文章目錄
- CCNA4：OSPF——開放式最短路徑優先協定
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- 1、OSPF的資料包：
- 2、OSPF的工作過程：
- 3、OSPF的狀态機（重點）：
- 4、OSPF的配置、鄰居表、資料庫表、路由表：
- 5、OSPF建立成為鄰接關系的條件：
- 6、OSPF的擴充配置：
CCNA4：OSPF——開放式最短路徑優先協定
OSPF是标準的鍊路狀态路由協定，其實就是拓撲型協定。它是無類别協定，更新時攜帶子網路遮罩，使用多點傳播（224.0.0.5、224.0.0.6）進行更新，管理距離110，度量為cost表示開銷值。
OSPF是一個拓撲型協定，它最大的特點就是選路佳，不會出環。但是由于它是拓撲型協定，那麼每多一台路由器，就會導緻裝置的更新量很大，會占用大量的資源。為了減少更新量，OSPF采用了 結構化部署：區域劃分、位址規劃 。
通過區域之内傳拓撲，區域之間傳路由這種方式，這就叫做鍊路狀态型的距離矢量特征。
OSPF使用觸發更新、周期更新（30分鐘）。使用周期更新的原因是：由于更新量太大，會導緻網絡擁塞，可能無法收到某些資料包，導緻資料庫不統一，是以用周期更新，讓路由器之間每過30分鐘比對一次。
1、OSPF的資料包：
| 資料包 | 資料包的作用 |
|---|---|
| Hello包 | Hello包用于發現、建立、周期保活鄰居關系，通過hello包的互發來發現鄰居 Hello包中存在router ID——RID，相當于全網唯一的編号，使用IP位址。 |
| DBD包 | DBD包叫做資料庫描述包：路由器通過收到這個包之後，來檢視該DBD包中那一條LSA資訊自己沒有，起到比對作用。 |
| LSR 鍊路狀态請求包 | 路由器通過發送LSR鍊路狀态請求包來向對端請求自己沒有的LSA資訊 |
| LSU 鍊路狀态更新包 | 該包中攜帶各種LSA，用于回複其它路由器的請求 |
| LSack 鍊路狀态确認包 | 表示自己已經收到更新包 |
2、OSPF的工作過程：
（1）啟動配置完成後，本地使用多點傳播（224.0.0.5、224.0.0.6）發送hello包到所有鄰居處，若收集到其他鄰居的hello包，那麼建立鄰居關系，生成鄰居表
（2）緊接着和所有鄰居間進行 條件比對 ：
若失敗将停留于鄰居關系，僅hello包周期保活即可。
若比對成功，将建立鄰接（毗鄰）關系（需要DBD共享資料庫目錄），鄰接關系将使用DBD／LSR／LSU／LSack來擷取未知的LSA資訊，當收集齊所有的LSA資訊後，本地生成LSDB（鍊路狀态資料庫也就是資料庫表）
（3）之後在本地基于LSDB計算到達所有未知網段的最佳路徑，然後将其加載到路由表。
（4）收斂完成後，hello包周期保活鄰居、鄰接關系；每過30min周期性的使用DBD比對資料庫。
（5）若結構突變：
①新增、斷開網段時，直連裝置使用DBD同步資訊到所有的鄰接處。
②裝置斷電無法溝通，dead time到時後斷開鄰居關系。
LSA：鍊路狀态通告，或者說是拓撲或路由。
LSDB：鍊路狀态資料庫，用于存放所有的LSA集合。
OSPF協定的收斂被稱作LSA洪泛、LSDB同步
3、OSPF的狀态機（重點）：
| 狀态機 | 意義 |
|---|---|
| Down | 一旦本地發出hello包就進入下一個狀态 |
| Init（初始化） | 接收到的hello包中，若存在本地RID，那麼進入下一狀态 |
| 2way（雙向通信） | 鄰居關系建立的标志 |
條件比對：點到點網絡直接進入下一狀态，MA網絡中将進行DR/BDR選舉（40s）非DR/BDR間不得進入下一狀态
| Exstart（預啟動） | 類hello的DBD，進行主從關系選舉，RID數字為大者為主，優先進入下一狀态 |
|---|---|
| Exchange（準交換） | 使用真正的DBD包，進行資料庫目錄的共享，需要ACK确認 |
| Loading（加載） | 使用LSR/LSU/LSack來擷取未知的LSA資訊 |
| Full（完成） | 鄰接關系建立的标志 |
大緻過程用圖檔來表示，是這樣的：
4、OSPF的配置、鄰居表、資料庫表、路由表：
（1）OSPF的配置解釋：
R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R1(config-router)#network 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0
#1 router ospf 1中1為程序号可以讓一台路由器運作多個ospf程序，僅具有本地意義
#2 router-id 1.1.1.1 配置RID，要求為全網唯一，為手工配置，如果不配置預設取環回接口最大數字，最後再取實體接口最大數字。
#3 宣告所擁有的網段，使用反掩碼來比對可變動範圍（12.1.1.0 0.0.0.255 表示為最後8位為可變動範圍），達到宣告的目的，同時宣告自己所在的區域。這裡的反掩碼是說的範圍，而掩碼說的是網絡位與主機位的區分，邏輯上是不一樣的。
OSPF劃分區域的原因：避免更新量太大，可以工作在更大的環境中。
OSPF劃分規則：
①必須為星型結構——區域0為骨幹區域，其餘為中心站點。
②ABR——區域邊界路由器，它是将一邊區域拓撲計算所得路由發送到另一邊
（2）鄰居表
為了更好的說明3張表，這裡配置3台路由器。配置就按照上一步進行配置，如圖：
鄰居表：啟動配置完成後，所有裝置間使用hello包，發現并建立鄰居關系，鄰居表生成。Hello time為10s，dead time 為hello time 的4倍，它會從40s開始倒計時，倒到30s時，新的hello包來了，那麼又恢複到40s。
（3）資料庫表
鄰居關系建立後，鄰居間進行調節比對，比對成功者之間進入鄰接關系，基于DBD/LSR/LSU/LSack擷取未知LSA資訊，生成LSDB（資料庫表），這隻是幾個目錄：
詳細看其中的一條目錄。
r2#show ip ospf database router 1.1.1.1
這裡我不會詳細解釋，之後我會在NP階段寫關于OSPF的詳細講解，敬請期待。
（4）路由表：
LSDB同步完成後，本地使用SPF最短路徑選路規則，将到達未知網段的路由加載到路由表
| O | 本地區域内的路由，是本地通過拓撲計算所得 |
|---|---|
| O IA | 域間路由，其他區域的路由，通過ABR共享進入 |
其中管理距離為110，度量為cost值也就是開銷值，由于路徑成本要越小越好，是以使用開銷值：
注：當接口帶寬大于參考帶寬時，比如1000M時，cost值為1。就有可能出現選路不佳，建議修改參考帶寬，預設為Mbits
r1(config)#router ospf 1
r1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 1000
切記：整個網絡所有裝置均需要修改抑制。
5、OSPF建立成為鄰接關系的條件：
鄰接關系建立的條件是建立鄰居關系：
鄰居關系：隻存在Hello包的保活，之間沒有路由、拓撲的傳遞。
鄰接關系：進行LSA的互動、洪泛（進行拓撲路由的傳遞）。
網絡類型決定了鄰接關系是怎樣的：
點到點網絡：在一個網段内隻能存在兩個節點。
MA網絡：在一個網段内節點之間的數量不限制。
（1）點到點網絡：
在點到點網絡OSPF中隻能直接建立鄰接關系
（2）MA網絡中：
在MA網絡中為 避免重複的更新 ，将進行DR/BDR選舉，所有的非DR/BDR間僅建立鄰居關系；DR/BDR與其他非DR/BDR建立鄰接關系，基于224.0.0.6（DR/BDR專用）溝通。是以要出現DRother與DRother之間的hello包溝通，至少需要4台路由器。
DR為老大，BDR為老二它用于接管DR臨時故障導緻網絡癱瘓而設定的。DROTHER它們隻和DR之間進行比對資料庫，不和DROTHER比對資料庫，減少更新量。
選舉規則；
1、比較接口優先級，0-255，越大越好。 預設為1，0表示不參選。
2、接口優先級若相同，比較RID
R1(config)#interface f0/0
R1(config-if)#ip ospf priority 3 修改接口優先級
注：OSPF選舉為非搶占的，是以在人為**修改優先級後，必須讓所有重新開機裝置一次性敲好所有配置指令，**然後最好在十幾秒内重新開機OSPF程序，超出40s不成功。
或者是将裝置的參選接口優先級修改為0，不參選，但至少留一台裝置參選，否則無DR，網絡将無法同行。
6、OSPF的擴充配置：
1） 認證----直接在連接配接鄰居的接口上配置
2） 加快收斂—hello time 10s dead time 40s在這裡插入圖檔描述
在直連鄰居的接口上修改，且鄰居間time必須完全一緻，否則無法保持鄰居關系比對
3） 被動接口----僅接受不發送路由協定的資訊，用于連接配接使用者的接口，不得用于連接配接鄰居的接口
4） 預設路由----在邊界路由器上配置預設資訊後，向内網發送預設路由