ospf过程
ospf路由协议
Osfp 路由协议1、OSPF协议概述OSPF（Open Short Path First）开放最短路径优先协议，是一种基于链路状态的内部网协议（Interior Gateway Protocol），主要用于规模较大的网络中。
2、OSPF的特点●适应范围广：支持各种规模的网络，最多可支持数百台路由器。
●快速收敛：在网络拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中被处理。
●无环路由：根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由。
●区域划分：允许自治系统内的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被汇聚，从而减少了占用的网络资源。
●路由分级：使用4类不同的路由，按照优先顺序分别是区域间路由、区域路由、第一类路由、第二类路由。
3、OSPF的基本概念●自治系统（Autonomous System，AS）：为一组路由器使用相同路由协议交换路由信息的路由器。
●路由器ID号：运行OSPF协议的路由器，每一个OSPF进程必须存在自己的Router-ID。
●OSPF邻居：OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文，收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的参数，使双方成为邻居。
●OSPF连接：只有当OSPF路由器双方成功交换DD报文，交换LSA并达到LSDB的同步后，才能形成邻接关系。
4、OSPF路由的计算过程每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告（State Advertisement，LSA），并通过更新报文将LSA发送给网络中的其他OSPF路由器。
每台OSPF路由器都会收到其他路由器通告的LSA，所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库（Link State Database，LSD）。
LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB 则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。
OSPF路由器将LSDB转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。
OFPF
OSPF协议综述开放式最短路径优先协议（OSPF）是基于开放标准的链路状态路由选择协议。
OSPF是内部网关路由协议（IGP）。
IGP用于在单一自治系统内决策路由（自治系统是指执行统一路由决策的一组网络设备的组合）。
外部网关路由协议（EGP）用于在多个自治系统之间执行路由。
OSPF适合于大型网络环境：OSPF是一种链路状态型的路由协议，不会产生环路问题；OSPF将自治系统分割成多个小的区域，OSPF的路由器只在区域内部学习完整的链路状态信息。
Router ID；是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址。
得到ID方法：#首先路由器选取它所有Loopback接口上数值最高的IP地址；#若没配置Loopback接口的IP地址，就在所有物理端口中选取一个数值最高的IP地址作为Router IDOSPF的工作过程：使用OSPF路由协议的路由器需要保存3张表#邻居列表：列出每台路由器全部已经建立邻接关系的邻居路由器#链路状态数据库（LSBD）：列出网路中其他路由器的信息，显示全网拓扑。
#路由器：列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径邻接关系的建立路由器A------------------------------------------------------路由器B#路由器A发送一个Hello报文（字段为空）#B收到Hello报文，为A创建一个邻居数据结构，并将A设置为初始状态。
B发送Hello报文给A#A收到B的报文看到自己的路由器ID时，A为B创建一个邻居数据结构把B设置为ExStart状态，路由器A产生一个空的数据库描述报文。
#B收到A的报文，把A设置为ExStart状态，回应一个数据库描述报文。
#A把B转换为ExChange状态。
A产生数据库描述报文（含LSA报头）#B收到后，把它的邻居状态转换为ExChange状态，发送一个数据库描述报文。
#A收到后，发送一个包含相同序列号的确认报文，双方不停的发，直到最后一个LSA#然后A变为Loading#B收到最后一个数据库描述报文时就把A的状态转换为完全邻接状态（Full）建立邻接关系需要满足的条件#Area-id：属于同网段，同一个区，同一子网。
13、OSPF协议工作过程
3 OSPF 的工作过程：建立邻接关系
DR（村长）的选举过程
• （1）登记选民
• 本村的18岁以上公民；本网段的OSPF路由器；
• （2）登记候选人
• 本村内的30岁以上公民；本网段的priority>0的OSPF路由器；
• （3）竞选演说
• 所有的候选人都认为自己应该当村长； • 所有的priority>0的OSPF路由器都认为自己是DR
3 OSPF 的工作过程：邻居发现阶段
小王
小一 小二 小三
你好啊
小王 (1)你好，我叫小王
你好啊
小一
小王
小一
(2)你好，小王，我叫小一
嘻嘻嘻，我 有3邻居
(3)邻居关系建立完成
3 OSPF 的工作过程：邻居发现阶段
D
E
Hello
B
A
C
afadjfjorqpoeru 39547439070713
Hello
2 OSPF 的关键概念
• 路由器ID即Router ID，它是唯一标识运行OSPF协议的一台路由器，经 常设置为掩码为32bits的IP主机地址。
• 产生方法： 手工指定：通过命令router-id ip-address 设置，一般指定逻辑的环回口 地址（环回口地址的稳定性） 自动产生：环回口地址——如果没有手工指定，则选择环回口IP地址； 如果有多个环回口，则比较IP地址大的作为Router ID； 物理接口IP地址——如果没有创建环回口，则选用物理接口IP 地址，如果有多个IP地址，则同样选择IP地址最大的作为Router ID。
Frame Checksum
IP协议号为89
1 OSPF 概述
快速收敛：快速扩散链路状态更新并同步计算路由表； 无路由环路：最短路径优先（SPF）算法； 完全无类别：支持可变长子网掩码（VLSM）和无类域间路由（CIDR）； 减少所需的网络带宽：采用触发更新机制； 支持接口的包认证：确保路由计算的安全性； 使用组播方式发送更新：减小了对非相关网络设备的干扰。
OSPF协议原理与配置详解
快速响应： 如果DR 由于某种故障而失效，这时必须重新选举DR，并与之同步。这需要较长的时间，在这段时间内，路由计算是不正确的。为了能够缩短这个过程，OSPF提出了BDR（Backup Designated Router）的概念。 BDR 实际上是对DR 的一个备份，在选举DR 的同时也选举出BDR，BDR 也和本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。当DR 失效后，BDR 会立即成为DR，由于不需要重新选举，并且邻接关系事先已建立，所以这个过程是非常短暂的。 当然这时还需要重新选举出一个新的BDR，虽然一样需要较长的时间，但并不会影响路由计算。
OSPF和RIP的比较（1）
向本自治系统中所有路由器发送信息。这里使用的方法是洪泛法（flooding），这样，最终整个区域中所有的路由器都得到了这个信息的一个副本。而RIP协议是仅仅向自己相邻的几个路由器发送信息。 发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，这是路由器所知道的部分信息。链路状态就是说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的“度量”。OSPF将这个“度量”用来表示费用、距离、时延、带宽等等。而RIP协议发送的信息是：“到所有网络的距离和下一跳路由器”。
OSPF和RIP的比较（2）
只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。而RIP不管网络拓扑有无发生变化，路由器之间都要定期交换路由器表的信息。
基本的OSPF协议
Router ID：一个32bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内惟一。一般是手工配置。 有些厂家路由器支持自动从当前所有接口的IP地址自动选举一个IP地址作为ROUTER ID. OSPF报文直接封装在IP报文中传输。IP头部中协议号为89。 。
OSPF协议概述
OSPF协议概述OSPF（开放最短路径优先）是一种用于路由选择的动态路由协议，它基于链路状态算法，并采用分层结构来实现网络的可扩展性。
OSPF协议由RFC 2328定义，是互联网工程任务组（IETF）的标准协议之一。
1. 引言OSPF协议是一种内部网关协议（IGP），用于在自治系统（AS）内部的路由器之间交换路由信息。
它通过计算最短路径来选择最优的路由，以实现高效的数据传输。
本协议概述将介绍OSPF协议的基本原理、特点和工作过程。
2. OSPF协议的特点- 开放性：OSPF协议是公开的，任何厂商都可以实现该协议。
- 分层结构：OSPF协议使用区域的概念，将网络划分为多个区域，以提高网络的可扩展性。
- 支持VLSM：OSPF协议支持可变长度子网掩码（VLSM），允许更灵活的地址分配。
- 支持多种网络类型：OSPF协议可以在多种网络类型上运行，包括点对点链路、广播网络、NBMA网络和虚拟链路网络等。
- 支持认证：OSPF协议支持对路由器之间的邻居关系进行身份验证，以确保网络的安全性。
3. OSPF协议的工作原理- 链路状态数据库：每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了整个区域内的链路状态信息。
- 链路状态更新：OSPF路由器通过发送链路状态更新（LSU）消息来通知邻居路由器自己的链路状态信息。
- 最短路径计算：OSPF路由器使用Dijkstra算法来计算从自己到其他路由器的最短路径，并更新自己的路由表。
- 路由表更新：OSPF路由器根据最短路径计算的结果更新自己的路由表，并将路由信息传播给其他路由器。
4. OSPF协议的消息类型- Hello消息：用于建立和维护邻居关系，包括邻居路由器的IP地址、接口类型和优先级等信息。
- LSU消息：用于传输链路状态信息，包括路由器的ID、邻居路由器的ID和链路状态类型等。
- LSR消息：用于请求邻居路由器的链路状态信息。
- LSAck消息：用于确认接收到的LSU消息。
超详细OSPF路由协议基础课件
05
CATALOGUE
OSPF协议的安全性和可靠性
OSPF协议的安全性保证措施
认证机制
OSPF协议支持明文和加密的认 证方式，通过在OSPF报文中包 含认证信息，确保只有合法的路 由器才能参与OSPF路由过程。
区域划分
OSPF协议可以将大型网络划分 为多个区域，每个区域运行一个 OSPF实例，降低了路由器的资
递给其他路由器。
在传递过程中，LSA报文会不 断更新，最终形成一张完整的
链路状态数据库。
OSPF协议的路由计算过程
路由器根据接收Байду номын сангаас的LSA报文， 构建出一张链路状态数据库，记 录了网络中所有路由器的链路状
态信息。
路由器根据链路状态数据库，使 用最短路径优先算法（SPF算法 ）计算出到达各个目的网络的最
First）是一种内部网关协议（IGP
），用于在同一个自治系统（AS
）内的路由器之间传递路由信息
。
02
OSPF协议基于最短路径优先（ SPF）算法，用于计算路由最短路 径，并建立路由表。
OSPF协议工作原理
OSPF路由器之间通过交换链路 状态信息来建立和维护路由表。
路由器之间通过周期性地发送 Hello报文来发现邻居路由器，
链路状态数据库同步
OSPF协议通过周期性的数据库同步， 确保所有参与OSPF的路由器拥有相同 的链路状态数据库，保证了路由的可 靠性。
OSPF协议的故障处理和恢复机制
01
02
03
故障检测
OSPF协议通过定期发送 Hello报文和数据库同步 报文来检测网络中的故障 。
故障隔离
当检测到故障时，OSPF 协议能够快速隔离故障区 域，防止故障扩散。
路由协议OSPF建立邻接关系中主从路由器的选举过程
OSPF建立邻接关系中主从路由器的选举过程。
截获的数据包
1. R2先发送一个LSDB报文，I位、M位、MS位全都置为1 ，宣告自己为主路由器
2. R1也接着发送一个LSDB报文，I位、M位、MS位也全都置为1 ，宣告自己为主路由器
3.R1收到后，判断自己不是主路由器，且已不是第一次发送LSDB了，
所以I位为0 ，M位为1，MS位0
4.R2收到R1发送的LSDB报文时，判断自己是主路由器，则发送一个LSDB给R1，
所以I位为0 ，M位为1，MS位1
5.当R1收到R2发送的LSDB时，将回复一个LSDB，不需要在发送LSDB了，
我已经知道你是主路由器了，所以发送I位为0 ，M位为0，MS位0
6.当R2收到R1发的LSDB后，紧接着回复一个LSDB，告诉R1，知道我是主路由器就好，也就再也没有必要再发LSDB了，所以发送I位为0 ，M位为0，MS位1
7.当R1收到R2发的LSDB时，好了，我也不在发送LSDB了，
所发送I位为0 ，M位为0，MS位0。
OSPF路由协议概念及工作原理
OSPF路由协议概念及⼯作原理——随着Internet技术在全球范围的飞速发展，OSPF已成为⽬前Internet⼴域⽹和Intranet企业⽹采⽤最多、应⽤最⼴泛的路由协议之⼀。
OSPF（Open Shortest Path First）路由协议是由IETF（Internet Engineering Task Force）IGP⼯作⼩组提出的，是⼀种基于SPF算法的路由协议，⽬前使⽤的OSPF协议是其第⼆版，定义于RFC1247和RFC1583。
1.概述——OSPF路由协议是⼀种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，⼀般⽤于同⼀个路由域内。
在这⾥，路由域是指⼀个⾃治系统（Autonomous System），即AS，它是指⼀组通过统⼀的路由政策或路由协议互相交换路由信息的⽹络。
在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护⼀个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。
——作为⼀种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态⼴播数据包LSA（Link State Advertisement）传送给在某⼀区域内的所有路由器，这⼀点与距离⽮量路由协议不同。
运⾏距离⽮量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
2.数据包格式——在OSPF路由协议的数据包中，其数据包头长为24个字节，包含如下8个字段：* Version number-定义所采⽤的OSPF路由协议的版本。
* Type-定义OSPF数据包类型。
OSPF数据包共有五种：* Hello-⽤于建⽴和维护相邻的两个OSPF路由器的关系，该数据包是周期性地发送的。
* Database Description-⽤于描述整个数据库，该数据包仅在OSPF初始化时发送。
* Link state request-⽤于向相邻的OSPF路由器请求部分或全部的数据，这种数据包是在当路由器发现其数据已经过期时才发送的。
OSPF协议基本工作原理
目录
一、OSPF协议概述 二、OSPF工作机制
一、OSPF邻居发现机制
Hello报文：用于发现和维持OSPF邻居关系
P2P：Hello发送周期10s，dead时间 40s MA： Hello发送周期30s，dead时间 120s
Hello
Hello
黄色部分必须一致才能建立邻居关系
Router ID Hello/dead intervals Neighbors Area-ID Router priority DR IP address BDR IP address Authentication password Stub area flag
IGP协议
链路状态 协议
IP协议号 89
支持 VLSM
/CIDR
OSPFv2 OSPFv3
Dijkstra算 法
二、OSPF三张表
– 邻居表(Neighbor Table)： 邻接数据库
– 拓扑表(Topology Table)： LSDB(链路状态数据库)
– 路由表(Routing Table)： 亦称为转发数据库
四、SPF算法
RTA
1
2
RTC
RTD
5 3
(一)网络的拓扑结构
A
1
2
RTB
B
LSDB
RTA的LSA
RTB的LSA
RTC的LSA
RTD的LSA
(二)每台路由器的LSDB
1
A
B
A
2
2
C
C
(四) 以自己为根节点
计算最小生成树
3
3
D
D
A
1B
2
5
OSPF的DR和BDR选举过程
interface FastEthernet0/0
ip address 10.0.0.3 255.255.255.0
duplex auto
speed auto
!
interface FastEthernet0/1
no ip address
duplex auto
speed auto
shutdown
!
router ospf 1
network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0
!
ip classless
R2的配置：
r2#show run
r2#show running-config
hostname r2
interface Loopback0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
!
interface FastEthernet0/0
log-adjacency-changes
passive-interface Loopback0
network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0
network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0
!
R4的配置：
r4#show run
r4#show running-config
现在看出上面是什么原因造成的了吧！
贵州沃尔康国际认证中心版注
网址
当一个OSPF路由器启动并开始搜索邻居时，它先搜寻活动的DR和BDR。如果DR和BDR存在，路由器就接受它们。如果没有BDR，就进行一次选举将拥有最高优先级的路由器选举为BDR。如果多于一台路由器拥有相同的优先级，那么拥有最高路由器ID的路由器将胜出。如果没有活动的DR，BDR将被提升为DR然后再进行一次BDR的选举
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【原创】OSPF 过程详解
[attachment=1615]
1. 在Down状态下路由器发出第一个hello包。
当R2收到一个Hello包，并且在这个hello 包中看不到自已的ID，则将自已和邻居的关系转到Init状态。
Init是一个one way 状态，当R1和R2都认识对方后就会进入Two Way状态。
2. 在Two Way时，将选举DB/BDR（MA网络）。
进入Two way状态后（即从Exstart开始），表示这两个路由器已经建立了邻居关系了。
但最终能不能邻接关系要看最后是不是FULL。
3. Exstart：Exstart是firstDBD, 确认主从关系。
4. Exchange：Exchange是通过DBD交换LSA的头部信息。
DBD分为firstDBD和DBD。
firstDBD不携带Lsa头部信息。
通过firstDBD确认主从关系。
主的作用只是为了控制序列号的同步。
RID高的将成为主。
DBD只携带LAS的头部信息，没有携带LAS的具体信息。
承载完整LAS是LASUpdate包。
DBD报文信息：
I（1为firstDBD）为1；MS(为主从位，1为主，0为从)；M（1为没有结束，0为已经结束）FirstDBB三个位都为1。
5.Loading：等待M位为0时，才进入loading。
LSRrequest：是不携带LAS头部的，只通过（公告ID，LSA L类型，linkID）来请求具体的条目。
LSRUpdate：含有真正LSA完整信息的，用来回应LSRrequest。
6.FULL：完成了邻接关系的完整建立。
LSRAck：用来确认的。
并且携带LSA头部信息。
确认DBD，Request，Update
[原创] ospf建不了邻居情况总结
影响OSPF邻居或者邻接关系的因素有：
1、ROUTER ID不能相同；
2、HELLO时间必须一致；
3、DEAD时间必须一致；
4、区域ID必须相同；
5、认证必须相同；
6、STUB标志位必须相同；
7、MTU不匹配无法形成邻接关系（一边是EXSTART,一边是EXCHANGE）；
8、OSPF版本号不同（目前版本为2）；
9、当OSPF网络类型是MA时，要求掩码一定一致（两个邻居）。
因为会出现DR和LSA-2，
无法描述网段。
10、非广播没指定邻居
11、frame-relay 没有broadcast
12、passive接口
13、access-list过滤
14、错误的通过
15、route-id一样不行
16、sec地址
【原创】ospf不同网络类型之间建立邻居的情况总结
当两端的网络类型不一致时.通过修改HELLO及DEAD值,能否建立邻接关系
在任意情况下
P-P 与P-M可以建立邻接关系.路由正常(都不选DR、BDR）NBMA与BROADCAST可以建立邻接关系.路由正常（都选DR、BDR）
两台路由器之间运行OSPF
P-P AND BROAD 能建立. 路由不通
P-P AND NBMA 能建立, 路由不通
P-M AND NBMA 能建立.路由不通.
P-M AND BROADCAST 能建立,但路由不通.
HUB-SPOKE模式
P-P AND BROAD 能建立. FLAPPING
P-P AND NBMA 能建立, FLAPPING
P-M AND NBMA 能建立.路由不通.
P-M AND BROADCAST 能建立,路由不通.
P-P AND P-M 能建立.路由通
NBMA AND BROADCAST 能建立.路由通。