OSPF第一天--工作过程、数据包、状态机、基础配置

OSPF协议:开放式最短路径优先协议
目前使用最广泛的IGP协议;无类别链路状态路由协议;
OSPF协议最大的缺点:基于拓扑收敛产生巨大的更新量;
故设计者在设计OSPF协议过程中,使用很多的机制来减少更新量-------结构化部署
一.结构化部署:
1.区域划分----单区域内传拓扑,用于每台路由器本地计算到达所有未知网段的最短路径;
-----区域间传递计算完成后的路由条目信息
2.合理的IP地址规划----一个区域可以汇总成一个网段最佳;
3.特殊区域----stub、nssa;
4.30min周期更新。
二.OSPF的数据包----五种:
1.Hello包 发现、建立、周期保活邻居、邻接关系
2.DBD包—数据库描述包 本地的数据库的目录(摘要)
3.LSR包—链路状态查询 基于DBD包中的未知信息进行查询
4.LSU包—链路状态的确认 用于答复对端的LSR、携带各类LSA
5.LSack包–链路状态的确认 确认包,保障可靠性
OSPF数据包跨层封装于3层报头
三.OSPF的状态机:
1.Down:一旦进行hello的收发,就进入下一状态
2.init初始化 :接收到的hello包中有本地的route-id,进入下一状态
3.two-way双向通信:邻居关系建立的标志;
进行条件匹配:匹配失败保持为邻居关系,仅hello包周期保活即可
匹配成功进入下一个状态机
4.exstart预启动:使用类似hello的DBD进行主从关系选举,route-id数值大为主;优先进入下一状态;
5.exchange准交换:使用真正的DBD包进行数据库目录的共享;
6.loading加载:使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息;
7.full转发:邻接关系建立的标志。
四.OSPF的工作过程:
启动配置完成后,路由器开始组播(224.0.0.5)收发ospf的hello包;若接收到的hello包存在本地的route-id,建立邻居关系,生成邻居表;
之后基于邻居表中的所有邻居进行条件的匹配,匹配失败则维持邻居关系,仅hello包周期保活即可;匹配成功者间可以建立邻接关系;邻居间使用DBD进行数据库目录的比对;之后使用LSR查询目录中的未知的LSA信息,对端使用LSU来携带传递LSA,最终需要LSack进行接受确认;
当本地收集到区域内所有设备的后,生成LSDB----链路状态数据库表;
本地基于LSDB启动SPF算法,计算到达所有位置网段的最短路径,然后将其加载到路由表中;
收敛完成,仅hello包周期保活所有的邻居和邻接关系;每30min周期进行DBD包的收发来进行纠错。

结构突变:
1、 新增网段—直连新增网段设备使用DBD来告知所有的邻居,邻居进行LSR/LSU/LSACK收敛
2、 断开网段—断开新增网段设备使用DBD来告知所有的邻居,邻居进行LSR/LSU/LSACK收敛
3、 无法沟通----dead time 和最大老化来解决
正常邻居间存在hello包,若超过dead time依然没有hello包,断开邻居关系,删除从该邻居处学习到的所有信息。
若邻居关系依然正常,但每30min的周期没有正常进行,每条lsa后方存在一个老化时间,默认最大为3609s;到达最大老化时删除该LSA信息即可;

名词:
LSA:链路状态通告;在不同条件下存在不同类别的LSA,用于携带拓扑或路由LSDB:链路状态数据库;所有LSA的集合
OSPF收敛行为—OSPF的LSA洪泛
OSPF的LSDB同步

五、OSPF的基础配置:
[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动时需要定义进程号,仅具有本地意义; 建议同时配置ROUTER-ID;
手工—环回最大数值IP地址—物理接口最大数值
IP地址宣告:
[r2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[r2-ospf-1]area 0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.2 0.0.0.0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.0 0.0.0.255
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[r2-ospf-1]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]network 23.1.1.1 0.0.0.0
OSPF的区域划分规则:
1、 星型结构—所有的非骨干区域必须连接到的骨干区域,否则不能进行区域间路由共享
2、 ABR—区域边界路由器 同时工作的多个区域间;合法ABR必须同时工作在骨干区域,否则不能进行区域间的路由共享;

启动配置完成后,路由器间使用hello包收发建立邻居关系,生成邻居表:
[r2]display ospf peer //查看邻居表

邻居关系建立后,邻居间进行条件的匹配;匹配成功建立邻接关系,同步LSDB完成后,本地生成LSDB—数据库表;
[r2]display ospf lsdb //查看数据库的目录;内部存在各种类别的信息,需要具体查看

LSDB同步完成后,本地基于SFP算法,计算到达所有未知网段的最短路径,然后将其加载到路由表中;
[r3]display ip routing-table //查看路由表
[r3]display ip routing-table protocol ospf //查看本地所有通过OSPF协议学习到的路由
[r1]display ospf routing //查看本地工作OSPF的直连,及本地通过OSPF学习到的路由
3.3.3.3/32 2 Inter-area 12.1.1.2 2.2.2.2 0.0.0.0
类型标记为Inter-area 代表其他区域产生的路由条目;
OSPF的度量值为cost=开销值=参考带宽/接口带宽默认的参考带宽为100M;
OSPF默认优选整段路径cost之和最小;
若接口带宽大于参考带宽,cost值为1;将可能导致选路的不佳,建议修改默认的参考带宽;
[r1]ospf 1[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000切记:一旦修改,全网所有设备均需修改为一致;

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