CCNA-OSPF协议总结

O S P F协议总结

第一部分 O S P F的一些基本概念

在链路状态路由协议中，路由器和路由器之间交换的是链路状态。而距离矢量路由协议中，路由器与路由器之间交换的是路由表。链路状态路由协议能够识别更多的网络信息，所以选出的路由比距离矢量路由协议选出的路由更优。在O S P F中，一共维护着三个数据库：所有的邻居，区域内所有的路由器（链路状态），到达目的地最佳路径。O S P F是通过链路状态表中整个区域的链路状态来计算出路由表的。

O S P F中的三张表：邻居表（a d j a c e n c y d a t a b a s e），拓扑表，路由表。

O S P F的网络在设计时应该设计为层次性的网络，这是一个强制要求。有两个级别的层次一个为主干区T r a n s i t a r e a（b a c k b o n e o r a r e a0），另一个为非主干区域R e g u l a r a r e a s（n o n b a c k b o n e a r e a s）。可以认为，在区域内部交换的是链路状态，而在区域和区域之间交换的则是路由信息。

O S P F区域的特点：

1.减小路由表的条目；

2.本地化拓扑结构，只在本区域传播，将拓扑变化影响减到最小；

3.详细的L S A的洪泛将终结在区域的边界上；

4.需要层次化的网络设计；

5.一般情况下，所有的非主干区域都应该与主干区域相连，非主干区域之间是不会交换信息的；

A B R称为区域边界路由器，作用就是将非主干区域和主干区域连接起来。

链路状态数据结构（邻居表）：

1.O S P F通过交换H e l l o包来发现邻居；

2.通过检查H e l l o包中的一些选项或者变量后建立邻居关系的；

3.在点到点的广域网环境中，邻居之间是全互联的；

4.在局域网环境中，所有路由器只与D R和B D R形成邻接关系（a d j a c e n c y），而其他的路由器（D R O T H E R s）之间则只是t w o-w a y的关系；

5.路由更新和拓扑信息之在邻接关系的路由器之间进行传播；

所有的路由更新，以及链路状态信息都是通过网络中的D R和B D R传输的。也就是说，所有的D R O T H E R都会与D R还有B D R建立邻接关系（a d j a c e n c y）。

S P F算法：在每个路由器的链路状态表中都应用D i j k s t r a’s S P F算法。

1.每个路由器上都会有一个链路状态数据库；

2.每个路由器都会先将自己作为一个根，然后建立起一个S P F树；

3.最优路径的计算是到达目的地的所有路径开销的总和；

4.最优路径将被放到路由表中；

L S A的操作：

1.首先，与自己的链路状态表对比一下，看看是否在其中；

2.如果没有的话，把它加到自己的链路状态数据库中，同时发出一个确认包；

3.如果有的话，比较顺序号，如果顺序号相同，则忽略。如果小于自己的，则给源发送一个L S U；

4.然后洪泛传输自己的L S A给其他路由器；

5.运行S P F算法，重新计算路由表；

P S：L S A传输的时候，每次只能传输一跳。

第二部分 O S P F包的类型

O P S F中几种包的类型：

1.H e l l o包，建立邻居关系；

2.数据库的描述包；

3.链路状态请求；

4.链路状态的更新；

5.链路状态的确认；

O S P F是通过发送H e l l o包来建立邻居关系的，O S P F的H e l l o包是通过多播向外发送的，所有运行O S P F的路由器都会接收这个多播包。 H e l l o包中的内容：R o u t e r I D、H e l l o和死亡时间间隔、邻居、区域I D、R o u t e r的优先级、D R的I P地址、B D R的I P地址、验证密码、s t u b区域标记。在O S P F中，为红色字体的那些内容必需要相同才能形成邻居关系。

D R O T H

E R之间的稳定状态是t w o-w a y状态，D R或B D R与D R O T H E R之间的稳定状态是f u l l s t a t e状态。 所有路由器给D R s发送L S U的多播地址时224.0.0.6，D R给其他路由器发送L S U的多播地址是224.0.0.5。L S A的顺序号：

1.每一个记录在链路状态数据库中的L S A都包含一个顺序号；

2.顺序号是一个4b y t e的数字从0X80000001到0X7f f f f f f f；（如果到达最大号，网络可能会出现短暂的波动。也是攻击O S P F网络的一个方法）

3.O S P F的L S A在每隔30分钟回洪泛一次，来同步数据库信息。每次都将顺序号增加一；

4.当同时收到两个L S A时，通过顺序号的高低来判断版信息的新旧；

第三部分 O S P F的基本配置（单区域）

R o u t e r(c o n f i g)#r o u t e r o s p f p r o c e s s-i d

R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#n e t w o r k a d d r e s s i n v e r s e-m a s k a r e a[a r e a-i d]

R o u t e r#s h o w i p r o u t e o s p f（显示所有通过o s p f学习到的路由）

R o u t e r#s h o w i p o s p f i n t e r f a c e（显示o s p f的r o u t e r I D，a r e a I D，邻接关系等信息）

R o u t e r#s h o w o s p f(显示o s p f的r o u t e r I D，计时器等信息)

R o u t e r#s h o w o s p f n e i g h b o r s[d e t a i l]（显示o s p f邻居信息，包括D R和B D R的信息）

O S P F的R o u t e r I D：

1.路由器了解O S P F网络是通过R o u t e r I D的；

2.链路状态数据库是使用R o u t e r I D来区分的；

3.默认的情况下，R o u t e r I D是使用在启用O S P F进程时路由器上活跃端口中I P地址最大的I P地址作为R o u t e r I D的；

4.如果在路由器上设置了l o o p b a c k端口，则由启用O S P F进程时路由器上活跃l o o p b a c k端口中I P地址最大的I P地址作为R o u t e r I D的；

5.可以使用r o u t e r-i d这个命令来更改O S P F的R o u t e r I D；

第四部分 O S P F的网络类型

点对点的链路：

1.通常一个串行口都是运行P P P或者H D L C的链路层封装；

2.也有可能是点到点的子接口，通常是帧中继和A T M；

3.在点到点的链路上不需要D R或者B D R；

4.O S P F对链路类型的检测是自动检测的；

5.O S P F包发送仍然是使用多播包到224.0.0.5；

多路访问的广播网络：

1.通常使用的技术就是L A N和令牌环网；

2.需要进行D R和B D R的选举；

3.只有D R和B D R才需要和全网络内的路由器形成邻接关系；

4.D R发送包使用的是多播包到224.0.0.5；

5.其他路由器发送包到D R或者B D R使用多播包到224.0.0.6；

D R和B D R的选举：

1.通过多播来交换H e l l o包；

2.拥有最高的O S P F优先级的被选为D R，默认情况下为1；

3.当优先级相同时，选择R o u t e r I D高的为D R；

4.选举是在每个路由器上各自进行的，当然最后的结果都是相同的；

5.当D R消失了，B D R则自动升级为D R，然后网络重新选举一个B D R；

6.当新加入到O S P F网络中一个R o u t e r I D较高的路由器时，不会重新进行D R和B D R的选举；

7.不想成为D R和B D R的路由器可以把优先级设置为0；

为D R选举设置优先级：

1.命令R o u t e r(c o n f i g-i f)#i p o s p f p r i o r i t y n u m b e r

2.这个命令是设置O S P F的优先级到端口；

3.每个端口可以分配到不同的优先级；

4.优先级默认的情况下是1，优先级设置的范围是0－255；

5.优先级0意味着这个路由器只能为D R O T H E R，不能成为D R或者B D R；

非广播的多路访问拓扑：

1.一个端口可以连接多个站点；

2.N B M A的拓扑支持多个路由器，但是不能够进行广播；

3.O S P F的邻居不能够自动的被路由器发现；

N B M A网络中的D R选择：

1.O S P F认为N B M A和其他的广播介质是一样的；

2.D R和B D R需要所有的路由器进行全互联，但是N B M A的网络不总是全互联的；

3.D R和B D R需要列出所有的邻居，N B M A的接口是不能自动的检测到邻居的；

N B M A的操作模式：

标准的：

1.N o n b r o a d c s a t（N B M A）

2.P o i n t－t o－m u l t i p o i n t

C i s c o添加的：

1.P o i n t－t o－m u l t i p o i n t n o n b r o a d c a s t

2.B r o a d c a s t

3.P o i n t－t o－p o i n t

配置O S P F网络类型：

R o u t e(c o n f i g-i f)#i p o s p f n e t w o r k[{b r o a d c a s t|n o n b r o a d c a s t|p o i n t-t o-m u l t i p o i n t|p o i n t-t o-m u l t i p o i n t n o n b r o a d c a s t}]

N B M A模式：

1.将一个全互联的N M B A网络当做一个广播网络；

2.所有的串行口都在相同的子网中

3.帧中继，X.25，A T M网络，默认情况下都是当做N B M A网络来操作；

4.邻居必须静态配置；

5.L S A必须给每一个邻居都发送一个；

6.命令R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#n e i g h b o r a d d r e s s[p r i o r i t y n u m b e r][p o l l-i n t e r v a l n u m b e r]

点到多点模式：

1.点到多点可以应用在N B M A网络上的；

2.点到多点模式一般应用于部分全互联和星型网络上；

3.没有D R选举，而且也是使用一个子网；

4.每隔30秒发一次H e l l o包；

5.要在所有路由器的对应端口上配置；

6.I n v e r s e A R P默认情况下是E n a b l e的；

点到多点N B M A模式：

1.必须像一般的N B M A那样静态的指定邻居；

2.像点到多点模式那样，不需要选举D R；

使用子接口：

1.是一个全局模式下的命令；

2.每一个物理的串行口可以分作多个逻辑的接口；

3.每一个P V C和S V C都可以得到一个子接口；

4.限制：首先，每个子接口都要有自己的子网。其次，H e l l o和L S A的数目是根据你的子接口的数目来决定的。H e l l o每10秒发出一次。

第五部分 O S P F中路由器的类型和L S A

当一个网络很大，而且使用单区域的O S P F时，一个小的网络变化便会发出一个L S A，而且传遍整个网络。每个路由器会收到很多的L S A。还有一个就是使用单区域时，由于路由器很多，所以，链路状态数据库会很大，邻居表和路由表也会相应的变大的，消耗掉了很多内存。每次的网络变化，通告L S A之后，每个路由器就会重新计算路由。

当网络很大的时候，通常会把网络划分为若干个区域，主干区域和非主干区域。但是必须设置成为层次性的结构。所有的非主干区域要和主干区域连接在一起。每个区域内的路由器只需要知道自己区域内部的链路状态就可以了，相应的邻居表和路由表也小了。

O S P F中路由器的类型：

1.主干路由器：在区域0里面的路由器都是主干路由器；

2.区域边界路由器：在区域的边界连接两个区域的路由器；

3.自治域系统边界路由器：在自治域系统边界上连接两个自治域系统的路由器；

4.内部路由器：除了边界路由器以外的路由器；

L S A的类型：

1.类型1，路由的链路通告；

2.类型2，网络的链路通告；

3.类型3或者4，汇总的链路通告；

4.类型5，自治域系统外的链路通告；

5.类型6，多播的O S P F的L S A；

6.类型7，定义使用在S S A区域中的；

7.类型8，扩展属性的L S A或者用于B G P；

而通常在路由器上配置的就是1、2、3、4、5、7这几种。

类型1的L S A：

1.是一个路由器自己生成的只在区域内进行传输，包含了直连的链路和分配到每条链路的I P地址等信息；

2.通常都是用R o u t e r I D来标识路由器；

3.仅仅是在区域内洪泛，不会通过A B R洪泛到其他区域；

类型2的L S A：

1.是传给一个区域中的每一个广播网络或者N B M A网络的，其中包括：在这个链路上连的路由器有哪些和这条链路上的子网掩码是什么；

2.是由D R在广播介质中通告的；

3.仅仅是在区域内洪泛，不会通过A B R洪泛到其他区域；

类型3的L S A：

1.是由A B R生成的，是把一个特定区域的路由信息传播出去；

2.传播的是一个区域的路由信息而不是链路状态信息，其他区域的路由器只知道去某个目的如何走，但是不知道那个区域内部的其他任何信息；

3.可以洪泛到这个A S内部；

类型4的L S A：

1.用来宣告有A S B R路由器到这个A S内所有的区域；

2.可以洪泛到整个A S内部；

3.只包含A S B R的R o u t e r I D；

4.每经过一个A B R都会重新生成一次，重新生成后，其中包含的R o u t e r I D会发生变化，变为重新生成的L S A的路由器的R o u t e r I D；

类型5的L S A：

1.是由A S B R宣告的，可以洪泛到整个A S内部的；

2.经过A B R不会改变其中的R o u t e r I D；

3.是用来通告A S外部的路由信息的；

第六部分 O S P F的汇总技术

路由汇总的好处：

1.减少路由表的大小；

2.将拓扑变化本地化；

3.减少L S A类型3和类型5的洪泛，并且减少了C U P的开销；

在O S P F中，路由汇总必须做在A S B R或者A B R上，而不像E I G R P那样，可以做在任何路由器的任何接口上。如果要做路由汇总，必须有一个很好的I P地址规划方案。

路由汇总的配置命令：

R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#a r e a a r e a-i d r a n g e a d d r e s s m a s k通常用在A B R上

R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#s u m m a r y-a d d r e s s a d d r e s s m a s k[n o t-a d v e r t i s e][t a g t a g]通常用在A S B R上

第七部分 O S P F的特殊区域类型

末节（s t u b）区域的规则：

1.不能够包含A S B R，而且一般有一个A B R与主干区域相连；

2.如果有多于一个的A B R，那么去往外部的自治域系统的路径也许就不是最优路径了；

3.不能够有虚拟链路穿越末节区域，但是可以通过跨越其他区域的虚拟链路与主干区域相连；

4.所有末节区域内的路由器都必须配置成末节区域；

5.外部的L S A和汇总的L S A不可以进入；

配置命令：R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#a r e a a r e a-i d s t u b

完全末节区域（t o t a l l y s t u b b y）：

1.外部的L S A和汇总的L S A不可以进入；

2.路由会表减到更小；

3.所有路由器都必须配置为末节区域；

4.A B R必须配置为完全末节区域；

5.完全末节区域是c i s c o私有的；

配置命令：R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#a r e a a r e a-i d s t u b n o-s u m m a r y(n o-s u m m a r y加在A B R上)

R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#a r e a a r e a-i d d e f a u l t-c o s t c o s t

第八部分 O S P F中的虚拟链路

默认情况下，所有的区域都应该与主干区域直接相连。但是在实际工作中，有很多时候由于地理区域问题，一些区域有可能不可以直接连接到主干区域上。所以这个时候就可以使用虚拟链路来通过一个非主干区域连接到主干区域。

虚拟链路是一种逻辑上的链路。一般的推荐临时使用或者是当做备份链路来使用。

配置：R o u t e r(c o n f i g-r o u t e r)#a r e a a r e a-i d v i r t u a l-l i n k r o u t e r-i d