Day13-OSPF(1)

OSPF是什么？

OSPF 是开放式最短路径优先协议，位于 OSI 参考模的网络层，数据封装在 IP 报头后，协议号是 89。是一种链路状态形的动态路由协议。

OSPF 使用 224.0.0.5 组播地址传递报文，代表所有运行 OSPF 协议的设备。

场景：

适用于中、大型网络规模，常见的场景有政企网、数据中心内部网络。

优点:
基于 SPF也称Dijkstra 算法，以“累计链路开销”做为选路参考值，可以快速的找出通往目标地址的最短路径

OSPF 的工作过程

1.建立邻居表

和运行 OSPF 协议的对端设备建立邻居关系—通过 hello 报文建立

2.同步数据库

邻接关系建立完成后，进行LSDB数据库的同步——通过 dd、lsr、lsu、lsack 报文进行同步）

3.计算路由表

LSDB数据库同步完成后，根据SPF 算法计算出去往对方网段的最优路径

OSPF 的五大报文

HELLO 报文：用来建立发现维护邻居关系。

两台路由器想要建立邻居关系，hello 的时间必须得相同。当邻居关系建立后，邻居之间会以10S 一次的频率，互相发送 hello 报文。当在 4 倍的发送周期后依然没有收到 hello 报文，则认为邻居down。

DD 报文

用于描述自己数据库的摘要信息（目录）

LSR 报文

向对方请求自己没有的数据库信息

LSU 报文

收到对方的请求信息后，更新给对方

LSACK 报文

收到对方的更新信息后，进行确认

<huawei>reset ospf process.  //重启 ospf 进程

OSPF的七大状态机

建立邻居表

down: down 状态（对方没有开启 ospf）

init： 单向通讯状态（hello 报文发出去了，但是没收到对方的）

2-way: 双向通讯状态（双方都收到了对方发送hello 报文）

同步数据库

exstart：交换初始状态（确定主从关系）

exchange: 开始交换状态（通过 DD 报文，传递数据库信息）

loading： 加载、更新状态

full: 完全邻接状态（完美状态，数据库已经完全同步）

邻接关系建立失败可能的原因（以广播网络为例）

两台设备的 router-id 相同了
两台设备互连接口的 area 区域不同
两台设备互连接口不在相同网段
hello 时间不一致
dead 时间不一致
两台路由器的 dr 优先级都成为了 0
ospf 认证类型不同
ospf 的认证密码不同

计算路由表

以自己为中心，通过 SPF算法到达目标网段的最优路由。

OSPF 区域

OSPF 采用分层设计，提出了区域概念

骨干区域:使用编号0表示

非骨干区域:使用非 0编号，如1、2、3、4....表示

规则：相同区域可以直接互相学习到对方的 OSPF 路由，若划分了不同区域，则骨干区域和非骨干区域必须直接相连，才可实现信息互传（骨干区域起到了信息传递的作用）

OSPF 进程号

1）作用：在同一个设备上，区分不同的ospf路由协议

2）通过不同的进程号的ospf 协议所学习到的路由信息是不会自动相互传递的，从而实现各个ospf 协议之间的隔离

3）ospf 进程号只在本地路由器起作用，不同的路由器的进程号，可以相同，也可以不同

4）进程号范围 <1-65535>，配置ospf的时候，如果没有手动指定进程号，默认值是1

进程号只在本地有效，对端不关心你启用的是 OSPF 什么进程,两端的 ospf 进程号不一致不会影响建立邻接关系。

OSPF router-id

每一台运行 ospf 协议的设备，都有一个自己的router-id，格式为 X.X.X.X，用于在 OSPF 网络中唯一标识一台路由器。~~一般是哪个接口先配置 IP 地址，哪个接口的的 IP 被选举为 router-id~~。（若不重启 OSPF 进程）

router-id 的选举方式:

如果配置ospf 协议的时候，没有手动指定router-id ,会进行自动选举，选举遵循以下原则：

1.首先选举本设备上的loopback接口的IP地址，

2.如果本设备上有多个loopback接口怎么办，选择IP地址最大的那个

3.如果没有配置loopback 接口怎么办，选举物理接口IP地址

4.如果有多个物理接口的IP地址怎么办，选举IP地址最大的那个

手动配置 router-id
ospf 1 router-id 1.1.1.1   //手动配置进程 1 的 ospf router-id 为 1.1.1.1

OSPF 单区域实验

需求：通过 OSPF 协议，将所有网段加入到区域 0，实现全网互通

R1：
ospf  //创建 OSPF 进程，默认进程号是 1
area 0 //创建骨干区域 0
netwrok 192.168.1.0 0.0.0.255. //将 1.0 网段宣告进 ospf 的区域 0 里

R2：
ospf  //创建 OSPF 进程，默认进程号是 1
area 0. //创建骨干区域 0
netwrok 192.168.1.0 0.0.0.255. //将 1.0 网段宣告进 ospf 的区域 0 里
netwrok 192.168.2.0 0.0.0.255. //将 1.0 网段宣告进 ospf 的区域 0 里

R3：
ospf  //创建 OSPF 进程，默认进程号是 1
area 0 //创建骨干区域 0
netwrok 192.168.2.0 0.0.0.255. //将 1.0 网段宣告进 ospf 的区域 0 里