OSPF总结
作者：互联网
Ospf：开放式最短路径优先协议
使用范围：IGP
协议算法：链路状态路由协议，SPF算法
基于IP协议封装
OSPF 特点
1.OSPF 是一种典型的链路状态型路由协议
2.传递信息称作LSA，LSA 链路状态通告，包含路由信息和拓扑信息。
路由LSA：描述本路由器上接口的路由信息
拓扑LSA：描述路由器之间的链接状态
3.更新方式： 触发更新+30分钟的链路状态刷新
4.更新地址： 组播和单播更新，组播地址： 224.0.0.5（ALL SPF router） 224.0.0.6（ALL DR router）
5.支持路由认证
6.支持手工汇总
7.支持区域划分
8.OSPF 比较消耗设备资源一个路由器上最多支持31个OSPF 进程
无类别链路状态路由协议–传递网络掩码
公有协议；
跨层封装到IP报头，协议号89；
触发更新、周期更新
2.Hello：用于邻居、邻接 发现、建立、保活 hello time 默认10s或30s
DBD：数据库描述包 ------主从选举DBD： 比较双方的router-id ，router-id大的一方为主（master ），小的一方为从 （slave）；主用于控制LSA的交互
LSR：链路状态请求 —链路状态请求，按照DBD中报文的未知LSA头部进行请求。
LSU：链路状态更新 ----携带LSA信息
LSack：链路状态确认（30min）；
Down：一旦本地发出hello包进入下一个状态
Init：初始化 收到的hello包若存在本地的RID进入下一个状态
2way：双向通讯 邻居关系建立的标志
条件匹配：点到点网络将直接进入下一个状态； MA网络类型将进行DR/BDR选举，非DR/BDR间将无法进入下一状态；
DR选举： 1.比较优先级 （范围：0255，默认优先级为1 ，越大越优）
2.比较各自的routerid，越大越优
注意：1.DR抢占是关闭的 2.DR是一个接口概念 3.优先级范围0-255，数字为0代表不参与选举 4.先 选举BDR ，再升级为DR
Exstart：预启动 使用类似hello的DBD进行主从关系的选举，RID大为主优选进入下一状态
主从选举：发生在exstart状态， 通过双方的router-id进行比较，router-id大的一方为主。 发送的 主从选举DBD，DBD中包含了MTU值（默认思科直接启用，华为中默认不包含MTU，可以使用命令 激活传递MTU值的功能，若双方的MTU值不值则卡在exstart 状态）。
Exchange 准交换 使用真正的DBD进行数据库目录的共享，需要使用ACK确认
Loading 加载 使用LSR/LSU/LSAck来获取未知的LSA信息；
Full转发 邻接关系建立的标志
LSA：链路状态通告，在不同的网络条件下将产生不同类别的LSA信息来代表拓扑或者路由条目；
LSDB：链路状态数据库 装载和存储所有各种类别的LSA；
3.OSPF的工作过程
OSPF协议启动后，A向本地所有启动了OSPF协议的直连接口组播224.00.5发送hello包；本地hello包中携带本地的全网唯一的router-id；
之后对端B运行OSPF协议的设备将回复hello包，该hello包中若携带了A的routerid，那么A/B建立为邻居关系；生成邻居表；
邻居关系建立后，邻居间进行条件匹配，匹配失败就停留于邻居关系，仅hello包周期保活；
条件匹配成功可以开始建立邻接关系：
邻接间共享DBD包，将本地和邻接的DBD包进行对比，查找到本地没有的LSA信息目录；
之后使用LSR来询问，对端使用LSU应答具体的LSA信息，之后本地再使用ack确认，可靠；
该过程完成后，生成数据库表；
再之后本地基于数据库表，启用SPF选路规则，计算到达所有未知网段的最短路径，然后加其加载到本地的路由表中；收敛完成，hello包周期保活，每30min再周期收发一次DBD来判断和邻接间数据库是否一致；
结构突变：
1）新增网段 直连新增网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
2）断开网段 直连断开网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
3）无法沟通 dead time 为hello time 的4倍；当dead time到时时，断开邻居关系，删除通过该邻接生成的路由协议；
Router-id ： 路由器标识符，用于标识本路由器在OSPF网络中的唯一性
OSPF router-id 选举规则：
1.手工指定最优先
选举所有逻辑中IP地址最大的
3.选举所有物理接口IP 地址最大的 华为中： 若以上三点都不满足，则可以创建router-id 为0.0.0.0 ；在使用逻辑或物理接口IP地址时， 接口可以是关闭状态；若一台路由器启用了多个OSPF进程，不同进程可以使用相同router-id（不 推荐）；
思科中：若以上三点都不满足，则无法启用OSPF；在使用逻辑或物理接口时，接口必须双 up ，该 接口可以不通过在OSPF中；同一路由器上多个OSPF进程必须router-id必须不同； 全局模式下可以选择针对所有的OSPF进程修改router-id ；（若同时在接口部署时，接口优先生效）
邻居关系建立的条件：
Hello包中邻居间必须完全一致的参数：任意参数不同，均导致邻居关系无法建立
子网掩码（华为）发送hello包接口的源ip地址其掩码
Hello dead time – OSPF接口网络类型相关
认证字段 – 更新安全
区域ID – 要求区域间存在ABR
5、末梢区域标记 --特殊区域
关于OSPF，DBD包的几个知识点：
1、DBD包中携带MTU值，要求邻居MTU值必须相同，否则将卡在exstart或exchange状态；
默认华为未开启MTU检测
2、隐性确认—不使用确认包，而是从设备复制主设备的序列号来确认收到了主的DBD
3.OSPF标记位 I M MS I为1本地发出的第一个DBD包
M为0，表示本地发出的最后一个DBD； MS为1代表主，为0代表从；
数据库建立后，本地基于SPF选路规则，计算到达未知网段最短路径加载于路由表中；
字母
Cisco
O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
O 同一区域内，本地通过拓扑计算所得
O IA 域间路由，ABR通过其他区域的拓扑计算所得路由，然后共享到另一个区域；本地区域另一区域
O E1/2 域外路由 其他协议或其他进程产生后，通过ASBR重发布进入到OSPF协议
ON1/2 NSSA域外路由 其他协议或其他进程产生后，通过ASBR重发布进入到OSPF协议，同时学习到这条路由的设备处于ospf的一种NSSA的特殊区域中
管理距离（华为为优先级）
Cisco设备定义管理距离为110 在华为设备上优先级为10
度量（cost）
开销值 参考带宽/接口带宽 华为设备，环回接口不计算为一段路径；默认的参考带宽为1000M；
优选cost值之和最小路径；
区域的分类：
骨干区域： 区域标记为0或0.0.0.0
非骨干区域：区域标记不等于0或0.0.0.0
二、 OSPF协议邻居成为邻接关系的条件
在点到点网络中，所有的OSPF邻居将直接建立为邻接关系；
在MA网络中，为了避免大量的重复的LSA更新—因为OSPF需要邻接间进行DBD对比，故没有接口水分割机制；故必须进行DR/BDR选举，非DR/BDR间仅建立邻居关系；—在每一个MA网络中均需要进行一次选举；
选举规则：
优先级 数值大优，默认为1； 若为0为放弃选举；
优先级一致，比较参选接口所有设备的router-id，数值大优；
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 2
修改参选接口的优先级
切记：DR选举非抢占 ，故在修改优先级后，必须重启参选设备ospf进程来重新选举
三．OSPF接口网络类型 –OSPF协议在不同网路类型的接口下，其不同的工作方式
接口网络类型 OSPF接口网络类型（ospf工作方式）
LoopBack 0. Cisco – LoopBack 没有hello包 以32位主机路由发送
华为—显示为p2p类型 实际为LoopBack工作方式
点到点
（串线HDLC/PPP/GRE） p2p. hello time10s 自动建邻 不选DR/BDR
BMA 以太网 Broadcast hello time 10s 自动建邻 选DR/BDR
NBMA 帧中继 nbma hello time 30s 手工建立邻居 选DR/BDR
MGRE p2p. hello time10s 自动建邻 不选DR/BDR –在一个网段中只能存在一个邻居；华为设备在一个MGRE网段，接口为点到点工
作方式时，仅和最先收到hello的设备建立邻居关系；
Cisco在这种情况将出现邻居的翻滚；
注：在MGRE环境中，接口默认的ospf工作方式为点到点，这种方式无法实现该NBMA网段的邻居全连；故只能去修改接口的工作方式：
修改MGRE网段所有接口为Broadcast工作方式，切记若一部分接口修改为Broadcast，另一部分接口依然保持为点到点，由于hello time相同可以建立邻居关系，但工作机制在DR/BDR选举处不同，故最终该网段无法正常收敛；
同时，必须关注网络拓扑结构；若该网段为全连网状结构，那么DR选举将正常进行；但若为部分网状或中心到站点拓扑，将可能出现DR位置错误问题；
若网络拓扑只能为部分网状或中心到站点，需要人为手工干预DR位置
或者将所有接口的工作方式修改为点到多点工作方式；
Ospf的点到多点工作方式：只能手工配置，适用于部分网状结构拓扑；
Hello time30s，不选DR/BDR，自动建立邻居关系；
四．OSPF的不规则区域
一台ABR设备若没有连接到骨干区域0，那么默认不得区域间路由的共享
远离了骨干的非骨干区域
不连续骨干
解决方案：
在合法与非法ABR上建立tunnel，然后将其宣告到ospf协议中
缺点：1、周期更新、保活，触发更新对中间穿越区域产生资源占用
2、选路不佳 -- 当ospf学习到两条相同目标，但不同区域同时过来时，优选骨干区域；
虚链路 — 在合法与非法ABR上建立虚链路，由合法ABR为非法ABR进行授权；
使得非法ABR可以进行区域间路由的共享；
因为并没有增添新的路径，故不存在选路不佳的问题
多进程双向重发布（推荐）
多进程— 同一台设备上，不同的进程可以工作在不同的接口上，建立各自的邻居关系，生成各自的数据库（不共享）；仅将各自计算所得路由加载于同一张路由表内；一个接口只能被一个进程来宣告；
双向重发布，ASBR（自治系统边界路由器、协议边界路由器），将不同进程或不同协议产生的路由进行双向共享；
OSPF的LSA是1800会更新一次更新一次序列号会加一
LSA的新旧比较
1、会先比较序列号，序列号越大越优，
2、如果序列号相同，会比较校验值（checksum)越大越优
3、如果校验值也相同，会比较LSA Age时间，是否等于MAX-age时间（3600）
4、如果age时间不等于max-age时间，会比较他们的差值，如果差值大15分钟（900秒），小的优
5、如果age时间不等于max-age时间，会比较他们的差值，如果差值小于15分钟，说明是同一条LSA，忽略其中一条
什么情况下LSA会更新：
1、1800到期会周期更新
2、触发更新（接口地址变化（增加，或删除），修改接口开销值，删除接口，或者删除通告）
类别名 传播范围 通告者 携带的信息
1类LSA-router 本区域内 本区域内的每台路由器 该区域每台设备的直连拓扑
2类LSA-Network 本区域内 该网段的DR 该网段的拓扑
3类LSA-summary 整个OSPF域 ABR O IA 域间路由
4类LSA-asbr 除ASBR所在区域外的 ABR ASBR的位置
整个ospf域；ASBR所在区域使用
1类标记位置
5类LSA-ase 整个OSPF域 ASBR O E 域外路由
类别名 link-id 通告者
1类LSA-router 通告者的RID 本区域内的每台路由器
2类LSA-Network DR接口的ip地址 每个MA网段中的DR
3类LSA-summary 域间路由的目标网络号 ABR，在经过下一台ABR时，修改为新的ABR
4类LSA-asbr ASBR的RID ABR，在经过下一台ABR时，修改为新的ABR
5类LSA-ase 域外路由的目标网络号 ASBR 在ospf内部传递时不变
OSPF的LSA优化—减少LSA更新量
汇总 – 减少骨干区域的LSA数量 – 前提要求网络存在合理的地址规划
特殊区域 – 减少各个非骨干区域的LSA数量
FA: 转发地址，当5类或7类LSA中携带了FA地址，则计算路径开销值时计算的是当前路由器到 达FA地址的开销值之和+种子度量值。（若FA地址不可达，则路由不能加表）
FA 地址：
1.默认7类LSA 产生FA地址，5类LSA不产生的（7转5 的5类LSA 携带FA地址 ）
2.7类LSA 产生规则：默认产生的FA地址为产生7类LSA 的ASBR 最大的环回接口地址 ；若连接
其他协议的接口也运行了OSPF协议，网络类型为BMA，则产生的7类LSA中FA地址为连接其他 接口对应的下一跳地址；若网络类型为P2P，则FA地址依然为环回接口中IP地址最大的 3.5类LSA FA地址规则： 默认不产生，若连接其他协议的接口运行了OSPF 协议并且网络类型 为BMA则FA地址为重发布之前路由的下一跳地址，若网络类型为P2P，则不会产生FA地址。
汇总
域间路由汇总—ABR将本地直连的A区域1/2类LSA计算所得路由，再通过3类LSA共享到其它本地所直连的B区域时；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1 明细路由所在区域
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summary 3.3.2.0 255.255.254.0
域外路由汇总—在ASBR上操作，将5类/7类LSA向OSPF发布时进行汇总；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]asbr-summary 99.1.0.0 255.255.252.0
注：切记华为设备默认设备不会在进行汇总配置的设备上，自动生成空接口防环路由；
特殊区域：
1.不得出现 4 5类LSA ，stub区域不能进行重发布，不能存ASBR stub
2.区域边界ABR会自动产生3类缺省LSA，保证stub区域路由器与外网保持通信。
3.stub区域不能使用虚链路
4.stub区域不能为骨干区域
5.若设置stub区域，存在该区域的所有路由器都必须设置
特殊区域 不能是骨干区域，不能存在虚链路；
同时不存在ASBR
1）末梢区域—该区域拒绝4/5的LSA进入；由该区域连接骨干区域的ABR设备，向区域内发送一条3类的缺省路由；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub
注：该区域内所有设备均需要定义，否则无法建立邻居关系；
2)完全末梢区域，在末梢区域的基础上进一步拒绝3类的LSA；仅保留一条3类的缺省路由；
先将该区域配置为末梢区域，然后仅在ABR上定义完全末梢即可；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary
同时存在ASBR
NSSA 非完全末梢区域—拒绝非本区域内部产生4/5LSA，本区域ASBR产生的5类将通过7类LSA传输，到达ABR处进入骨干区域时，由7类转换回5类；
在cisco设备中为了避免环路的出现，OSPF协议在NSSA区域配置完成后，不会自动产生缺省路由；而是由管理员在缺省网络无环的前提下，手工添加；
在华为的设备中让由该区域连接骨干0的ABR自动下发一下7类缺省；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa
注：该区域内所有设备均需要定义，否则无法建立邻居关系；
完全NSSA – 完全的非完全末梢区域；在普通NSSA的基础上，近一步拒绝3类的LSA，由ABR产生一条3类缺省
先将该区域配置为普通的NSSA，然后仅在ABR上定义完全NSSA即可
1.过滤4 5 类LSA
2.边界ABR自动产生7类缺省LSA （默认度量值为1）
3.允许进行重发布（运行出现ASBR），产生7类LSA
查看默认产生7类缺省LSA
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa no-summary
特别注意事项：
由于特殊区域将自动产生缺省路由，指向骨干；故ISP所连接的位置很关键，否则将可能与特殊区域产生的缺省路由互为环路；要求ISP所在位置的OSPF区域不要做任何特殊区域配置；
完全的末节区域： 在stub区域基础上，由ABR过滤所有的3类LSA，只保3类缺省LSA ； 在ABR上过滤3类LSA：
NSSA区域：（not so stub area） 非完全末节区域
1.过滤4 5 类LSA
2.边界ABR自动产生7类缺省LSA （默认度量值为1） 允许进行重发布（运行出现ASBR），产生7类LSA 查看默认产生7类缺省LSA ：
3.完全的非完全的末节区域：
在NSSA区域的基础上继续过滤3类LSA，产生3类缺省LSA的
4.3类LSA汇总：
位置： 产生该3类LSA 的路由器上
度量值：所有明细路由中metric最大的
5.5类LSA 汇总：
位置：产生该LSA的ASBR上
6.7类LSA 汇总：
位置： 产生该LSA的ASBR上
7.7转5过程中汇总：
位置：7转5 的ASBR 上
标签：总结,LSA,接口,ABR,区域,OSPF,路由 来源： https://blog.csdn.net/weixin_43774619/article/details/110443237