寬帶接入與無線網絡（學習筆記四）——OSPF原理及配置（華為指令）

OSPF原理

• • 1.OSPF基本概念；
  • 2.OSPF的三張表，五種資料包，七種鄰居狀态；
  • 3.鄰居關系和鄰接關系；
  • 4.OSPF的相關配置（華為指令）；

1.OSPF基本概念；

OSPF（OPEN SHORTEST PATH FIRST）即開放最短路徑優先。也叫最短路徑算法（SPF），是一種鍊路狀态協定；所謂“鍊路”，即指路由器接口；所謂“狀态”，即指描述接口以及其與鄰居路由器之間的關系。 每一台路由器擁有整個拓撲結構，能根據網絡圖拓撲資訊獨立做出決策。

另外有以下OSPF的相關名詞，需要去記憶；

• 自治系統（AS）：一組使用 相同路由協定交換路由資訊的路由器
• 路由器 ID 号：一台運作OSPF路由器，每一個OSPF程序必須存在自己路由器 ID 号，路由器的 ID 号是一個32比特，無符号的指數；可以在一個自治系統中具備唯一性。
• 區域（Area）：在網絡規模增大之後，拓撲結構發生變化的頻率也增大，網洛會經常處于震蕩之中，造成網絡中會有大量的OSPF的封包在傳遞，降低了網絡的帶寬使用率，OSPF通過将自治系統劃分成不同的區域來解決這個問題，區域是從邏輯上将路由器劃分成不同的組。每個組用區域号來辨別。
• 骨幹區域（Backbone Area）：OSPF劃分區域之後，并非所有的區域都是平等的關系，其中有一個區域與衆不同，他的區域号是0，通常被稱為骨幹區域。

2.OSPF的三張表，五種資料包，七種鄰居狀态；

OSPF的三張表：

• 鄰居表： OSPF用鄰居機制來發現和維護路由的存在，鄰居表存儲了雙向通行的鄰居關系以及OSPF路由清單的資訊
• 拓撲表：是用LSA狀态鍊路通告來描述網絡的拓撲資訊，然後OSPF路由器，利用拓撲資料庫來存儲網絡的資訊LSA
• 路由表：對鍊路狀态資料庫進行SPF計算，而得出的OSPF路由表

OSPF路由的形成： 主要是依靠以下五種資料包互動形成的

• Hello包：路由器之間發現和維護鄰居關系，協商鄰接關系的，是周期發送的；該包有路由器的ID号（儲存的時間為40秒）、路由器的優先級和鄰居資訊等标記。
• DBD包：交換LSA鍊路狀态用于向鄰居表述自己已經知道的LSA，是對LSA的摘要，是用來比較的。
• LSR包：鍊路狀态請求包，用于請求鄰接的路由器發送鍊路狀态更新包，進行交換鍊路比較後，發現自己的交換鍊路中少了自己的鍊路狀态，則會發送該包。
• LSU包：鍊路狀态更新包，用于回應鍊路狀态請求包LSR而發送的更新包，當收到LSR後，把自己的鍊路狀态發送給少的路由器。
• LSACK包：鍊路狀态确認包，用于對鄰接的路由器發送過來的鍊路更新确認回複包，告訴對方我收到了。

接下來介紹七種鄰居狀态：

• Down：在失效時間間隔内未收到鄰居路由器發送過來的Hello包時狀态；
• Initiat：Hello包中未發現自己的狀态，或Hello參數不比對時的狀态；
• Two-Way：雙向狀态，在鄰居發過來的Hello包中，發現了自己的參數比對且通過驗證時的狀态；
• ExStart：向224.0.0.5發送了第一條DBD包後的狀态；
• Exchange：交換狀态，選舉主路由器完成後進入的狀态；
• 加載狀态：所有DBD包交換完成後切換成加載狀态；
• Full：全鄰接狀态，雙方路由器LSA完全相同，進入最終的全鄰接狀态。

3.鄰居關系和鄰接關系；

鄰居關系的建立：

1. R1檢測周圍活動的鄰居，如果沒有檢測到，則狀态為“Down”；
2. 若R1檢測到了周圍有活動的鄰居R2,R1則向R2發送一個Hello包，告訴R2,我是R1；路由器R2收到對方R1的Hello包後，并将R1加入到R2的鄰居表中，R2成為“Initiat”初始化狀态；
3. 收到Hello包的R2将單點傳播回複一個Hello包，其中包含R2所有鄰居路由器，包含路由器R1，
4. R1收到來自R2的Hello包後，發現其中包含有自己的資訊，則R1将R2加入到自己的鄰居清單中，R1和R2處于“Two-Way”雙向狀态；

1234完成後，兩個路由器都處于鄰居關系。

在該網絡中，R3有3個鄰居，為R1,R2,R4；也有2個鄰接，為R1和R2。

鄰接關系：是指在建立的鄰居關系之後繼續發送DD，LSR，LSU等封包，最終雙方的LSDB達到同步之後，鄰居狀态為Full時，才成為鄰接關系。也就是說，鄰居關系不一定是鄰接關系，是鄰接關系就一定是鄰居關系

同時也有兩個概念需要注意，分别是DBR與BR

BR:指定路由器，DBR是備份指定路由器。在一個LAN連接配接中,OSPF将選舉出一個路由器作為DR，再選舉一個作為BDR，所有其他的和DR以及BDR相連的路由器形成完全鄰接狀态而且隻傳輸LSA（鍊路狀态通告）給DR和BDR

4.OSPF的相關配置（華為指令）；

網絡拓撲圖如下圖所示：

下面展示配置

R1

<Huawei>sy
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]undo info enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.10.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]q
[Huawei]int LoopBack 0
[Huawei-LoopBack0]
[Huawei-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32
[Huawei-LoopBack0]q
[Huawei]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[Huawei-ospf-1]area 0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.10.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0

           

下面展示配置

R2

<Huawei>sy
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]undo info enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]int g0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.10.2 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.20.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]q
[Huawei]int LoopBack 0
[Huawei-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32
[Huawei-LoopBack0]q
[Huawei]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[Huawei-ospf-1]area 0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.10.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]q
[Huawei-ospf-1]area 1
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.20.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 3.3.3.3
           

下面展示配置

R3

<Huawei>sy
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]undo info enable
Info: Information center is disabled.
[Huawei]int g0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.20.2 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.30.1 24
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]q
[Huawei]int LoopBack 0
[Huawei-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32
[Huawei-LoopBack0]ospf 1 router-id 3.3.3.3
[Huawei-ospf-1]area 1
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.20.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]network 3.3.3.3 0.0.0.0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]q
[Huawei-ospf-1]area 2
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.2]network 192.168.30.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.2]q
[Huawei-ospf-1]area 1
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 2.2.2.2
           

驗證：

R1 ping R2 ；

R1 ping R3；

R1，R2，R3 互相ping通。

檢視路由表“display ip routing-table”：