带你初步认识OSPF

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OSPF简介:

  1. 业内典型的链路状态路由协议,使用非常广泛的IGP协议之一
  2. 运行OSPF的路由器交换的是链路状态信息(LS),而不是直接交换路由。LS是正常进行拓扑和路由计算的关键信息
  3. ospf路由器通过lsdb数据库清楚网络拓扑结构,有利于计算无环路径,LSDB里的SPF用于计算最短开销路径
  4. ospf支持更大规模的网络
  5. OSPF传递链路状态信息之前,需要建立邻居关系,邻居关系的建立需要hello报文。

OSPF优点

  1. 无环路--利用了SPF算法(路由器会优先走开销值小的路线)
  2. 收敛快
  3. 扩展性好
  4. 支持认证--区域认证和接口认证

那我可以思考一下为什么需要OSPF,静态不可以吗?首先静态的缺点在于:1.手工配置,只能面对小规模网络,需要一个一个去配置,当遇上大规模的网络,那么工作量将会提高,所以,可以利用OSPF的特点,对网络进行优化。

工作原理:

运行了ospf的路由器会周期性的泛洪自己的路由表,泛红给相邻的直连路由器,并且路由器无法感知网络拓扑,只知道去往的方向和距离。通过交换路由表,保存在自身的LSDB数据库中

LSA泛洪:

运行链路状态的路由器会与建立邻居关系的路由器交互LSA全称链路状态通告,主要由LSA头部信息(LSA摘要)和链路状态组成。部分LSA只有LSA头部信息,无链路状态信息,LSA每隔30min泛洪一次。

在ospf中主要是通过泛洪LSA、同步LSDB来学习路由,达到全网互通的](链路状态通告)

LSDB:

路由器会把收到的LSA放入自己的LSDB(链路状态数据库中),路由器通过LSDB理解全网拓扑

SPF:

此协议用于计算路径开销,路由器会优先走开销值小的路线,使用SPF算法,路由器会自算出以自己跟根路由,无环路的,最短路径的优选路径

OSPF基本术语

区域

ospf用区域标识

不同区域不会有路由信息

Router-ID

路由器的唯一标识

可以手动或者自动配置

开销

cost值就是目的网段到本路由沿途所有入接口的cost值累加

OSPF协议中的报文类型

hell报文

用去维护邻居关系,周期性发送,确认死活用的

DD报文(database description)

用于两台设备进行LSDB数据库同步

LSR报文(Link state request )

用于向对方请求所需的LSA。设备只有在ospf报文交换成功后才会发送LSR报文给对方

LSU报文(Link state update)

用于向对方发送需要的LSA

LS ACK(Link state ACK)

用于对收到的LSA进行确认

OSPF邻居关系的建立

建立概要 1. 建立双向的邻居关系 2. 协商主从 3. 相互描述各自的lsdb 4. 更新lsa ,同步双方的lsdb

详细建立过程

描述:

双向邻居关系的建立

  当路由器A发送hello报文给路由B,此时路由器的状态为init状态(单向发现),路由器 B收到A的hello报文会把A加入自己的邻居表里,并且发送带有自身router id 的hello报文给路由AA发现这个hello报文带有自己的route id ,状态从init变为2-way(双向发现)

建立完邻居关系后,进行主从关系的协商

  路由器A和路由器B先后发送dd报文,双方的状态都是ex-start状态,当对比出route id 大的路由器后,状态切换为exchange。在此状态,双方会交换dd报文用于描述自己的lsa的摘要信息

同步lsdb

  路由器A发送LSR 报文给路由器B,请求B的LSA信息,B收到后返回LSU报文给路由器A,路由器A收到LSU后发送LS ACK确认报文给路由器B

OSPF表项

邻居表

  传递链路状态信息钱,需要建立邻居关系

  邻居关系通过hello报文建立

  查看邻居表命令:display ospf peer

路由表

  查看邻居表命令:display ospf routing

  包含的信息:

    cost    开销/度量值

    destination   目的ip

    area    区域号

    nexthop    下一跳

    advrouter    谁宣告该路由

    type  类型,有根路由(stub)

LSDB表

  查看LSDB表命令:display ospf lsdb

  包含的信息:

    type    类型

    linkstate id    邻居的route id

    advrouter    邻居的IP地址

    age    年龄

    len    唯一

    sequence    序号

    metric    度量值,开销

OSPF网络类型

P2P    点到点   一段链路上只能连接两台网络设备

BMA   广播式多路访问    允许多台设备接入的,支持广播的环境 

NBMA    非广播式多路访问    允许多台网络设备接入且不支持广播      典型的例子是帧中继网络

P2MP 点到多点    相当于将多台p2p链路的一端进行捆绑的网络