2 链路状态信息交换邻居关系建立后，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封装成LSA发送给邻居，邻居收到后更新自己的链路状态数据库，并将更新后的LSA继续发送给其他邻居。
2.3 最短路径计算每个路由器根据收到的LSA更新自己的链路状态数据库，然后使用Dijkstra算法计算最短路径树。
最短路径树中的每个节点表示一个网络节点，边表示链路，路径上的权值表示链路的开销。
计算完成后，每个路由器都有了一张完整的路由表。
2.4 路由选择根据路由表中的信息，每个路由器可以选择最佳的路径来转发数据包。
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链路状态路由协议(link-state routing protocol)的一些特征:1.对网络发生的变化能够快速响应2.当网络发生变化的时候发送触发式更新(triggered update)3.发送周期性更新(链路状态刷新),间隔时间为30分钟链路状态路由协议只在网络拓扑发生变化以后产生路由更新.当链路状态发生变化以后,检测到变化的设备创建LSA(link state advertisement),通过使用组播地址传送给所有的邻居设备,然后每个设备拷贝一份LSA,更新它自己的链路状态数据库(link state database,LSDB),接着再转发LSA给其他的邻居设备.这种LSA的洪泛(flooding)保证了所有的路由设备在更新自己的路由表之前更新它自己的LSDBLSDB通过使用Dijkstra算法(shortest path first,SPF)来计算到达目标网络的最佳路径,建立一条SPF树(tree),然后最佳路径从SPF树里选出来,被放进路由表里OSPF和IS-IS协议被归类到链路状态路由协议中.链路状态路由协议在一个特定的区域(area)里从邻居处收集网络信息,一旦路由信息都被收集齐以后,每个路由器开始通过使用Dijkstra 算法(SPF)独立计算到达目标网络的最佳路径运行了链路状态路由协议的路由器跟踪以下信息:1.它们各自的邻居2.在同一个区域中的所有路由器3.到达目标网络的最佳路径Link-State Data Structures为了能够做出更好的路由决策,OSPF路由器必须维持的有以下内容:1.neighbor table:也叫adjacency database.存储了邻居路由器的信息.如果一个OSPF路由器和它的邻居路由器失去联系,在几秒中的时间内,它会标记所有到达那条路由均为无效并且重新计算到达目标网络的路径2.topology table:一般叫做LSDB.OSPF路由器通过LSA学习到其他的路由器和网络状况,LSA存储在LSDB中3.routing table:也就是我们所说的路由表了,也叫forwarding database,包含了到达目标网络的最佳路径的信息链路状态路由协议和距离向量路由协议的一个区别就是:距离向量路由协议是routing by rumors,也就是说,距离向量路由协议依靠邻居发给它的信息来做路由决策,而且路由器不需要保持完整的网络信息;而运行了链路状态路由协议的路由器保持的有完整的网络信息的快照,而且每个路由器自己做出路由决策Defining an OSPF AreaOSPF的网络设计要求是双层层次化(2-layer hierarchy),包括如下2层:1.transit area(backbone或area 0)2.regular areas(nonbackbone areas)transit area负责的主要功能是IP包快速和有效的传输.transit area互联OSPF其他区域类型.一般的,这个区域里不会出现端用户(end user)regular areas负责的主要功能就是连接用户和资源.这种区域一般是根据功能和地理位置来划分.一般的,一个regular area不允许其他区域的流量通过它到达另外一个区域,必须穿越transit area比如area 0.regular areas 还可以有很多子类型,比如stub area,locally area和not-so-stubby area在链路状态路由协议中,所有的路由器都保持的有LSDB,OSPF路由器越多,LSDB就越大.这可能对了解完整的网络信息有帮助,但是随着网络的增长,可扩展性的问题就会越来越大.采用的折中方案就是引入区域的概念.在某一个区域里的路由器只保持的有该区域中所有路由器或链路的详细信息和其他区域的一般信息.当某个路由器或某条链路出故障以后,信息只会在那个区域以内在邻居之间传递.那个区域以外的路由器不会收到该信息.OSPF要求层次化的网络设计,意味着所有的区域要和area 0直接相连.如下图:注意area 1和area 2或3之间的连接是不允许的,它们都必须通过backbone area 0进行连接.Cisco建议每个区域中路由器的数量为50到100个构建area 0的路由器称为骨干路由器(backbone router,BR),如上图,A和B就是BR;区域边界路由器(area border router,ABR)连接area 0和nonbackbone areas.如图,C,D和E就是ABR.ABR通常具有以下特征:1.分隔LSA洪泛的区域2.是区域地址汇总的主要因素3.一般做为默认路由的源头4.为每个区域保持LSDB理想的设计是使每个ABR只连接2个区域,backbone和其他区域,3个区域为上限Defining OSPF Adjacencies运行OSPF的路由器通过交换hello包和别的路由器建立邻接(adjacency)关系,过程如下:1.路由器和别的路由器交换hello包,目标地址采用多播地址2.hello包交换完毕,邻接关系形成3.接下来通过交换LSA和对接收方的确认进行同步LSDB.对于OSPF路由器而言,进入完全邻接状态4.如果需要的话,路由器转发新的LSA给其他的邻居,来保证整个区域内LSDB的完全同步对于点到点的WAN串行连接,两个OSPF路由器通常使用HDLC或PPP来形成完全邻接状态对于LAN连接,选举一个路由器做为designated router(DR)再选举一个做为backup designated router(BDR),所有其他的和DR以及BDR相连的路由器形成完全邻接状态而且只传输LSA给DR和BDR.DR从邻居处转发更新到另外一个邻居那里.DR的主要功能就是在一个LAN内的所有路由器拥有相同的数据库,而且把完整的数据库信息发送给新加入的路由器.路由器之间还会和LAN内的其他路由器(非DR/BDR,即DROTHERs)维持一种部分邻居关系(two-way adjacency) OSPF的邻接一旦形成以后,会交换LSA来同步LSDB,LSA将进行可靠的洪泛OSPF Calculation链路状态陆游协议使用Dijkstra算法来查找到达目标网络中的最佳路径.所有的路由器拥有相同的LSDB后,把自己放进SPF tree中的root里,然后根据每条链路的耗费(cost),选出耗费最低的做为最佳路径,最后把最佳路径放进forwarding database(路由表)里下图就是一个SPF计算的例子:1.LSA遵循split horizon原则,H对E宣告它的存在,E把H的宣告和它自己的宣告再传给C和G;C和G再和之前类似,继续传播开来……2.X有4个邻居:A,B,C和D,假设这里都是以太网,每条网链路的耗费为10,经过计算,路由器可以算出最佳路径.上图的右半部分实线所标即为最佳路径LS Data Structures: LSA Options关于LSA的操作流程图如下:如图可以看出当路由器收到一个LSA以后,先会查看它自己的LSDB看有没有相应的条目,如果没有就加进自己的LSDB中去,并反馈LSA确认包(LSAck),接着再继续洪泛LSA,最后运行SPF算法算出新的路由表如果当它收到LSA的时候,自己的LSDB有该条目而且版本号一样,就忽略这个LSA;如果有相应条目,但是收到的LSA 的版本号更新,就加进自己的LSDB中,发回LSAck,洪泛LSA,最后用SPF计算最佳路径;如果版本号没有自己LSDB中那条新,就反馈LSU信息给发送源Types of OSPF PacketsOSPF包的5种类型如下:1.hello:用来建立邻居关系的包2.database description(DBD):用来检验路由器之间数据库的同步3.link state request(LSR):链路状态请求包4.link state update(LSU):特定链路之间的请求记录5.link state acknowledgement(LSAck):确认包OSPF Packet Header Format5种OSPF包都是直接被封装在IP包里的而不使用TCP或UDP.由于没有使用可靠的TCP协议,但是OSPF包又要求可靠的传输,所以就有了LSAck包.如下图所示就是OSPF包在IP包里的形式:协议号为89(EIGRP协议号为8,一些字段如下:1.Version Number:当前为OSPF版本22.Type:定义OSPF包的类型3.Packet Length:包的长度,单位字节4.Router ID(RID):产生OSPF包的源路由器5.Area ID:定义OSPF包是从哪个area产生出来的6.Checksum(校验和):错误校验7.Authentication Type:验证方法,可以是明文(cleartext)密码或者是Message Digest 5(MD5)加密格式8.Data:对于hello包来说,该字段是已知邻居的列表;对于DBD包来说,该字段包含的是LSDB的汇总信息,包括RID 等等;对于LSR包来说,该字段包含的是需要的LSU类型和需要的LSU类型的RID;对于LSU包来说,包含的是完全的LSA 条目,多个LSA条目可以装在一个包里;对于LSAck来说,字段为空OSPF Neighbor Adjacency EstablishmentHello协议用来建立和保持OSPF邻居关系,采用多播地址224.0.0.5,hello包包含的信息如下:1.Router ID(RID):路由器的32位长的一个唯一标识符,选举规则是,如果loopback接口不存在的话,就选物理接口中IP地址等级最高的那个;否则就选取loopback接口2.hello/dead intervals:定义了发送hello包频率(默认在一个多路访问网络中间隔为10秒);dead间隔是4倍于hello包间隔.邻居路由器之间的这些计时器必须设置成一样3.neighbors:邻居列表4.area ID:为了能够通信,OSPF路由器的接口必须属于同一网段中的同一区域(area),即共享子网以及子网掩码信息5.router priority:优先级,选举DR和BDR的时候使用.8位长的一串数字6.DR/BDR IP address:DR/BDR的IP地址信息7.authentication password:如果启用了验证,邻居路由器之间必须交换相同的密码信息.此项可选8.stub area flag:stub area是通过使用默认路由代替路由更新的一种技术(有点像EIGRP中的stub功能)Establishing Bidirectional Communication1.星型(star/hub-and-spoke):最常见的帧中继网络拓扑,代价最小2.全互连(full-mesh):冗余,但是代价大,在这样的环境中计算VC的数量,使用n(n-1)/2的公式,n为网络中的节点数3.部分互连(partial-mesh):前两种的折中方案OSPF运行的两种RFC中定义的模式如下:1.NBMA:一般和部分互连的网络结合使用,需要选举DR/BDR和人工指定邻居.优点是相对point-to-multipoint模式它的负载较低2.point-to-multipoint:把非广播的网络当作点到点连接的集合,自动发现邻居,不指定DR/BDR,一般和部分互连的网络结合使用.优点是配置较为简便一些其他的可运行模式如下:1.point-to-multipoint nonbroadcast2.broadcast3.point-to-point定义OSPF网络类型的命令如下:Router(config-if)#ip ospf network [{broadcast nonbroadcast point-to-multipoint point-to-multipoint nonbroadcast}]几种选项的含义如下:1.broadcast:使得WAN接口看上去像LAN接口;一个IP子网;多播hello包自动发现邻居;选举DR/BDR;要求网络全互连2.nonbroadcast(NBMA):一个IP子网;邻居手工指定;选举DR/BDR;DR/BDR要求和DROTHER完全互连;一般用在部分互连的网络中3.point-to-multipoint:一个IP子网;多播hello包自动发现邻居;不要求DR/BDR的选举;一般用在部分互连的网络中4.point-to-multipoint nonbroadcast:假如VC中多播和广播能力没有启用的话就不能使用point-to-multipoint 模式,也路由器没办法多播hello包;邻居必须人工指定;不需选举DR/BDR5.point-to-point:一个子网;不选举DR/BDR;当只有2个路由器的接口要形成邻接关系的时候才使用;接口可以为LAN或WAN接口Common OSPF Configuration for Frame Relay先看看NBMA模式,如下图:1.OSPF会把NBMA当作broadcast网络进行处理(比如LAN)2.如图,所有的serial口处于同一子网3.ATM,X.25和帧中继默认为NBMA操作4.邻居手动指定5.洪泛LSU的时候,要对每条PVC进行洪泛6.RFC 2328兼容对NBMA类型人工指定邻居使用如下命令:Router(config-router)#neighbor [x.x.x.x] priority [number] poll-interval [number]x.x.x.x为邻居的IP地址priority [number]为优先级,假如设置为0的话将不能成为DR/BDRpoll-interval [number]是轮询的间隔时间,单位为秒.NBMA接口发送hello包给邻居之前等待的时间下图是一个配置实例:RouterA(config)#router ospf 100RouterA(config-router)#network 140.140.0.0 0.0.255.255 area 0RouterA(config-router)#neighbor 140.140.1.2 priority 0RouterA(config-router)#neighbor 140.140.1.3 priority 0如上,把邻居的优先级设置为0,保证A为DR.在部分互连的NBMA网络中,只需在DR/BDR上使用neighbor命令;假如拓扑结构是星形的话,neighbor命令应该使用在中心路由器上;在全互连的NBMA网络中,应该在所有的路由器上使用neighbor命令,除非是人工指定DR/BDR查看OSPF邻居信息:show ip ospf neighbor [type number] [neighbor-id] [detail]type number:接口类型和接口号,可选neighbor-id:邻居路由器ID,可选再看看point-to-multipoint模式,如下图:1.适用于部分互连或星形拓扑结构里2.不需DR,只使用单独的一个子网3.自动发现邻居4.LSU包被发送到每个邻居路由器的接口如下图,point-to-multipoint的配置如下:路由器A:RouterA(config)#interface serial 0RouterA(config-if)#encapsulation hdlcRouterA(config-if)#ip address 120.120.1.1 255.255.255.0RouterA(config)#interface serial 1RouterA(config-if)#encapsulation frame-relayRouterA(config-if)#ip address 140.140.1.1 255.255.255.0RouterA(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint路由器B:RouterB(config)#interface serial 0RouterB(config-if)#ip address 140.140.1.2 255.255.255.0RouterB(config-if)#encapsulation frame-relayRouterB(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint验证如下:RouterA#show ip ospf interface s1Serial1 is up, line protocol is upInternet Address 140.140.1.1/24, Area 1Process ID 100, Router ID 120.120.1.1, Network Type Point-To-Multipoint, Cost: 64Transmit Delay is 1 sec, State: Point_To_MultipointTimer intervals configured,Hello 30, Dead 120, Wait 120, Retransmit 5Hello due in 00:00:11Neighbor count is 2, Adjacent neighbor count is 2Adjacent with neighbor 140.140.1.2Adjacent with neighbor 140.140.1.3(略)接下来再看看point-to-multipoint nonbroadcast模式,这个模式是RFC兼容的point-to-multipoint的扩展;邻居必须人工指定;不选举DR/BDR;使用在某些邻居不能自动发现的场合下然后是broadcast模式,要选举DR/BDR最后是point-to-point模式,使用在当NBMA网络中只存在2个节点的时候;不选举DR/BDR;每条点到点的连接处在同一个子网中;一般只和point-to-point subinterface结合使用定义subinterface的命令如下:Router(config)#interface serial [number.subinterface-number] {point-to-point multipoint}默认在point-to-point的帧中继subinterface的OSPF模式是point-to-point模式;在multipoint的帧中继subinterface的OSPF模式是NBMA(nonbroadcast)模式;在帧中继物理接口的OSPF模式也是NBMA模式下图就是一个point-to-point subinterface的例子:如图每条VC要求一个单独的子网下图是一个multipoint subinterface的例子:如图,第一个subinterface S1.1为point-to-point模式;OSPF把第二个multipoint subinterface S1.2当作NBMA 模式下图是几种模式的一个比较:debug ip ospf adj:用来跟踪OSPF邻居信息Types of OSPF Routers当OSPF area过大的话,带来的负面影响有:1.太过频繁的SPF计算,造成路由器CPU负载过重2.路由表过大3.LSDB过大解决方案是划分层次化的area路由(hierarchical area routing),减少了SPF运算的频率,减小了路由表的体积,减少了LSU的负载OSPF路由器的类型如下图:internal routers:所有的接口在一个area里,拥有相同的LSDBbackbone router:至少一个有接口连接到area 0里,和internal routers保持相同的OSPF进程和算法ABR:接口连接了多个area,每个接口保持它所连的area的单独的LSDBASBR:至少有一个接口连接到外部网络比如其他的AS,非OSPF网络当然,一个路由器同时可以扮演上述多个角色OSPF LSA Types一些LSA的类型如下:类型1:router LSA类型2:network LSA类型3/4:summary LSA类型5:AS external LSA类型6:multicast OSPF LSA,使用在OSPF多播应用程序里类型7:使用在Not-So-Stubby area(NSSA)里类型8:非凡的LSA用来连接OSPF和BGP类型9/10/11:opaque LSA,用于今后OSPF的升级等LSA类型1(router LSA),如下图:类型1的LSA只在一个area里传播,不会穿越ABR.描述了和路由器直接相连的链路集体状态信息.RID鉴别类型1的LSA,LSA描述了链路的网络号和掩码(即link ID).另外类型1的LSA还描述了路由器是否是ABR或ASBR 类型1的LSA不同的链路类型的link ID如下:1.point-to-point的link ID是邻居的RID2.transit network的link ID是DR的接口地址3.stub network的link ID是IP网络号4.virtual link的link ID是邻居的RIDLSA类型2(network LSA),如下图:类型2的LSA只在一个区域里传播,不会穿越ABR.描述了组成transit network的直连的路由器.transit network 直连至少2台OSPF路由器.DR负责宣告类型2的LSA,然后在transit network的一个area里进行洪泛.类型2的LSA ID 是DR进行宣告的那个接口的IP地址LSA类型3(summary LSA),如下图:类型3的LSA由ABR发出.默认OSPF不会对连续子网进行汇总.可在ABR上进行人工设定启用汇总.类型3的LSA可以在整个AS内进行洪泛LSA类型4(summary LSA),如下图:类型4的LSA只使用在area里存在ASBR的时候,类型4的LSA鉴别ASBR和提供到达ASBR的路由.类型4的LSA只包含了ASBR的RID信息.类型4的LSA由ABR生成,并在整个AS里进行洪泛LSA类型5(external LSA),如下图:类型5的LSA描述了到达外部AS的路由,由ASBR生成并在整个AS内洪泛Interpreting the OSPF LSDB and Routing Table使用show ip ospf database来查看OSPF的LSDB信息一些route designator如下:1.O:代表OSPF area内(intra-area)路由,为router LSA2.O IA:在一个AS里的area之间(inter-area)的路由,为summary LSA3.O E1/O E2:AS外路由,为external LSASPF算法根据LSDB运算出SPF树来决定最佳路径,步骤如下:1.所有在各自的area里的路由器计算出最佳路径并放进路由表里,为LSA类型1和类型2.用O来标记2.area之间的路由器计算出最佳路径,这些最佳路径是area间路由条目,或LSA类型3和LSA类型4.用O IA来标记3.所有的除了stub area的路由器计算出到达外部AS的最佳路径(LSA类型5),标记为O E1或O E2O E1和O E2的区别为是到达外部网络,前者要加内部cost,后者不加,如下图:一般只有一个ASBR宣告到达外部AS的外部路由的时候,就使用O E2(O E2为默认类型);假如有多个ASBR宣告一条到达同一个外部AS的外部路由的时候,就应该使用O E2Changing the Cost Metric默认情况下,Cisco根据100Mbps/bandwidth来计算metric,比如64Kbps链路的metric约为1562,T1的为64,100Mbps 的链路为1.当链路速率大于100Mbps的时候,应该在OSPF进程下使用如下命令:RouterA(config-router)#auto-cost reference-bandwidth在接口自定义cost的命令如下:RouterA(config-if)#ip ospf cost [value]这条命令将使得超越默认的cost计算,具有更高的优先权.value范围为1到65535.值越低,就越优先采用该接口OSPF Route Summarization ConceptsOSPF路由汇总可以减少路由表条目,减少类型3和类型5的LSA的洪泛,节约带宽资源和减轻路由器CPU负载,还能够对拓扑的变化本地化OSPF路由汇总的两种类型如下:1.inter-area(IA) route summarization:发生在ABR上2.external route summarization:发生在ASBR上Configuring Route Summarization因为OSPF是基于无类的路由协议,它不会进行自动汇总.手动在ABR上做IA route summarization的命令如下: Router(config-router)#area [area-id] range [address] [mask]在ASBR上做external route summarization的命令如下:Router(config-router)#summary-address [address] [mask] [not-advertise] [tag tag]如下图就是一个ASBR上的external route summarization的例子:R1(config-router)#network 172.16.64.1 0.0.0.0 area 1R1(config-router)#summary-address 172.16.32.0 255.255.224.0Default Routes in OSPFOSPF路由器默认不会产生默认路由到一般性的area里,但是可以通过相关命令启用默认路由.默认路由作为LSA类型5出现在LSDB中创建OSPF默认路由的命令如下:Router(config-router)#default-information originate [always] [metric value] [metric-type type-value] [route-map map-name]参数always是不管路由表里是否存在默认路由,都会宣告一条默认路由0.0.0.0metric value是指定默认路由的metric,默认为10type-value可以为1或者2.1为O E1,2为O E2,默认是2route-map map-name是假如满足route map的话就产生默认路由实例如下图:R1(config)#router ospf 100R1(config-router)#netw 10.1.1.1 0.0.0.0 area 0R1(config-router)#default-information originate metric 10R2(config)#router ospf 100R2(config-router)#netw 10.2.1.1 0.0.0.0 area 0R2(config-router)#default-information originate metric 100Types of OSPF Areas一些OSPF area的类型如下:1.standard area:接收链路更新,路由汇总和外部路由2.backbone area(transit area):标记为area 0,拥有standard area的一切属性3.stub area:不可以包含ASBR.不接收外部路由信息(LSA类型5),假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是可以减少路由表的条目.stub area没有虚链路(virtual link)穿越它们4.totally stubby area:Cisco私有,不接收外部路由信息和路由汇总信息(LSA类型3,4和5).不可以包含ASBR.假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是最小化路由表条目5.not-so-stubby area(NSSA):NSSA是OSPF RFC的补遗.定义了非凡的LSA类型7.提供类似stub area和totally stubby area的优点,可以包含的有ASBRStub Area Configurationstub area的配置命令如下:RouterA(config-router)#area [area-id] stub所有在stub area里的路由器必须都使用stub命令,例子如下图:R3(config)#router ospf 100R3(config-router)#netw 192.168.14.0 0.0.0.255 area 0R3(config-router)#netw 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2R3(config-router)#area 2 stubR4(config)#router ospf 10R4(config-router)#netw 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2R4(config-router)#area 2 stub如上是把area 2配置为stub area,R3做为ABR自动向area 2(stub area)宣告一条metric为1的默认路由0.0.0.0 Totally Stubby Area Configurationtotally stubby area的配置命令如下:RouterA(config-router)#area [area-id] stub no-summaryABR默认宣告一条metric为1的默认路由到totally stubby area,修改这个metric的命令如下:RouterA(config-router)# area [area-id] default-cost [cost]配置实例如下图:R3(config)#router ospf 100R3(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1R3(config-router)#area 1 stubR4(config)#router ospf 50R4(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1R4(config-router)#netw 130.135.0.0 0.0.255.255 area 0R4(config-router)#area 1 stub no-summaryR4(config-router)#area 1 default-cost 10R4(config)#router ospf 50R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1R2(config-router)#netw 130.135.0.0 0.0.255.255 area 0R2(config-router)#area 1 stub no-summaryR2(config-router)#area 1 default-cost 5如上,默认路由将选用R2上的,因为R2的metric更低Not-So-Stubby Areas之前说过stub area和totally stub area不可以包含的有ASBR,但是假如你想使用ASBR,又想使其具有stub area 和totally stub area的优点(减少路由表条目)的话,就可以采用NSSA,如下图:RIP经过再发布(redistribution)到NSSA以后,NSSA的ASBR将产生只存在于NSSA中的LSA类型7,然后ABR将LSA 类型7转换成LSA类型5NSSA的配置命令为在OSPF进程下使用area [area-id] nssa,所有位于NSSA里的路由器都要使用这条命令.如下图是配置实例:R2(config)#router ospf 100R2(config-router)#summary-address 150.150.0.0 255.255.0.0R2(config-router)#netw 130.130.20.0 0.0.0.255 area 1R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 0R2(config-router)#area 1 nssa default-information-originate使用default-information-originate参数创建一条area 0到NSSA的默认路由.并且类型5的LSA将不会进入NSSA(类似stub area)R1(config)#router ospf 100R1(config-router)#redistribute rip subnetsR1(config-router)#default metric 150R1(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1R1(config-router)#area 1 nssa还可以将NSSA配置成具有totally-stub的特性,如下:R1(config)#router ospf 100R1(config-router)#redistribute rip subnetsR1(config-router)#default metric 150R1(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1R1(config-router)#area 1 nssaR2(config)#router ospf 100R2(config-router)#summary-address 150.150.0.0 255.255.0.0R2(config-router)#netw 130.130.20.0 0.0.0.255 area 1R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 0R2(config-router)#area 1 nssa no-summary这样类型3,4和5的LSA将不会进入NSSA,no-summary参数只应用在ABR上就可以了,NSSA里的其他路由器只需使用area 1 nssaThe show Commands for Stub and NSSA一些验证性命令如下:show ip ospf:显示area类型show ip ospf database:显示LSA类型7show ip ospf database nssa-external:显示LSDB中每条类型7的LSA的信息show ip route:显示标记为O N1/N2的NSSA路由条目(默认为O N2)Defining an OSPF Virtual Link在OSPF里所有的area都要和area 0相连,但是假如某个区域没有和area 0相连的话,就可以采用虚链路来连接它们,如下图:虚链路一般是做为备份连接或者是临时连接虚链路的配置命令如下:Router(config-router)#area [area-id] virtual-link [RID]一些其他可选参数如下:authentication [message-digestnull]:指定验证方式为MD5加密还是明文口令hello-intervals [second]:定义hello包发送时间间隔,默认为10秒配置实例如下图:R2(config)#router ospf 100R2(config-router)#netw 10.3.0.0 0.0.0.255 area 1R2(config-router)#netw 10.7.0.0 0.0.0.255 area 3R2(config-router)#area 1 virtual-link 10.3.10.5注重上面的RID,是指定虚链路中对方的RID,R1的配置如下:R1(config)#router ospf 200R1(config-router)#netw 10.2.3.0 0.0.0.255 area 0R1(config-router)#netw 10.3.2.0 0.0.0.255 area 1R1(config-router)#area 1 virtual-link 10.7.20.123注重area-id都为area 1,因为area 1做为虚链路的transit area使用show ip ospf virtual-links命令验证虚链路的配置OSPF路由协议综述及其配置(4)当OSPF area过大的话,带来的负面影响有:1.太过频繁的SPF计算,造成路由器CPU负载过重2.路由表过大3.LSDB过大解决方案是划分层次化的area路由(hierarchical area routing),减少了SPF运算的频率,减小了路由表的体积,减少了LSU的负载OSPF路由器的类型如下图:internal routers:所有的接口在一个area里,拥有相同的LSDBbackbone router:至少一个有接口连接到area 0里,和internal routers保持相同的OSPF进程和算法ABR:接口连接了多个area,每个接口保持它所连的area的单独的LSDBASBR:至少有一个接口连接到外部网络比如其他的AS,非OSPF网络当然,一个路由器同时可以扮演上述多个角色OSPF LSA Types一些LSA的类型如下:类型1:router LSA类型2:network LSA类型3/4:summary LSA类型5:AS external LSA类型6:multicast OSPF LSA,使用在OSPF多播应用程序里类型7:使用在Not-So-Stubby area(NSSA)里类型8:非凡的LSA用来连接OSPF和BGP类型9/10/11:opaque LSA,用于今后OSPF的升级等LSA类型1(router LSA),如下图:类型1的LSA只在一个area里传播,不会穿越ABR.描述了和路由器直接相连的链路集体状态信息.RID鉴别类型1的LSA,LSA描述了链路的网络号和掩码(即link ID).另外类型1的LSA还描述了路由器是否是ABR或ASBR 类型1的LSA不同的链路类型的link ID如下:1.point-to-point的link ID是邻居的RID2.transit network的link ID是DR的接口地址3.stub network的link ID是IP网络号4.virtual link的link ID是邻居的RIDLSA类型2(network LSA),如下图:类型2的LSA只在一个区域里传播,不会穿越ABR.描述了组成transit network的直连的路由器.transit network 直连至少2台OSPF路由器.DR负责宣告类型2的LSA,然后在transit network的一个area里进行洪泛.类型2的LSA ID 是DR进行宣告的那个接口的IP地址LSA类型3(summary LSA),如下图:类型3的LSA由ABR发出.默认OSPF不会对连续子网进行汇总.可在ABR上进行人工设定启用汇总.类型3的LSA可以在整个AS内进行洪泛LSA类型4(summary LSA),如下图:类型4的LSA只使用在area里存在ASBR的时候,类型4的LSA鉴别ASBR和提供到达ASBR的路由.类型4的LSA只包含了ASBR的RID信息.类型4的LSA由ABR生成,并在整个AS里进行洪泛LSA类型5(external LSA),如下图:类型5的LSA描述了到达外部AS的路由,由ASBR生成并在整个AS内洪泛Interpreting the OSPF LSDB and Routing Table使用show ip ospf database来查看OSPF的LSDB信息一些route designator如下:1.O:代表OSPF area内(intra-area)路由,为router LSA2.O IA:在一个AS里的area之间(inter-area)的路由,为summary LSA3.O E1/O E2:AS外路由,为external LSASPF算法根据LSDB运算出SPF树来决定最佳路径,步骤如下:1.所有在各自的area里的路由器计算出最佳路径并放进路由表里,为LSA类型1和类型2.用O来标记2.area之间的路由器计算出最佳路径,这些最佳路径是area间路由条目,或LSA类型3和LSA类型4.用O IA来标记3.所有的除了stub area的路由器计算出到达外部AS的最佳路径(LSA类型5),标记为O E1或O E2O E1和O E2的区别为是到达外部网络,前者要加内部cost,后者不加,如下图:一般只有一个ASBR宣告到达外部AS的外部路由的时候,就使用O E2(O E2为默认类型);假如有多个ASBR宣告一条到达同一个外部AS的外部路由的时候,就应该使用O E2OSPF路由协议综述及其配置(5)Changing the Cost Metric默认情况下,Cisco根据100Mbps/bandwidth来计算metric,比如64Kbps链路的metric约为1562,T1的为64,100Mbps 的链路为1.当链路速率大于100Mbps的时候,应该在OSPF进程下使用如下命令:RouterA(config-router)#auto-cost reference-bandwidth在接口自定义cost的命令如下:RouterA(config-if)#ip ospf cost [value]这条命令将使得超越默认的cost计算,具有更高的优先权.value范围为1到65535.值越低,就越优先采用该接口OSPF Route Summarization ConceptsOSPF路由汇总可以减少路由表条目,减少类型3和类型5的LSA的洪泛,节约带宽资源和减轻路由器CPU负载,还能够对拓扑的变化本地化OSPF路由汇总的两种类型如下:1.inter-area(IA) route summarization:发生在ABR上2.external route summarization:发生在ASBR上Configuring Route Summarization因为OSPF是基于无类的路由协议,它不会进行自动汇总.手动在ABR上做IA route summarization的命令如下: Router(config-router)#area [area-id] range [address] [mask]在ASBR上做external route summarization的命令如下:Router(config-router)#summary-address [address] [mask] [not-advertise] [tag tag]如下图就是一个ASBR上的external route summarization的例子:R1(config-router)#network 172.16.64.1 0.0.0.0 area 1R1(config-router)#summary-address 172.16.32.0 255.255.224.0Default Routes in OSPFOSPF路由器默认不会产生默认路由到一般性的area里,但是可以通过相关命令启用默认路由.默认路由作为LSA类型5出现在LSDB中创建OSPF默认路由的命令如下:Router(config-router)#default-information originate [always] [metric value] [metric-type type-value] [route-map map-name]参数always是不管路由表里是否存在默认路由,都会宣告一条默认路由0.0.0.0metric value是指定默认路由的metric,默认为10type-value可以为1或者2.1为O E1,2为O E2,默认是2route-map map-name是假如满足route map的话就产生默认路由实例如下图:R1(config)#router ospf 100R1(config-router)#netw 10.1.1.1 0.0.0.0 area 0R1(config-router)#default-information originate metric 10R2(config)#router ospf 100R2(config-router)#netw 10.2.1.1 0.0.0.0 area 0R2(config-router)#default-information originate metric 100Types of OSPF Areas一些OSPF area的类型如下:1.standard area:接收链路更新,路由汇总和外部路由2.backbone area(transit area):标记为area 0,拥有standard area的一切属性3.stub area:不可以包含ASBR.不接收外部路由信息(LSA类型5),假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是可以减少路由表的条目.stub area没有虚链路(virtual link)穿越它们4.totally stubby area:Cisco私有,不接收外部路由信息和路由汇总信息(LSA类型3,4和5).不可以包含ASBR.假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是最小化路由表条目5.not-so-stubby area(NSSA):NSSA是OSPF RFC的补遗.定义了非凡的LSA类型7.提供类似stub area和totally stubby area的优点,可以包含的有ASBR。