OSPF动态路由协议的单区和多区

一、OSPF路由协议

ospf：链路状态路由协议，它的度量值与COST有关
cost=10^8/BW(网口带宽）

接口类型	cost花销
100M Fast Ethernet	1
10M Ethernet	10
56K	1785

承载在IP数据包内（网络层）使用协议号89。

（一）内部网关协议和外部网关协议

1.AS自治系统：同一技术管理机构管理，使用统一选路策略的一些路由器的集合
2.内部网关协议（IGP）：内部网关路由协议，运行在AS内部的路由协议，主要是解决AS内部的选路问题，发现，计算路由。 主要包含RIPV1 和RIPV2,OSPF,ISIS
3.外部网关协议（EGP）:外部网关路由协议，运行在AS与AS之间的路由协议解决AS之间选路问题。BGP

（二）ospf工作过程

1.邻居列表
2.链路状态数据库
3.路由表
传信的路由——建立邻接关系—（学习链路状态信息）—链路状态数据库—（SPF算法）—最短路径树——路由表

（三）ospf区域

1.1.为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域。
1.2.每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息。
2.区域ID：区域ID可以表示成一个十进制的数字，也可以表示成IP
3.由骨干区域和非骨干区域组成
3.1骨干区域 Area 0 负责区域间路由信息转播
3.2非骨干区域 Area 1，Area 2

（四）Router ID

Router ID：OSPF区域内唯一表示路由器的IP地址
Router ID选取规则：
1.选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
2.如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的
3.用Router-id命令指定Router ID（优先级最高）

（五）DR和BDR

广播网络中建立邻接关系，两两学习，构成N(N-1)/2个链路
DR指定路由器：所有路由器指向DR（指定路由器）学习，与其他路由形成一对一对应关系
DRothers其他路由器：只和DR和BDR形成邻接关系

（六） DR和BDR选举方法

1.自动选举DR和BDR：网段上Router ID最大的路由器：DR，第二大：BDR
2.手工选择DR和BDR：

• 优先级范围0~255，数值越大，优先级越高，默认为1
• 如果优先级相同，则需要比较Router ID
• 如果路由器的优先级被设为0，它将不参与DR和BDR的选举
  路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器，在一组路由器中先开启的可能已成为DR

（七）两个组播地址

224.0.0.5——开机时，互相发送hello包，状态信息交互，选举DR和BDR，DR,BDR发送路由变更消息给其他路由
224.0.0.6——其他路由器通过224.0.0.6发送路由变更信息给DR和BDR

（八）ospf五种类型包

类型	作用
Hello包	用于发现和维持邻居关系，选举DR和BDR
数据库描述包(DBD)	用于向邻居发送摘要信息，以同步链路状态数据库
链路状态请求包(LSR)	在路由器收到包含新信息的DBD后发送，用于请求更详细的信息
链路状态更新包(LSU)	收到LSR后发送链路状态通告(LSA) ，一个LSU数据包可能包含几个LSA
链路状态确认包(LSAck)	确认已经收到DBD/ LSU,每个LSA需要被分别确认

（九）ospf建立邻接关系的7个状态机

1.Down（初始化）: 邻居状态机的初始状态，没收到对方的Hello报文或OSPF没启动时。
2.Init（收到第一个hello包）:邻居收到我发送的包含我的Router ID的hello包，但是我没有收到邻居的hello包
3.2-Way（建立双向会话）：本状态表示双方互相收到了对端发送的Hello报文，建立邻居关系。我也收到了包含邻居Router ID的hello包。
4.ExStart（建立主从关系）:在此状态下，通过对比Router ID和优先级来选举DR和BDR建立主从关系。
5.Exchange（交换摘要信息）: 相互发送DBD报文链路状态信息摘要，并且相互发送LAck报文确认收到DBD报文
6.Loading（加载详细信息）:从DBD报文中获取到新的路由摘要消息，则发送LSR报文请求更详细的路由信息，邻居发送LSU报文包含关于新路由条目的完整信息，并且相互发送LAck确认收到LSA链路状态通告，LSU包含多个LSA条目，每个LSA都要被确认
7.Full（完成连接）: 在此状态下，邻居路由器的LSDB中所有的LSA本路由器全都有了。完成了邻接关系的建立。

（十）OSPF网络类型

1.点到点网络（pint-to-point)
——自动发现邻居，不需DR/BDR，组播224.0.0.5
2.广播多路访问网络(Broadcast MultiAccess， BMA)
——自动发现邻居、选DR/BDR，组播224.0.0.5、 224.0.0.6
3.非广播多路访问网络(None Broadcast MultiAccess,，NBMA)
——手工指定邻居、选DR/BDR、 单播
4.点到多点网络(Point-to-Multipoint)
——自动发现邻居，不需DR/BDR.组播224.0.0.5
（十一）ospf特点
1.可适应大规模网络
2.路由器变化收敛速度快
3.无路由环路
4.可支持区域划分
5.支持可变长的子网掩码
6.支持以组播地址发送协议

二、OSPF多区的原理及配置

（一）概述

1.多区产生的原因

生成OSPF多域的原因：a.改善网络的可拓展性b.加速收敛

2.ospf三种通信量

2.1 域内通信量（intra-area traffic）
单个区域内的路由器之间交换数据包的构成的通信量
2.2域间通信量 (inter-area traffic)
不同区域的路由器之间交换数据包构成的通信量
2.3外部通信量（external traffic）OSPF域内的路由器与OSPF区域外或另一个自治系统内的路由器之间交换数据包构成的通信量

3.OSPF 的路由器类型

3.1内部路由器：只保存本区域的链路状态信息
3.2区域边界路由器（ABR）:将负责连接Area 0和其他区域的通信
3.3自治系统边界路由器（ASBR）:学习外部的路由，注入ospf区域。学习ospf区域路由注入其他AS中

4.区域类型

4.1骨干区域
4.2非骨干区域（根据能学习到的路由种类来区分）
a.标准区域
b.末梢区域（stub）
c.完全末梢区域（totally stubby）
d.非纯末梢区域（nssa）

（二）链路状态数据库

1.链路状态数据库的组成

1.1每个路由器都创建了由每个接口、对应的相邻节点和接口速度组成的数据库
1.2链路状态数据库中每个条目称为LSA（链路状态通告），常见的有六种LSA类型

2.常见的6种LSA类型

Type 1（路由器LSA）：由区域内的路由器发出的，描述路由器的链路状态和花费，传递到整个区域内
Type 2（网络LSA）：由区域内的DR发出的，描述了区域内变更信息，在整个区域内传播
Type 3（网络汇总LSA）：ABR发出的，其他区域的汇总链路通告，描述了其他区域内某一网段的路由，区域间传递
Type 4（ASBR汇总LSA）：ABR发出的，用于通告ASBR信息，确定ASBR的位置，不会出现在ASBR所属区域之内
Type 5（AS外部LSA）：ASBR发出的，用于通告外部路由，告诉相同AS的路由器通往外部AS的路径，在整个AS中进行泛洪
Tpye 7（NSSA外部LSA）：NSSA区域内的ASBR发出的，用于通告本区域连接的外部路由，与Type 5类似，仅在非纯末梢区域内进行泛洪，传递时会被ABR转换位LSA5

（三）末梢区域和完全末梢区域

1.概述

1.四个条件

• 只有一个默认路由作为其区域的出口
• 区域不能作为虚链路的穿越区域
• Stub区域里无自治系统边界路由器ASBR
• 不是骨干区域Area 0

2.末梢区域：没有LSA4、5、7通告
完全末梢区域：除一条LSA3的默认路由通告外，没有LSA3、4、5、7通告
3.作用：其主要目的是减少区域内的LSA条目以及路由条目，减少对设备CPU和内存的占用；末梢区域和完全末梢区域中ABR会自动生成一条默认路由发布到末梢区域或完全末梢区域中。

2.末梢区域配置命令

ABR配置
[R4]ospf 1
[R4-ospf-1]area 0 #先配与其他区域相直连的网段
[R4-ospf-a-area-0.0.0.0]network x.x.x.x x.x.x.x #宣告直连网段，反掩码
[R4-ospf-1]area 2
[R4-ospf-a-area-0.0.0.2]network x.x.x.x x.x.x.x #宣告直连网段，反掩码
[R4-ospf-a-area-0.0.0.2]stub
区域内部路由配置
[R5]ospf 1
[R5-ospf-1]area 2
[R5-ospf-a-area-0.0.0.2]network x.x.x.x x.x.x.x #宣告直连网段，反掩码
[R5-ospf-a-area-0.0.0.2]stub

3.完全末梢区域配置命令

ABR配置
[R4]ospf 1
[R4-ospf-1]area 2
[R4-ospf-a-area-0.0.0.2]network x.x.x.x x.x.x.x #先宣告直连网段，反掩码
[R4-ospf-a-area-0.0.0.2]stub no-summary
区域内路由配置
[R5]ospf 1
[R5-ospf-1]area 2
[R5-ospf-a-area-0.0.0.2]network x.x.x.x x.x.x.x #先宣告直连网段，反掩码
[R5-ospf-a-area-0.0.0.2]stub

（四）ospf多区配置实验

r1

u t m
Info: Current terminal monitor is off.
sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname r1
[r1]user-interface console 0
[r1-ui-console0]idle-timeout 0 0
[r1-ui-console0]int g0/0/0
[r1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.1 24
[r1-GigabitEthernet0/0/0]int loopback 0
[r1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[r1-LoopBack0]q
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 2
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]netw
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]network 12.0.0.0 0.0.0.255
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]network 1.1.1.1 0.0.0.0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]q
[r1-ospf-1]dis ip rout
[r1-ospf-1]dis ip routing-table
[r1-ospf-1]area 2
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]stub

r2

u t m
Info: Current terminal monitor is off.
sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname r2
[r2]user-interface console 0
[r2-ui-console0]idle-timeout 0 0
[r2-ui-console0]q
[r2]int g0/0/0
[r2-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[r2-GigabitEthernet0/0/0]
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.2 24
[r2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[r2-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[r2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.0.0.1 24
[r2-GigabitEthernet0/0/1]int loopback0
[r2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32
[r2-LoopBack0]q
[r2]ospf
[r2-ospf-1]area 0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.0 0.0.0.255
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]area 2
[r2-ospf-1-area-0.0.0.2]network 12.0.0.0 0.0.0.255
[r2-ospf-1-area-0.0.0.2]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.2]stub

r3

[Huawei]sysname r3
[r3]user-interface console 0
[r3-ui-console0]idle-t
[r3-ui-console0]idle-timeout 0 0
[r3-ui-console0]q
[r3]int g0/0/0
[r3-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[r3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 23.0.0.2 24
[r3-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/01
[r3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 34.0.0.1 24
[r3-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown
[r3-GigabitEthernet0/0/1]int loopback 0
[r3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32
[r3-LoopBack0]q
[r3]ospf
[r3-ospf-1]area 0
[r3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.0 0.0.0.255
[r3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 34.0.0.0 0.0.0.255
[r3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0

r4

[Huawei]undo info-center enable
Info: Current terminal monitor is off.
sy
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]user-interface console 0
[Huawei-ui-console0]idle-timeout 0 0
[Huawei-ui-console0]q
[Huawei]int loop0
[Huawei-LoopBack0]ip add 4.4.4.4 32
[Huawei-LoopBack0]int g0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 34.0.0.4 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 45.0.0.4 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]un sh
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]q
[Huawei]ospf
[Huawei-ospf-1]area 0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 34.0.0.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 4.4.4.4 0.0.0.0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[Huawei-]ospf
[Huawei-ospf-1]area 1
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]un network 45.0.0.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]q

r5

[Huawei]sysname r5
[r5]user-in
[r5]user-interface con
[r5]user-interface console 0
[r5-ui-console0]idle-t
[r5-ui-console0]idle-timeout 0 0
[r5-ui-console0]q
[r5]int g0/0/0
[r5-GigabitEthernet0/0/0]ip add 45.0.0.2 24
[r5-GigabitEthernet0/0/0]undo shu
[r5-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[r5-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[r5-GigabitEthernet0/0/1]ip add 56.0.0.1 24
[r5-GigabitEthernet0/0/1]undo shu
[r5-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/1 is not shutdown.
[r5-GigabitEthernet0/0/1]int loop0
[r5-LoopBack0]ip add 5.5.5.5 32
[r5-LoopBack0]q
[r5]ospf 1
[r5-ospf-1]area 1
[r5-ospf-1-area-0.0.0.1]netw
[r5-ospf-1-area-0.0.0.1]network 45.0.0.0 0.0.0.255
[r5-ospf-1-area-0.0.0.1]network 56.0.0.0 0.0.0.255
[r5-ospf-1-area-0.0.0.1]network 5.5.5.5 0.0.0.0

r6

u t m
Info: Current terminal monitor is off.
sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname r6
[r6]user-interface console 0
[r6-ui-console0]idle-timeout 0 0
[r6-ui-console0]q
[r6]int g0/0/0
[r6-GigabitEthernet0/0/0]ip add 56.0.0.2 24
[r6-GigabitEthernet0/0/0]int loop0
[r6-LoopBack0]ip add 6.6.6.6 32
[r6-LoopBack0]int g0/0/0
[r6-GigabitEthernet0/0/0]undo shu
[r6-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
Info: Interface GigabitEthernet0/0/0 is not shutdown.
[r6-GigabitEthernet0/0/0]q
[r6]ospf
[r6-ospf-1]area 1
[r6-ospf-1-area-0.0.0.1]netw
[r6-ospf-1-area-0.0.0.1]network 56.0.0.0 0.0.0.255
[r6-ospf-1-area-0.0.0.1]netw
[r6-ospf-1-area-0.0.0.1]network 6.6.6.6 0.0.0.0
[r6-ospf-1-area-0.0.0.1]q
[r6]ping -a 6.6.6.6 1.1.1.1