OSPF概述及单区域OSPF原理
ospf全部知识点总结
ospf全部知识点总结一、OSPF的基本概念1.1 OSPF的发展历程OSPF是由IETF（Internet Engineering Task Force）定义的开放标准，最初在RFC 1131中提出，随后在RFC 1247和RFC 1245中进行了修订，成为了OSPFv2的标准。
OSPFv3则是OSPF在IPv6环境下的扩展，定义在RFC 5340中。
OSPF发展至今已经成为互联网上使用最广泛的动态路由协议之一。
1.2 OSPF的基本特点OSPF是一种链路状态路由协议，和距离矢量路由协议相比，它具有更快的收敛速度、更灵活的路由选择和更好的可扩展性。
OSPF使用SPF算法计算最短路径，能够支持VLSM 和CIDR的IP地址分配，并且提供了可靠的路由数据交换。
1.3 OSPF的组成部分OSPF由路由器、链路、网络和邻居关系组成。
路由器负责OSPF协议的计算和路由表的更新，链路是指连接路由器之间的物理或逻辑链路，网络是指可以发送OSPF Hello消息的链路，邻居关系是指路由器之间建立的可靠的邻居关系，用于交换路由信息。
1.4 OSPF的工作原理OSPF使用Hello消息来发现邻居，并且建立邻居关系。
建立邻居关系后，路由器之间会交换LSA（Link State Advertisement）来收集网络拓扑信息。
然后使用SPF算法计算最短路径，并且更新路由表。
最后，OSPF使用LSA更新来维护网络状态，并且保证网络的稳定性。
二、OSPF的工作原理2.1 OSPF消息格式OSPF消息有Hello消息、LSA消息和LSU（Link State Update）消息。
Hello消息用于邻居发现和建立邻居关系，LSA消息用于交换路由信息，LSU消息用于路由表的更新。
2.2 OSPF的邻居关系OSPF使用Hello消息来发现邻居，并且建立邻居关系。
当路由器接收到相邻路由器的Hello消息，并且满足了协议规定的条件，邻居关系就会建立成功。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于在IP网络中实现动态路由。
本文将对OSPF协议进行解析和详解，包括其基本概念、工作原理、路由计算算法、协议报文格式以及配置和故障排除等方面的内容。
一、基本概念1.1 OSPF协议OSPF是一种链路状态路由协议，通过交换链路状态信息来计算最短路径，并维护路由表。
它基于Dijkstra算法，具有快速收敛、可扩展性强等特点。
1.2 OSPF区域OSPF将网络划分为不同的区域，每个区域由一个区域边界路由器（Area Border Router，ABR）连接。
区域之间通过区域边界路由器进行路由信息的交换。
1.3 OSPF邻居关系OSPF通过建立邻居关系来交换路由信息。
邻居关系的建立是通过Hello报文来实现的，Hello报文中包含了路由器的标识、优先级、网络类型等信息。
二、工作原理2.1 OSPF路由计算OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
每个路由器维护一个链路状态数据库（Link State Database，LSDB），其中保存了所有邻居路由器发送的链路状态信息。
根据LSDB中的信息，路由器计算出最短路径树，并更新路由表。
2.2 OSPF的路由选择OSPF使用最短路径优先（Shortest Path First，SPF）算法来选择最优路径。
SPF算法考虑了路径的成本（Cost），成本越低的路径被认为是最优路径。
2.3 OSPF的路由更新OSPF使用链路状态通告（Link State Advertisement，LSA）来更新路由信息。
当网络拓扑发生变化时，路由器会生成LSA，并向邻居路由器发送更新信息。
邻居路由器收到LSA后，更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。
三、协议报文格式3.1 Hello报文Hello报文用于建立邻居关系。
它包含了路由器的标识、优先级、Hello间隔等信息。
OSPF基本概念及单区域配置
RB 接收到对方的 HELLO报文，转 报文， 报文 换为初始状态 在对方发来的 HELLO报文中看到 报文中看到 确定数据库描述报 自己的Router ID， 自己的 ， 文的序列号，转换 文的序列号， 转换为双向状态 为信息交换初始状 态
路信息
ExChange
DBD LSR LSU LSR LSU
RA
Down Init 2-way ExStart ExChange Loading
发送Hello消息 发送 消息 就像双方互相 打个招呼
Hello(neighbor=“ ”) “ Hello(neighbor=“ ”) “ 类似于 DBD类似于 Hello(neighbor=“RB”) “ ” 一个目录 Hello(neighbor=“RA” Hello(neighbor=“RA”) DBD（Seq） （ ） 互相发送对 DBD（Seq） （ ） 方未知的链 DBD 路信息 Down Init 2-way ExStart
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链路状态路由协议中的数据库类型
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 A 1.5 1 B 1 C 1 D 建立邻接关系 链路状态数据库
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为例， 的 以A为例，A的链路 为例 A以自己为中心， 以自己为中心， 以自己为中心 状态数据库中保存 状态数据库中保存 生成一个最短路径 根据最短路径树， 根据最短路径树， 计算到达每个路由 树 着路由表网络的所 生成路由表 生成 OSPF网络的所 器最近的链路 有链路信息 E 1
指定路由器 （DR） ）
一个网段上 的其他路由 器都和指定 路 由 器 （ DR） 构 ） 成邻接关系， 成邻接关系， 而不是它们 互相之间构 成邻接关系
任务8：配置单区域的OSPF协议
任务8 配置单区域的OSPF协议一、【技术原理】1、OSPF（Open Shortest Path First开放式最短路径优先）是一种基于链路状态的内部网关路由协议（Interior Gateway Protocol，简称IGP）。
能对网络的变化作出快速的响应。
它是在网络变化时以触发的方式进行更新的，同时也定期（30分钟）更新整个链路状态。
2、当OSPF检测到网络发生变化时，产生链路状态通告（Link State Advertisement，LSA），LSA用组播的方式扩散到所有的邻近路由器，邻近路由器收到LSA后，用它来更新自己的链路状态数据库（Link State Database，LSDB），同时还把LSA扩散到别地路由器。
这样LSA被所有的路由器所接受，并且用来更新链路状态数据库。
3、利用链路状态数据库，路由器运行Diskjtra的最短路径（Shortest Path First，SPF）算法，在该区域中形成到所有目的的最短路径树，从这个最短路径树中形成了IP路由表。
在网络中发生的任何改变将会被链路状态分组扩散出去，同时使路由器利用这些新信息，重新计算最短路径树。
二、【任务描述】现在有两个公司，一个公司在北京，另一个公司在广州。
两个公司分别有一个局域网，分别通过一台路由器接入广域网（因特网），且两个公司的网络之间可能存在多条可达的路由。
现要在路由器上配置OSPF多区域路由协议，实现两个公司网络的互连。
三、【任务实现】1、规划拓扑结构2、参数配置过程OSPF配置的两个语句：□启动OSPF路由器协议进程。
语法：Router(config)#router ospf Process-ID说明：Process-ID为进程号，取值范围：1-65535□声明运行OSPF协议的路由器接口IP地址或子网地址。
语法：Router(config-router)#network A.B.C.D A.B.C.D area area-id说明：A.B.C.D为直连网段。
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基本概念及单区域配置
OSPF网络段用于确定哪些接口将加入OSPF区域，并参与 OSPF路由的发现和传播。
配置OSPF网络段的方法
可以通过命令行界面（CLI）手动配置OSPF网络段，也可以使 用默认值。在配置时需要指定接口的IP地址和子网掩码，以便
正确地将接口加入OSPF区域。
04 OSPF单区域配置步骤
唯一的进程ID，通常以十进制数表示。
02
OSPF进程ID的作用
OSPF进程ID用于在本地路由器上区分不同的OSPF实例，以便进行路由
协议的启动、运行和调试。
03
配置OSPF进程ID的方法
可以通过命令行界面（CLI）手动配置OSPF进程ID，也可以使用默认值。
OSPF网络段
OSPF网络段
用于指定哪些接口将运行OSPF协议。通常以IP地址和子网 掩码的形式指定网络段。
总结词
进入全局配置模式是配置OSPF的关键步骤之一，用于对整个路由器进行配置。
详细描述
在特权模式下，通过输入`configure terminal`命令可以进入全局配置模式。在 这个模式下，可以对整个路由器进行配置，包括网络接口、路由协议等。
配置OSPF路由器ID
总结词
配置OSPF路由器ID是确定路由器在OSPF区域中的唯一标识，用于与其他路由器进行通信。
详细描述
在OSPF区域配置模式下，通过输入`network <network-address> <wildcardmask>`命令来配置区域内网络段。这里的`<network-address>`和`<wildcard-
mask>`用于匹配要加入该区域的网络段和子网掩码。
配置区域接口
动态路由-----OSPF协议原理与单区域实验配置
动态路由-----OSPF协议原理与单区域实验配置⼀.OSPF协议的介绍1.OSPF的概述OSPF(Open Shortest Path First)是⼀个内部⽹关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)。
与RIP相对，OSPF是链路状态路协议，⽽RIP是距离向量路由协议。
链路是路由器接⼝的另⼀种说法，因此OSPF也称为接⼝状态路由协议。
OSPF通过路由器之间通告⽹络接⼝的状态来建⽴链路状态数据库，⽣成最短路径树，每个OSPF路由器使⽤这些最短路径构造路由表。
⽹络，OSPFv3⽤在⽹络。
可⽤于⼤型⽹络。
OSPF路由器收集其所在⽹络区域上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（Link-State），⽣成链路状态数据库(Link-State Database)。
路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个⽹络的拓扑状况。
OSPF路由器利⽤“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独⽴地计算出到达任意⽬的地的路由。
在OSPF协议下的路由器⼯作流程：2.OSPF的区域简介外部AS:⼀般来讲是运⾏另⼀个路由选择协议的区域,⽐如RIP,EIGRP等。
⾻⼲区域:Area 0,所有区域都必须(⼀般情况下)通过⾻⼲区域进⾏区域间的路由。
标准区域:同上,即最普通的区域。
末梢区域:Stub Area,不接收外部AS（AS代表同⼀路由协议下的路由区域）的路由信息。
完全末梢区域:Totally Stub Area,不接收外部AS的路由信息,同时也不接收本AS中其他Area的。
⾮纯末梢区域:NSSA(Not-So-Stub-Area),允许接收外部AS中以类型7的LSA发送的路由信息,并且ABR将类型7的LSA转换成类型5的LSA 在本AS内进⾏发送...3.OSPF的五种路由器DR:指定路由器，⼀个区域中的主路由器，当其他路由发数据给它时，指定路由器负责通知所有路由器。
OSPF基本概念及单区域配置ppt课件
192.168.10.1/24
S0/1
f0/0
B
S0/1 A f0/0
C
192.168.20.2/24
192.168.10.2/24
Loopback 0：20.1.1.1
.
29
OSPF单区域配置实例10-2
RA#config terminal RA(config)#interface loopback 0 RA(config-if)#ip address 20.1.1.1 255.0.0.0 RA(config-if)#exit
Router(config-if)#ip ospf hello-interval 5
Router(config-if)#ip ospf dead-interval 20
.
27
OSPF单区域的配置命令4-4
•查看邻居列表
Router#show ip ospf neighbor
•查看链路状态数据库
Router#show ip ospf database
• 当路由器上启动OSPF进程时，每台路由器都会间隔一定 的时间发送Hello包
• Hello包通过组播地址224.0.0.5发送（建立邻居） • OSPF路由器使用Hello包发起建立邻接关系并监视这种
关系的存在和消失 • 在广播网或者点对点网上，Hello的发送间隔是10秒；在
NBMA网络上，Hello的发送间隔是30秒
20
30
10
RA 70 RC
60
30
.
6
OSPF协议概述－链路状态路由协议2-2
• 链路状态路由协议中，直连的路由器之间建立邻接关系， 互相“交流”链路信息，来“画”出完整的网络结构
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OSPF概述及单区域OSPF原理
摘要：OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）协议是TCP/IP协议集中一个开放的、高性能的内部网关路由协议。
它是基于Dijkstra算法的链路状态型路由协议。
这种算法也称为最短路径优先（SPF）算法。
关键词：OSPF；网络；路由协议
一、OSPF概述
（一）OSPF特性
OSPF协议是在大型、可扩展的网络上运行的路由协议，
其特点如下：
1.OSPF是自治系统内部使用的协议即内部网关协议，是
基于链路状态算法的路由协议；
2.使用VLSM可以有效地使用IP地址空间；
3.OSPF使用组播地址发送链路状态更新；
4.仅在路由发生变化时发送更新信息，而不是定期发送；
5.路由收敛快——因为路由变化的信息被立即扩散而不是定期扩散，收到该信息的路由器同步地计算拓扑库；
6.OSPF可以进行区域的划分，避免把链路状态更新信息
向整个网络扩散，划分区域也有利于路由总结和过滤不必要
的子网信息；
7.OSPF支持明文及MD5两种认证方式；
8.OSPF采用路径成本（Cost）值作为路径选择的依据。
（二）OSPF术语
为了能够清楚地了解OSPF协议的运行过程，掌握OSPF协议的使用方法，先介绍有关OSPF协议的术语。
1.接口或链路：是指路由器与所接人的网络之间的一个连接。
可以是物理或逻辑接
2.链路状态：用以描述路由器接口及其与邻居路由器的关系，这些描述包括诸如接口的P地址和掩码、接口连接的网
络类型以及接口连接的网络上的其他路由器等。
所有链路状
态信息构成链路状态数据库。
3.成本（Cost）：也称为链路开销，用来描述从接口发送数据包所需要花费的代价，该值与接口的带宽成反比，带宽
越大开销值越小。
4.邻居：在同一个网络上有接口的路由器。
5.Hello包：OSPF协议用来建立和维持邻居关系的数据包。
6.邻接：能够相互交换链路状态信息的路由器构成邻接关系。
7.邻接关系数据库：建立起双向通信的所有邻接的邻居的列表。
具有邻接关系的路由器有着相同的邻接关系数据库。
8.链路状态通告（Link State Advertisement）：描述路由器或网络自身状态的数据单元。
对路由器来说，包含它的接口和邻接状态。
每一项连接状态宣告都被泛洪到整个路由域中。
所有路由器和网络链路状态通告的集合形成了协议的链路状态数据库。
链路状态通告被缩写为LSA。
9.拓扑结构数据库/链路状态数据库：代表网络的拓扑结构，其中包含网络中所有其他路由器的链路状态条目。
拓扑结构数据库是由各路由器生成的LSA组成。
10.区域（Area）：一组路由器和网络的集合，使用相同的区域标志符。
11.自治系统：采用同一种路由协议交换路由信息的路由器及其互连的网络构成一个自治系统。
12.路由器标识（Router ID）：一个32位的数字，用以识别每台运行OSPF协议的路由器（相当于前面提到的路由器的名字）。
二、单区域OSPF原理
（一）发现邻居
向所有可用网络发送Hello分组，如图1所示。
OSPF依靠这种Hello协议来发现邻居。
如果有邻居收到Hello分组后就会应答，发出Hello分组的路由器就会根据每个应答邻居的名字，确定出自己周围的所有邻居。
每个接收到Hello 分组的路由器，都回应了RTA，其中名字是每台路由器的唯一标记，不能重复。
图1 路由器交换Hello报文
（二）建立邻接关系
邻居关系建立以后，会在特定的邻居之间建立邻接关系，只有具有邻接关系的路由器之间才会进行信息的交换。
在广播型网络环境中，它们彼此互为邻居，如果都建立邻接关系则邻接关系过于复杂。
所以，在广播型网络中必须选举出一个指定路由器（Designated Router，DR）和一个备份指定路
由器（Backup Designated Router，BDR）来代表这个网络。
当DR运行时，BDR不执行DR的功能；当DR失效时，BDR才
承担起DR的责任。
在整个网络上选举DR和BDR有如下好处。
一是减少路由更新数据流：选举DR和BDR减少了邻接关
系的复杂性。
每台路由器都只与DR和BDR建立邻接关系，交换链路状态信息，这种扩散过程大大减少了网络上的数据流量。
如图2所示。
图2 与DR和BDR建立邻接关系
二是管理链路状态同步：DR和BDR可以保证网络上的其
他路由器都有关于网络的相同的链路状态信息。
DR和BDR是在交换Hello数据包的过程中选举出来的，
其他路由器都与DR和BDR建立邻接关系。
在选举DR和BDR时，路由器在Hello数据包中相互查看
优先级，并根据下面的条件定DR和BDR：
1.有最高优先级值的路由器被选为DR。
2.次高优先级值的路由器被选为BDR。
3.在优先级值相等的情况下，比较路由器D;有最高D的
路由器成为DR，有次高ID的路由器成为BDR。
4.优先级为0的路由器不能作为DR和BDR。
不是DR或BDR的路由器被称为DR other（非DR）。
5.如果有一台优先级值更高的路由器被添加到网络中，原来的DR和BDR仍然保持不变。
DR或BDR身份的更换只有在
原来的DR或BDR失效后才再次选举。
如果DR失效，BDR将
成为DR，再选举一个新的BDR。
（三）数据库同步
在确定了邻接关系之后，具有邻接关系的路由器之间将进行链路状态数据库（LSDB）的同步，主要包括以下三个过程。
1.创建链路状态通告（LSA）
在创建链路状态通告的过程中，其中一个重要的步骤是计算出每个接口的度量值。
在OSPF中使用代价（cost）作为度量值。
H3C的代价计算公式是108/带宽。
2.发送链路状态通告
在创建链路状态通告后，路由器就会泛洪链路状态通告，这样所有路由器都将收到其他路由器的链路状态通告。
3.接收链路状态通告，更新链路状态数据库
在收到其他路由器的链路状态通告后，路由器就会根据相应的规则，更新自身的链路状态数据库，最终的结果是区域
内所有路由器的链路状态数据库都是一致的。
区域内所有路
由器都将具有同样的一个记录着路由器链路状态的数据库，
而每个路由器的链路状态通告又是由多条链路状态实例组成。
（四）计算路由表
计算路由表中的最重要的一项功能就是计算一个区域的最短路径优先（SPF）树。
每个路由器都会根据其链路状态数据库的数据，以自己为树根构建一棵最短路径树。
在路由器
RTC生成的SPF树中，到N4网络有两条路径，其原因是通过RTA或RTB到达N4网络的距离是一样的，因此RTC会生成两
条等值路由，对去往N4网络的数据进行负载均衡。
每台路由器根据自己的SPF树即可计算出各自的路由表。
由于每个路由器生成一棵SPF树，因此链路状态协议很好地避免了路由环路的产生。