ospf知识点总结(华为)

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1、OSPF 知识点知识点总结总结（华为华为） OSPF 概念概念 OSPF： Open Shortest Path First， 开放最短路径优先协议， 是一种链路状态路由协议， 在 RFC 2328 中描述。Open 意味着开放、公有，任何标准化的设备厂商都能够支持 OSPF。 与与 RIP 的区别的区别 RIP：运行距离矢量路由协议，周期性的泛洪自己的路由表，通过路由的交互，每台路 由器都从相邻（直连）的路由器学习到路由，并且加载进自己的路由表中，而对于这个 网络中的所有路由器而言，他们并不清楚网络的拓扑，他们只是简单的知道要去往某个 目的应该从哪里走，距离有多远。 OSPF：运行链路状态路

2、由协议，路由器之间交互的是 LSA（链路状态通告），而非路 由信息，路由器将网络中泛洪的 LSA 搜集到自己的 LSDB（链路状态数据库）中，这 有助于 OSPF 理解整张网络拓扑， 并在此基础上通过 SPF 最短路径算法计算出以自己为 根的、到达网络各个角落的、无环的树，最终，路由器将计算出来的路由装载进路由表 中。 OSPF 特性特性 OSPF 链路状态协议（开放式最短路径优先），无类路由协议，支持 VLSM，CIDR，支 持安全认证 采用 SPF 算法（Dijkstra 算法）计算最佳路径，快速响应网络变化 网络变化是触发更新 以较低频率（每隔 30 分钟）发送定期更新，被称为链路状态刷

3、新 与距离矢量相比，链路状态协议掌握更多的网络信息 OSPF 三张表三张表 1. 邻居表（Neighbor table）：列出了所有和本路由器直接相连的 OSPF 邻居，经历了一系 列的消息交互、关系状态最终建立。 2. 拓扑表（Topology table）：含有链路状态数据库（LSDB），列举了所有自己产生及邻 居那得到的 LSA（Flooding/泛洪），在同一个 OSPF 区域中的路由器，都有完全一致的 OSPF Database。一个 OSPF 区域，就对应着一个 OSPF Database。 3. 路由表（Routing table）：在 OSPF 的数据库中，通过 SPF 算法，

4、计算得到了最优路由， 也称为 Forwarding Database。 建表过程： 广播 Hello 包建立邻居关系 广播交互 LSA 收集 LSAs 并放入 LSDB SPF 计算， 得出最优路径 放入路由表。 OSPF 区域区域 OSPF 采用层次设计，用 Area 来分隔路由器（通常一个区域的路由器不超过 50 台） 区域中的路由器保存该区域中所有链路和路由器的详细信息 但只保存其他区域路由器和链路的摘要信息 单区域的问题： 区域内部动荡会引起全网路由器的 SPF 计算； LSDB 庞大，资源消耗过多，设备性能下降，影响数据转发； 每台路由器都需要维护的路由表越来越大，单区域内路由无法汇

5、总。 多区域的优点： 多区域的设计减少了 LSA 洪泛的范围，有效地把拓扑变化控制在区域内，达到网络优 化的目的 在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表 充分利用 OSPF 特殊区域的特性，进一步减少 LSA 泛洪，从而优化路由 多区域提高了网络的扩展性，有利于组建大规模的网络 划分的目的： 提高路由效率：缩减部分路由器的 OSPF 的路由条目；对某些特定的 LSA，可以在区域 边界（ABR/ASBR）上，实现汇总/控制/过滤（通过 OSPF 的汇总路由/默认路由实现 OSPF 区域之间的全网互通）； 提高网络稳定性：当某个区域内的一条 OSPF 路由出现抖动时，可以有效控制受影响的 波及面（

6、对于大型的路由协议来说，稳定是很重要的一个因素）。 骨干区域： 在部署 OSPF 时，要求全 OSPF 域，必须有且只能有一个 Area0，Area 0 为骨干区域，骨 干区域负责在非骨干区域之间发布由区域边界路由器汇总的路由信息 （并非详细的链路状态信 息），为避免区域间路由环路，非骨干区域之间不允许直接相互发布区域间路由。因此，所有 区域边界路由器都至少有一个接口属于 Area 0，即每个区域都必须连接到骨干区域。 骨干区域：Transit area（backbone or Area 0）：主要功能：为快速、高效地传输数据包。 通常不接用户。 非骨干区域：Regular areas（non

7、backbone areas）：主要是连接用户。而且所有数据都必 须经过 Area 0 中转（包括：Stub / Totally Stubby / NSSA） OSPF 路由器的角色 区域内路由器（Internal Router/Internal Area Router，IAR） 区域边界路由器（Area Border Router，ABR） 骨干路由器（Backbone Router/Backbone Border Router，BBR） AS 边界路由器（AS Boundary Router，ASBR） OSPF 与 IS-IS 的区域可扩展性的对比： 两种协议的算法都是基于 SPF 算法

8、 OSPF：以 Area0 为 BackBone（比较好） ISIS：以 Level2 的链路为 BackBone，以链路为区域分界（很好） 采用层次设计的好处： 减少了路由表的条目 LSA 的 flood 在网络边界停止，加速会聚 缩小网络的不稳定性，一个区域的问题不会影响其它区域 Router-ID Router-ID 用于在 OSPF 区域中唯一地表示一台 OSPF 路由器， 全 OSPF 域内禁止出现两 台路由器拥有相同的 Router-ID。 Router-ID 的设定可以通过手工配置，也可通过协议自动选取。实际网络部署中考虑到 协议的稳定，建议手工配置。 在路由器运行了 OSPF

9、并由系统自动选定 Router-ID 之后，如果该 Router-ID 对应的接 口 down 掉，或出现一个更大的 IP，OSPF 仍然保持原 Router-ID（即 Router-ID 值是非 抢占的，稳定第一），即使此时 reset ospf process 重启 OSPF 进程，Router-ID 也不会发 生改变；除非重新手工配置 Router-ID（OSPF 进程下手工敲 router-id xxx），并且重启 OSPF 进程方可。 另外， 如果该 Router-ID 对应的接口 IP 地址消失， 例如 undo ip address， 则 reset ospf process 后

10、，RouterID 也会发生改变。 COST OSPF 使用 cost “开销” 作为路由度量值。每一个激活 OSPF 的接口都有一个 cost 值。 OSPF接口cost=100M /接口带宽， 其中100M为OSPF的参考带宽 （reference-bandwidth） 。 一条 OSPF 路由的 cost 由该路由从路由的起源一路到达本地的所有入接口 cost 值的总 和。 由于默认的参考带宽是 100M，这意味着更高带宽的传输介质（高于 100M）在 OSPF 协议中将会计算出一个小于 1 的分数，这在 OSPF 协议中是不允许的（会被四舍五入为 1）。 OSPF 的网络接口类型的网络

11、接口类型 1. 点到点网络（Point To Point，P2P）：一个网络里仅有 2 个接口，使用 HDLC 或 PPP 封 装，不需寻址，地址字段固定为 FF。 2. 广播型多路访问网络（Broadcast）：广播型多路访问，目前而言指的就是以太网链路， 涉及 IP 和 Mac，用 ARP 实现二层和三层映射。 3. 非广播型多路访问网路（NonBroadcast MultiAccess ，NBMA）：网络中允许存在多台 Router，物理上链路共享，通过二层虚链路（VC）建立逻辑上的连接。 4. 点对多点网络（Point To MultiPoint，PTMP/P2MP）：通过一种特定的一

12、对多的连接类 型的通信，从单一位置到多个位置提供多个信道。 不同的 OSPF 接口网络类型，OSPF 在该接口上的操作将有所不同。 接口的 OSPF 网络类型是可以通过命令修改的。 MA 包括 Broadcast 和 NBMA。 NBMA 的网络类型需要静态指定邻居，其余网络类型邻居自动发现。 Broadcast、NBMA 类型的接口上，需要进行 DR/BDR 的选举。 在 P2P、P2MP 类型的接口上，不进行 DR/BDR 选举。 在 P2P 和 Broadcast 网络上， Hello 报文以组播地址 （224.0.0.5） 进行发送， 在 NBMA VL （Virtual-Link）上

13、 Hello 报文以单播地址进行发送。 常见链路层协议对应的默认网络类型： DR 与与 BDR 意义：在多路访问网络（Multi Access，MA）中，若所有路由器接口两两建立 OSPF 邻居关系， 则共有 n(n-1)/2 个邻居关系， 这不仅仅额外消耗设备资源， 更是增加了网络中 LSA 的泛洪数 量。因此，为了减小多路访问网络中的 OSPF 流量，OSPF 会在每一个 MA 网络（多路访问网 络）选举一个指定路由器 (DR) 和一个备用指定路由器 (BDR)。 1. 指定路由器（Designated Router，DR）：DR 负责侦听多路访问网络中的拓扑变更信息 并将变更信息通知给其

14、他路由器，同时负责代表该 MA 网络发送 LSA 类型 2。MA 网 络中，所有的 OSPF 路由器都与 DR 建立全毗邻的 OSPF 邻接关系。 2. 备用指定路由器（backup Designated Router，BDR）：BDR 会监控 DR 的状态，并在 当前 DR 发生故障时接替其角色。 3. DRothers：除 DR 与 BDR 之外的其他路由器。 DR 选举规则： DR 和 BDR 是由同一网段中所有的路由器根据路由器优先级、Router ID 通过 Hello 报文 选举出来的，只有优先级大于 0 的路由器才具有选取资格，优先级为 0 不参与选举。 进行 DR/BDR 选举

15、时每台路由器将自己选出的 DR 写入 Hello 报文中， 发给网段上的每台 运行 OSPF 协议的路由器。当处于同一网段的多台路由器同时宣布自己是 DR 时，接口优先级 最高者胜出；如果优先级相等（默认为 1），Router-ID 最高者胜出。 DR 具有非抢占性，也就是说如果该 MA 网络中，已经选举完成、并且选举出了一个 DR， 那么后续即使有新的、更高优先级的设备加入，也不会影响 DR 的选举，除非 DR 挂掉。 过程： 选举初始化时，所有路由器在一开始都将自己的路由器 ID 写入 Hello 包中 DR_ID 和 BDR_ID 字段中， 宣称自己是 DR 和 BDR。 优先级最高的路

16、由器成为 BDR， 但此时还没有 DR， 接着立马将 BDR 升级为 DR，并将 Hello 包里 DR_ID 字段改成已选出的 DR 的 ID。剩下的路 由器继续选 BDR， 仍是将自己的 ID 写入 BDR_ID 字段中， 最后优先级次高的路由器成为 BDR。 制度： 1. 选举制：DR 是各路由器选出来的，而非人工指定的，虽然管理员可以通过配置 priority 干预选举过程。 2. 终身制： DR 一旦当选， 除非路由器故障， 否则不会更换， 即使后来的路由器 priority 更 高。 3. 世袭制： DR 选出的同时也选出 BDR 来， DR 故障后， 由 BDR 接替 DR 成为新的 DR。 特性： 所有的 DRother 路由器均只与 DR 和 BDR 建立全毗邻的邻接关系， DRother 间不建立全 毗邻邻接关系。 DR 是基于接口，而非路由器。一个