一、OSPF基础
- 技术背景（RIP的问题）
最大跳数限制（15跳），不适应大规模组网
周期性发送全部路由信息，占用带宽
路由收敛速度慢
以跳数为度量值，可能导致非最优路径
存在路由环路风险
每30秒更新一次
- OSPF协议特点
无跳数限制，适合大规模组网
组播更新变化的路由信息，减少带宽占用
收敛快，支持触发更新
以COST为度量值
采用SPF算法避免环路
每30分钟周期性更新（LSA）
应用广泛，传递拓扑信息+路由信息（RIP仅传递路由表）
- OSPF三张表
表类型作用查看命令示例邻居表记录邻居状态和关系-拓扑表链路状态数据库（LSDB），存储全网拓扑[R1]dis ospf 1 lsdb路由表由SPF算法计算的最优路由dis ip routing-table pro ospf
- OSPF数据包（封装在IP中，协议号89）
头部字段
版本（OSPFv2为2）、类型（1-5对应Hello/DD/LSR/LSU/LSAck）
报文长度、路由器ID、区域ID、校验和、认证类型及数据
5种报文类型
报文类型作用关键字段/特性Hello发现、建立、保活邻居关系网络掩码、Hello间隔（默认10s）、Dead间隔（默认40s）、DR/BDR、邻居Router-IDDBD交换LSDB中LSA的摘要信息接口MTU、I（Init位）、M（More位）、MS（主从位）、DD序列号LSR请求缺少或更新的LSA详细信息LSA三元组（链路状态类型、ID、通告路由器）LSU发送LSA详细信息（可包含多个LSA）组播地址：224.0.0.6（DR/BDR监听）、224.0.0.5（所有OSPF路由器监听）LSAck确认收到LSU包含需确认的LSA头部
- OSPF工作过程
建立邻居：通过Hello报文发现并确认邻居（2-way状态），选举DR/BDR（广播网络）
同步LSDB：邻居间通过DBD交换LSA摘要，用LSR请求缺失LSA，LSU发送详细信息，LSAck确认
计算路由：LSDB同步后，用SPF算法计算最优路由，形成路由表
- 关键概念
Router ID：路由器唯一标识，手工配置或自动选举（环回口IP>物理口IP，选大的）
DR/BDR：广播网络中选举，减少邻接关系数量。规则：优先级（0-255，默认1）高优先，否则Router ID大优先；无抢占性
状态机：从Down→Init→2-way（邻居稳定）→Exstart（协商主从）→Exchange（交换LSA摘要）→Loading（请求LSA）→Full（邻接稳定）
- LSDB更新
收到LSA时，若本地无则加入；若有则比较序列号（大的更新），序列号相同则比较校验和（大的更新）
广播网络中，拓扑变化时，DROTHER向224.0.0.6发送LSU，DR转发至224.0.0.5
- 开销（COST）计算
参考带宽：默认100M，建议设为网络中最高链路带宽
公式：链路带宽≥参考带宽时，COST=1；否则COST=参考带宽/链路带宽（Mb）
缺省值：千兆以太网=1，百兆以太网=1，十兆以太网=10
- 区域划分
目的：减少LSA泛洪范围，提高扩展性
类型：骨干区域（Area 0）、非骨干区域、特殊区域
原则：非骨干区域必须与骨干区域相连，非骨干区域间不能直接相连（防环）
- 路由器类型
类型定义区域内路由器（IR）所有接口在同一区域骨干路由器（BR）至少一个接口在骨干区域（Area 0）区域边界路由器（ABR）连接骨干区域和非骨干区域自治系统边界路由器（ASBR）连接外部自治系统，引入外部路由
二、LSA类型
- LSA头部（20字节）
包含：链路状态老化时间（最大3600s）、可选项、类型、ID、通告路由器、序列号（判断新旧）、校验和、长度
- 6种主要LSA
1、type1-LSA：----重要且复杂
（1）定义：router LSA
- Type1 LSA
R1\]dis ospf lsdb router 查看Type1 LSA的具体信息 （2）LS ID:发出该LSA的路由器的router-id （3）Adv Rtr:始发路由器,产生该LSA的路由器的router-id （4）链路ID：不同的链路类型，对链路ID值的定义是不同的。 （5）链路数据（Link Data):不同的链路类型对链路数据的定义是不同的。 （6）link-type：链路类型，描述该接口的二层类型 1. **：在广播网络中出现，连接了多个运行ospf协议的路由器，承载过路流量** 类型：广播网络或者NBMA link-id：本网段的DR的IP地址 Date：本路由器在该网段的IP地址 1. ：适用于网络 类型：ppp link-id：该网段对端路由器的router-id Date：本路由器在该网段的与对端路由器相连的接口的IP地址 1. （末梢网络）：运行OSPF协议的路由器连接一个直连网段，（比如连接PC的接口，这个接口被宣告进OSPF。），这个直连网络不承载任何过路流量 类型：p2p\\环回口 link-id:该网段的网络地址 data：该网段的子网掩码 * Virtual(虚链路)： 类型：虚链路 link-id:虚链路邻居的router id data：去往该虚连接邻居的本地接口的IP地址 （7）VEB标志位： 1. 位(irtual Link Endpoint Bit)：如果该比特位被设置为1，则表示该路由器为irtual Link的端点。 1. 位(xternal Bit)：如果比特位被设置为1，则表示该路由器为ASBR。在Stub区域中,不允许出现E比特位被设置为1的Type-1 LSA,因此Stub区域内不允许出现ASBR。 1. 位(order Bit)：如果比特位被设置为1，则表示该路由器为两个区域的边界路由器，字母B意为Border(边界)。 **2、type2-LSA：** （1）定义： network LSA 描述区域内的MA网络（广播网络、NBMA网络）路由器的链路及掩码信息 仅在区域内部传输 只有DR才会产生type2_LSA \[R1\]dis ospf lsdb network 查看Type2 LSA的具体信息 （2）内容： LS ID：该网段的DR的IP地址 Adv Rtr:该网段DR的router-id network mask：该网段DR的IP地址的子网掩码信息 **3、type3-LSA：** （1）定义： Summary LSA(聚合LSA) 在整个OSPF域内，描述其他区域的链路信息 以子网形式传播，类似直接传递路由 只有ABR会产生type3_LSA \[R1\]dis ospf lsdb summary 查看Type3 LSA的具体信息 （2）内容： LS ID：其他区域某个网段的网络地址 Adv Rtv:通告该LSA的ABR的router-id net mask:该网段的子网掩码 注：3类LSA的传递范围在ABR相邻的单区域中进行，跨区域传递时，需要进行通告者的转换，通告者变了，则将不是同一条LSA **4、type4-LSA：---整个ospf的域** （1）定义： Asbr-summary LSA 描述ASBR的信息 只有ABR才会产生TYPE4 LSA （2）内容： LS ID：ASBR的router-id Adv Rtv:通告描述该ASBR的ABR的router-id \[R1\]dis ospf lsdb asbr 查看Type4 LSA的具体信息 注：在ASBR本区域的内部路由器，不会产生到达该ASBR的4类LSA **5、type5-LSA：----整个ospf域** （1）定义： AS_extenal LSA，传递域外 路由信息 描述AS外部引入的路由信息，会传播到所有区域（特殊区域除外） 只有ASBR才会产生type5_LSA （2）内容： LS ID:外部路由的目的网络地址 Adv Rtv:引入该网络路由的ASBR的router-id net mask:引入的该目标网段的子网掩码 \[R1\]dis ospf lsdb ase 查看Type5 LSA的具体信息 **6、type7-LSA：---** **不能进入area 0，只存在于NSSA区域和totally NSSA区域** （1）定义： NSSA LSA 描述在NSSA区域引入的AS域外的外部路由信息 只会出现在NSSA和totally NASS区域，不能进入area 0 7类LSA生成路由信息的标记位，O_NSSA，优先级150 （2）内容： LS ID:外部某个网段的网络地址 Adv Rtv:引入该网络路由的ASBR的router-id **区域内传拓扑，区域间传路由** 三、OSPF网络类型 网络类型默认链路类型报文发送方式DR/BDR选举Hello间隔Dead间隔NBMA帧中继单播（需手动指定邻居）是30s120sP2MP手动配置模拟组播（需手动指定邻居）否30s120sBroadcast以太网组播是10s40sP2PPPP组播否10s40s MGRE实验问题及解决： 问题1：Tunnel接口为P2P类型，无法建立邻接→解决：改为广播或P2MP类型（\[R2-Tunnel0/0/0\]ospf network-type broadcast） 问题2：DR/BDR选举混乱→解决：分支站点DR优先级设为0（确保中心为DR） 四、特殊区域 共性条件： 不能是骨干区域（Area 0），不能存在虚链路 1. STUB区域（末梢区域） 特征：不接受4类、5类LSA；无ASBR；ABR自动下发3类缺省路由（0.0.0.0/0） 命令：\[r5-ospf-1-area-0.0.0.2\]stub 2. Totally STUB区域（完全末梢区域） 特征：不接受3类、4类、5类LSA；无ASBR；ABR自动下发3类缺省路由 命令：\[r5-ospf-1-area-0.0.0.2\]stub no-summary 3. NSSA区域（非纯末梢区域） 特征：不接受4类、5类LSA；可存在ASBR（引入外部路由以7类LSA存在）；ABR将7类转为5类LSA；华为设备自动下发7类缺省 命令：\[r5-ospf-1-area-0.0.0.2\]nssa 4. Totally NSSA区域（完全非纯末梢区域） 特征：不接受3类、4类、5类LSA；可存在ASBR；ABR下发3类缺省路由 命令：\[r5-ospf-1-area-0.0.0.2\]nssa no-summary 五、路由聚合 定义： 手动将相同前缀的路由聚合后发布，减少LSA数量，适用于3类、5类、7类LSA 1. ABR聚合（3类LSA） 作用：将一个区域的LSA聚合后发布到相邻区域 命令：\[r1-ospf-1-area-0.0.0.0\]abr-summary 192.168.0.0 255.255.252.0 特性：不影响ABR自身路由，下游路由器仅见聚合路由；ABR自动生成黑洞路由防环 2. ASBR聚合（5类、7类LSA） 作用：将引入的外部路由聚合后发布到OSPF内部 命令：\[r4-ospf-1\]asbr-summary 172.16.0.0 255.255.252.0 特性：不影响ASBR自身路由，OSPF内部仅见聚合路由；ASBR自动生成黑洞路由防环 六、不规则区域解决方案 问题场景： 非骨干区域无法与骨干区域连通 骨干区域被分割 解决方案 虚连接：在两个ABR间建立，穿越中间区域（不能是特殊区域） 命令：\[RTB-ospf-1-area-0.0.0.1\]vlink-peer 3.3.3.3（对方Router ID） 路由引入：在ASBR上运行多OSPF进程，互相引入路由 命令：\[R4-ospf-1\]import-route ospf 2 七、高级特性 1. 安全特性 报文验证：区域验证（\[r3-ospf-1-area-0.0.0.0\]authentication-mode md5 1 cipher 123456）、接口验证（\[r5-GigabitEthernet0/0/0\]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456），接口验证优先级更高 静默接口：禁止端口发送OSPF报文（\[r5-ospf-1\]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2） 路由过滤：用ACL+filter-policy（入方向，影响本机及下游）或filter（出方向，仅影响下游） 2. 加快收敛 调整计时器：Hello时间（ospf timer hello 5）、Dead时间（ospf timer dead 20）、重传时间（默认5s） 修改网络类型（需两端一致） 3. 缺省路由 3类缺省：特殊区域ABR自动下发（优先级10） 5类缺省：手工配置（\[r2-ospf-1\]default-route-advertise，优先级150） 7类缺省：NSSA区域自动/手工下发（优先级150） 4. 防环与选路 防环：区域内用SPF算法，区域间靠区域划分原则 选路优先级：1.区域内路由（1/2类LSA）→2.区域间路由（3类）→3.一类外部路由（计算内部Cost）→4.二类外部路由（不计算内部Cost）