OSPF总结

• OSPF
• • 基础概念
  • OSPF数据包
  • • Hello包
    • DBD包
    • LSR
    • LSU
    • LSack
  • OSPF状态机
  • • down
    • init
    • Attempt
    • Two-way
    • Exstart
    • Exchange
    • Loading
    • Full
  • 三表
  • • 邻居表
    • LSDB表
    • 路由表
  • 邻居建立条件
  • OSPF中的LSA
  • OSPF LSA的限制

开放式最短路径优先协议

1. 适用范围：IGP
2. 协议算法特点：链路状态型路由协议，SPF算法
3. 协议是否传递网络掩码：传递网络掩码
4. 协议封装：基于IP协议封装（跨层封装，三层），协议号89

（唯一一个不需要确认的包）

• 周期性发送
  • 之所以周期发送是由于触发更新，只是为了保活，维持我们之间的通信，占用资源不大
  • 周期时间位10s或者30s；不同的网络类型发送周期不同（只与网络类型有关），链路带宽高时10s一个，链路带宽低时30s一个
  • 死亡时间：10s更新则为40s；30s更新为120s
  • poll时间：时间间隔
  • 重传间隔：5s；发送一个需要确认的包时，等待确认的时间为5s，5s位收到确认则再重新发送一遍
  • 传输延时：1s
• 目的
  • 建立并维持OSPF 邻居关系
  • 邻居关系建立之后重当保活包功能
• 数据包内容（OSPF的HELLO报头）
  • 网络掩码
  • Hello时间：10s或者30s
  • options：特殊区域位
  • 路由器的优先级：默认值为1（选择DR时需要比较，优先级可改，范围0~255,越大越优，0为放弃选举）
  • 死亡时间：40s或者120s
  • DR
  • BDR
  • 对方的router-id：第一个Hello包中不带

（靠DBD确认）

• 功能

  • 主从选举：
    • 为什么选举主从：由主来控制LSA后期传问题
  • 数据库的描述包：给自己的LSA数据写一个目录

• 数据包内容（DBD主从选举）

  • MTU：最大传输单元（华为默认不发为0）
    • 可以选择激活MTU，进入接口，输入ospf mtu-enable
    • 修改接口MTU值：（同时修改3层和2层的MTU值），在接口状态下输入mtu 1500
  • Options：特殊区域为
  • DB Description
    • R
    • I：1为第一个包；0不是第一个
    • M：0为最后一个包
    • MS：主从位；1为主，0为从
    • 序列号：从需要放弃自己的序列号，用主的序列号

  主从选举完成后，发送携带LSA头部信息的DBD包

（LSU确认）

• 链路状态请求
• 按照DBD中报文的未知LSA头部进行请
• 数据包内容

（LSack确认）

（自身的隐试确认）

• 关闭状态（问题：条件不匹配）
• ospf邻居还没有建立
• 在建立过程中出现问题，邻居没有建立成功；比如40sHello包未回应，退回down状态，不再10s保活，则是在down状态下以Poll时间发送Hello包

• 初始化状态
• 一旦开始发送hello后则进入此状态
• 变为此状态后，等待对方恢复的一个Hello包，其中要是携带自己的router-id ，则进入下一状态

• 尝试连接的状态；只会出现在NBMA网络中

• 双向通信状态（邻居状态建立完成）（问题：选不出DR/BDR）
• 接收到包含自己router-id 的对方hello报文
• 点对点网络：不需要选取，可以继续进入下一状态
• MA网络中
  • 会选举DR（指定路由器） BDR（备份指定路由器）；一个区域只能有一个DR和一个BDR
  • 选举DR（接口概念）
    • 比较优先级（范围：0-255，默认优先级为1 ，越大越优）
    • 比较各自的router-id，越大越优
    • 等待时间与死亡时间一样多，40s之内选举，没有比自己大的则认为自己为DR
    • 先选出一个BDR，看40s之内是否还有比自己优的，没有则升级为DR

• 预启动状态（问题：MTU不同）
• 一旦开始发送主从DBD，则进入预启动状态
• 进行主从选举

• 预交换（问题：MTU不同）
• 主从选举完成，则发送携带LSA头部信息的DBD（目录），进入预交换状态，会发送LSR数据包。（但是没有LSU）
• 主从选举完成之后
  • 根据对方发来的DBD目录中的LSA ，选出自己没有的LSA条目，建立自己的请求列表，更具自己的请求列表逐条向对方请求
  • 一个LSR中只能带有一个请求条目，收到回复后才会请求下一条

• 加载状态（问题：路由器学习不了那么多的LSA）
• 一旦发送LSU数据包，进入了加载状态，进行大量LSA的学习
• 过程
  • 收到请求列表中所需要的LSA条目，建立对应的重传列表（LSU），并回复给对方所请求的LSA数据包
  • 对方收到了回复给自己的LSU，对比自己的请求列表，是自己请求的则回复一个LSack包，并且把自己请求列表中的这条条目删除
  • 收到确认的LSack包，则对照条目删除请求列表中的对应条目，表示确认对方已经学习到此条目

• 邻接状态
• 双方LSA同步（双方LSA全部学习）
• 双方的请求列表和重传列表都为空时，则为加载完成

• 查看邻居和邻接状态的
• display ospf peer breef查看OSPF邻居表的摘要信息
  • Area ID 区域
  • 自己的接口 对应的在哪个区域
  • 建立关系的接口id
  • 状态
• display ospf peer查看OSPF邻居表
  • 区域 对方建立关系的id（自己的接口） 关系
  • router-id：自己的 Address：
  • DR BDR MTU
  • 重传计时器：需要确认，规定时间内没有收到确认包则再重传一遍
  • 建立了多久

• 链路状态数据库

• dis ospf 100 lsdb查看lsa目录信息

  • Type：LSA的类型，几类LSA
  • linkState ID：链路ID，标记一条LSA，不同的LSA产生linkID的方式不同
  • AdvRouter：产生这条LSA的路由器
  • Age：LSA的Age，LSA的老化时间，LSA是有一个存活时间的；最大老化时间为3600s
  • Len：长度
  • Sequence：序列号
  • 校验核（这里不显示出来）
    • Seq、校验和、Age三者来做新旧比较
    • LSA老化时间（若以上都相同，LSA age 之差小于15 ，越小越有，若大于15分钟，则无法比较认为都是最新的）
    • 先对比序列号，8~F F-0~7，当序列号到7FFF FFFE时，初始路由器把此条LSA的老化时间强行改为3600s，其他路由器删除此条目，初始路由器重新发送序列号8开始的LSA条目
  • Metric

• dis ip rouring-rable pr ospf

  • 学习到的路由
  • 协议
  • 优先级
  • cost值

（在满足以下条件的时候，不同网络环境中是可以建立邻居或邻接关系的；点需要选DR的网络环境和不需要选择DR的网络环境之间可以建立邻居，LSA可以同步，但是LSA中的信息无法加表）

1. router-id不同
2. Area ID一致
3. 认证类型一致
4. hello时间与死亡时间一致
5. 特殊区域标识（E（外部路由位，是否支持5类LSA；1为支持，0为不支持）=1 ；N（NSSA外部路由位，是否支持7类LSA；1为支持，0为不支持）=0 P=0（是否支持7类LSA转换为5类LSA，1支持，0为不支持））
6. MA网络中，网络掩码必须一致
7. 必须同时使用单播或组播更新
8. 更新源检测（双方的IP地址必须在同一网段）

描述LSA的三种东西

• Type：LSA的类型，几类LSA
• linkState ID：链路ID，标记一条LSA，不同的LSA产生linkID的方式不同
• AdvRouter：产生这条LSA的路由器
• 一类LSA：router -LSA
  • 功能：产生本路由器针对某个区域的路由信息和拓扑信息；一个路由器针对一个区域产生一条一类LSA
  • 传播范围：只能在本区域内传输，中止于ABR
  • link ID ：产生者的router-id
  • ADV router：产生者的router-id
  • 特性：
    • 在单个区域中分别产生一条1类LSA，若存在MA网络，1类LSA不完整，需要配合二类LSA生成路由信息以及拓扑信息
  • LSA数据包（dis ospf lsdb roter 所查的linkID）
    • Type：类型router
    • LS ID:
    • Adv：
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • link cout：代表我这个一类LSA是由几部分构成（由*区分）
      • link ID
        • 类型为TransNet时，此ID为此网络范围的DR
      • Data
        • 类型为StubNet时，为掩码
        • 类型为TransNet时，自己连接DR的接口
        • 类型为point-to-point时，自己用于连接
      • link Type
        • StubNet（末节网络）：表示路由信息
        • point-to-point：表示拓扑信息，点对点的
        • TransNet：表示拓扑信息，传输网络仅限于MA网络，需要选DR、BDR
        • virtual link ：虚链路
      • 开销值：0为本地环回
      • Priority
• 二类LSA：network LSA ，网络LSA（只能由DR产生）
  • 功能：用于在MA网络中，描述本网络路由器的数量以及本MA网络的网络掩码；一个MA网络只产生一条二类LSA
  • 传播范围：只能在本区域内传输，中止于ABR
  • link ID：DR接口的IP地址
  • ADV router：DR所在路由器的router-ID
  • 特性
    • 只会出现在MA网络，用于补充1类LSA（1.MA网络的掩码2.MA网络路由器的数量）
  • LSA数据包
    • Type：类型Network
    • LS ID:
    • Adv：
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • 网络掩码
    • Priority
      • 可达的路由器
• 三类LSA：summary LSA，汇总LSA
  • 功能：用于在区域之间传递路由信息
  • 传播范围：只能在一个区域内传输，想传输到下一个范围，由连接下一个范围的ABR重新产生新的三类LSA
  • link-id ：传递路由的网络号（一个范围）
  • ADV router：默认为所在区域ABR的router-id
  • 特性
    • 在穿越不同区域时，有其他的ABR重新产生（ADV router 是变化的）
    • 功能是在区域间传输路由，但是不是直接传输，是进入新的区域时是产生的新的LSA
  • LSA数据包
    • Type：类型Sum-Net
    • LS ID:
    • Adv：
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • 网络掩码
    • 开销值
• 五类LSA：外部LSA
  • 功能：用于在整个OSPF中传递外部路由（原本不属于OSPF域）
  • 传播范围：在整个OSPF域中传输
  • link id ：传递外部路由的网络号（一个网络范围）
  • ADV router ：产生该LSA的router-id（产生本LSA的ASBR的router-id ，一般为重发布的路由器）
  • LSA数据包
    • Type：类型External
    • LS ID:
    • Adv：
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • 网络掩码
    • 度量值：重发布到OSPF后度量值初始化为1（种子度量值），可以修改
    • E type：类型，默认为类型2
      • 类型1：传递过程中此条LSA的度量值是需要累加的
      • 类型2：此条LSA的种子度量值在OSPF中传递时是不发生改变的
    • Forwarding Address：转发地址
      • 5类LSA FA地址规则：
        • 默认不产生，若连接其他协议的接口运行了OSPF 协议并且网络类型为BMA，则FA地址为重发布之前路由的下一跳地址
        • 若网络类型为P2P，则不会产生FA地址
    • Tag：标签
    • Priority
• 四类LSA：summary，ASBR LSA
  • 功能：除了产生5类LSA所在区域，用于通告ASBR位置；告诉其他路由器，产生五类LSA的路由器在哪里
  • 传播范围：一个区域范围，想传输到下一个范围，由连接下一个范围的ABR重新产生新的四类LSA
  • link id：ASBR的router-id，重发布的路由器的router-id
  • ADV router：默认ASBR所在区域的ABR的router-id，重发布路由器所在的区域与骨干区域连接的ABR产生
  • 特性
    • 在穿越不同区域时，有新的ABR重新产生（与3类LSA一致）
  • LSA数据包
    • Type：类型Sum-Asbr
    • LS ID:
    • Adv：
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • 开销值
• 七类LSA：NSSA LSA
  • 功能：在NSSA区域中，传递外部路由
  • 传播范围：NSSA区域内
  • link id：传递路由网络号
  • ADV router：产生该LSA的router-id
  • 特性
    • 默认为类型2 ，度量值为1 ；携带了FA地址（转发地址）
  • LSA数据包
    • Type：类型NSSA
    • LS ID：0.0.0.0
    • Adv：产生这条7类LSA缺省的ABR的router-id
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • 网络掩码：0.0.0.0
    • 开销值（种子度量值）：1
    • E type：类型，默认为类型2
      • 类型1：传递过程中此条LSA的度量值是需要累加的
      • 类型2：此条LSA的种子度量值在OSPF中传递时是不发生改变的
    • 转发地址（FA地址）：产生这条LSA的路由器的router-id
      • 当5类或7类LSA中携带了FA地址，则计算路径开销值时计算的是当前路由器到达FA地址的开销值之和+种子度量值。（若FA地址不可达，则路由不能加表）
      • 默认7类LSA 产生FA地址，5类LSA不产生的（7转5的5类LSA 携带FA地址）
      • 7类LSA 产生规则：
        • 默认产生的FA地址为产生该类LSA的ASBR最大的环回接口地址
        • 若连接其他协议的接口也运行了OSPF协议，网络类型为BMA，则产生的7类LSA中FA地址为连接其他接口对应的下一跳地址
        • 若网络类型为P2P，则FA地址依然为环回接口中IP地址最大的

• 划分区域
• 特殊区域：在某一个区域需要限制LSA的数量（不能在骨干上做）
• stub 区域（末节区域）
  • 出现这个区域的原因：
    • 此区域的路由器性能弱，学习不了那么多的LSA
  • stub区域控制LSA的方法：
    • 由于5类LSA的数量最不可控，则过滤5类LSA，5类没有了，4类也没有存在的意义了，一起过滤
    • stub区域边界ABR会自动产生3类缺省LSA，保证stub区域路由器与外网保持通信
  • 特点：
    • 不能出现4、5类LSA
    • 特殊区域不能使用虚链路
    • stub区域不能为骨干区域
    • 若设置stub区域，存在该区域的所有路由器都必须设置
    • 特殊区域标识E=1（外部路由位，是否支持5类LSA；1为支持，0为不支持，默认为1）
  • ABR产生的3类缺省LSA的数据包
    • Type：类型Sum-Net
    • LS ID：0.0.0.0
    • Adv：产生这条缺省的ABR的router-id
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • 网络掩码：0.0.0.0
    • 开销值（种子度量值）：1
• 完全的末节区域
  • 出现这个区域的原因
    • stub区域中有了3类LSA的缺省，所以其他区域的3类LSA也可以不需要
  • 完全的末节区域控制LSA的方法
    • 在stub区域基础上，由ABR过滤所有的3类LSA，只保留3类缺省LSA
• NSSA区域（非完全末节区域）
  • 出现这个区域的原因
    • 为了保护与外部其他协议相连的区域，不学习4、5类，但是还是要学习外部协议的路由
  • NSSA区域控制LSA的方法
    • 依旧过滤4、5类LSA
    • 边界ABR自动产生7类缺省LSA，保证NSSA区域路由器与外网保持通信
    • 7类LSA只能在本NSSA区域中转发，其他区域学习不到，与其他OSPF区域相连的ABR将7类LSA中转换为5类LSA，此5类LSA中携带FA地址，此时这个产生5类LSA的路由器为ASBR，同时这个路由器会给其他不与它直连的区域发4类LSA
    • 其他区域，路由表查到的LSA中携带FA地址则看FA地址，此时不看4类LSA，若FA地址不可达，则路由不能加表；当过滤掉FA地址后，则查看4类LSA
  • 特点：
    • 不能出现4、5类LSA
    • 特殊区域不能使用虚链路
    • NSSA区域不能为骨干区域
    • 若设置NSSA区域，存在该区域的所有路由器都必须设置
    • 允许进行重发布（允许出现ASBR），产生7类LSA
    • 特殊区域标识：E=0（外部路由位，是否支持5类LSA；1为支持，0为不支持，默认为1）；N=1（NSSA外部路由位，是否支持7类LSA；1为支持，0为不支持，一般默认为0）
    • 7类LSA只能转5类，5类转不了7类
    • 为了防环，当一个路由器上既有NSSA也有正常区域，会产生不同类LSA，重发布给NSSA区域的7类LSA是不支持7转5的；优化则可以在连接正常与NSSA区域的边界路由器上关闭重发布7类LSA，直接走ASBR产生的7类LSA
  • ABR产生的7类缺省LSA的数据包
    • Type：类型NSSA
    • LS ID：0.0.0.0
    • Adv：产生这条7类LSA缺省的ABR的router-id
    • 存活时间
    • Len：字节
    • 特殊区域
    • 序列号
    • 校验和
    • 网络掩码：0.0.0.0
    • 开销值（种子度量值）：1
    • E type：2
    • 转发地址（FA地址）：产生这条7类缺省LSA的路由器的router-id
• 完全的非完全的末节区域
  • 完全的非完全的末节区域控制LSA的方法
    • 在NSSA区域的基础上继续过滤3类LSA，产生3类缺省LSA的
  • 特点：
    • 当完全的非完全的末节区域里的路由器同时学习到了3类和7类缺省LSA，则优先3类，不管什么情况下3类都优于7类
  • LSA汇总（只能针对纯路由的LSA汇总（3、5、7类））
    • 3类LSA汇总
      • 位置：产生该3类LSA 的路由器上
      • 度量值：所有明细路由中metric最大的
    • 5类LSA汇总
      • 位置：产生该5类LSA的ASBR上
    • 7类LSA汇总
      • 位置：产生该7类LSA的ASBR上
    • 7转5过程中汇总
      • 位置：产生该7转5类LSA的ASBR上
  • LSA过滤（只能针对纯路由的LSA过滤）
    • 针对3、5、7、7转5类LSA 进行过滤：在汇总的命令后面+ not-advertise（不通告）