OSPF學習筆記

OSPF（Open Shortest Path First）開放最短路徑優先

OSPF屬于鏈路狀態的路由協議，屬于IGP（內部網關協議）運行在AS內部。

OSPF的版本 

OSPFv2：針對IPv4的網絡

OSPFv3：針對IPv6的網絡

OSPF的三張表

1.路由表：包含本區域甚至AS區域的路由（特殊區域除外）

2.拓撲表：記錄所有網段的信息（包含LSDB，LSA）

3.鄰居表: 記錄鄰居關系，與本路由器相連的鄰居記錄表。

OSPF路由器的4種類型

1. 區域內部路由器:包含在區域之間，非邊緣路由器。

2. 骨干區域路由器：屬于Area 0 區域內部的路由器，非邊界路由器。

3. 區域邊界路由器（ABR）：骨干區域與非骨干區域連接的路由器。

4. AS區域邊界路由器(ASBR)：自制系統與自制系統之間的路由器。（可以簡單的理解為只要有路由引入的路由器都可以稱為ASBR路由器）。

   
   

OSPF的5種數據包

HELLO:用于建立鄰居關系

DD：描述本地的數據庫的信息。

LSR:向對方請求所需的LSA信息。（建立在DD協商完成之后）

LSU：進行LSA的更新

LSAck：確認已經更新完成的LSA.

OSPF更新信息的地址

224.0.0.5 ：在OSPF協議下，所有的路由器通過224.0.0.5的地址進行建立連接和交換數據。224.0.0.6：用在DR other路由器和DR，BDR之間傳輸信息。不能在DR other之間傳輸數據。

OSPF域內路由器的角色

1. DR ：根路由器

2. BDR：備份根路由器

3. DR other ：其他路由器

DR/BDR的選舉

1. 根據優先級來選舉。（路由器的優先級，loopback，mac等）

2. DR/BDR/DR other 之間不可搶占。

3. 可以將路由器的優先級設置為0，并不代表路由器不參與搶占選舉DR.

OSPF定義的LSA的類型

LSA1類：本路由產生，描述路由器的鏈路狀態和鏈路開銷。（只在本區域內傳輸）

LSA2類：描述本網段的鏈路狀態，在本區域內部傳輸。

LSA3類：描述某個網段信息，在區域支架傳播。（ABR）

LSA4類：描述到ASBR的路徑，在非ASBR區域傳播。

LSA5類：描述到AS外部的路由信息，能在整個域內傳播。

LSA6類：組成員LSA是對標準OSPF的一個擴展，使其支持組播路由功能。

LSA7類：由NSSA區域內的ASBR生成，描述AS外部的網絡。NSSA外部LSA僅僅在始發他們的NSSA區域內進行洪泛。

LSA8類：鏈路本地LSA類型為8，主要針對OSPFv3使用。

OSPF支持的網絡類型

1.點到點：PPP HDLC 

2.廣播類型:Ethernet

3.點到多點

OSPF建立鄰接關系的過程

1.失效狀態（Down）：這是鄰居會話的初始狀態，表示最近沒有從鄰居收到信息。在NBMA網絡上，可能仍然會以較低頻率向處于Down狀態的鄰居發送Hello數據包。

2.嘗試狀態（Attempt）：該狀態僅僅適用于連接在NBMA網絡上的鄰居。該狀態表示最近沒有從鄰居收到信息，但仍需要作進一步的嘗試，來聯系鄰居。這時按某一特定間隔向鄰居發送Hello數據包。

3.初始狀態（Init）:在此狀態下，表示最近收到了從鄰居發來的Hello數據包。但是，仍然沒有和鄰居創建雙向通信（Bidirectional Communication），例如，路由器自身并沒有出現在鄰居發送的Hello數據包中。

4.雙向通信狀態（2-Way）：此狀態意味著兩臺路由器之間創建了雙向通信。在此狀態下還將進行DR和BDR的選舉（只有處于2-Way狀態的路由器才有資格參選DR和BDR）

5.信息交換初始狀態（ExStart）：這個狀態是創建鄰接關系的第一步。該狀態的目標是決定信息交換時路由器的主從關系，并確定初始數據庫描述（DD）數據包的序列號。具有最高路由器ID的路由器將成為主路由器。

6.信息交換狀態（ExChange）：在此狀態的路由器通過向鄰居發送DD數據包來描述其完整的鏈路狀態數據庫。每一個DD數據包都有一個序列號，并且需要被顯式的確認。在任何時候，每次只能發送一個DD數據包。在此狀態下，路由器也可以發送鏈路狀態請求數據包，用來向鄰居請求最新的LSA。實際上，這些狀態的鄰接關系完全有能力發送和接收所有類型的OSPF協議數據包。

7.信息加載狀態（Loading）：在此狀態下，路由器將會向鄰居路由器發送鏈路狀態請求數據包，用來請求信息交換狀態發現的最新的LSA。

8.完全鄰接狀態（Full）：在此狀態下，鄰居路由器形成完全鄰接關系。這些鄰接關系將會在路由器LSA和網絡LSA中被描述。

9.不透明LSA：洪泛范圍僅僅是本地鏈路。

10.不透明LSA：洪泛范圍是始發該LSA的區域。

11.不透明LSA：洪泛范圍是整個OSPF域。

RFC2370定義（LSA的擴展特性）不常使用的LSA，稱作不透明LSA（Opaque LSA）這3種新的LSA為OSPF的擴展性提供了通用的機制。它們可以攜帶用于OSPF的信息，也可以直接攜帶應用的信息。

鄰居和鄰接狀態最大的區別就是有沒有交換數據信息。

OSPF的區域

1. 骨干區域：是整個OSPF域的核心區域。所有其他非骨干區域必須和骨干區域直接相連。骨干區域能在不同的非骨干區域之間分發路由信息。

2. 末梢區域：流量的始發地和流量的終止區域。不允許AS外部路由通告（AS External LSA，即類型5 LSA）在其內部進行洪泛擴散的區域。末梢區域的ABR會通告一條默認路由（default route）到該區域內所有路由器，任何發往AS外部網絡的數據流都將依據默認路由來轉發。

3. 非完全末梢區域：允許引入AS外部路由并且擴散到其他區域，但是NSSA仍舊不允許其他區域通告的AS外部路由進入該區域。為了使NSSA能夠引入AS外部路由，OSPF定義了新的LSA類型，即NSSA External LSA（類型7 LSA）。NSSA ASBR將產生類型7 LSA，并在NSSA區域內洪泛。NSSA ABR將會把類型7 LSA轉換成5類LSA，并洪泛到其他區域。

4. 完全非純末梢區域：完全非純末梢區域（Totally NSSA）也是Cisco私有的區域類型，該種區域除了擁有和NSSA相同的特性外，還不允許類型3 LSA在該區域內部洪泛。完全非純末梢區域ABR也會向該區域內所有路由器通告一條默認路由。將區域設置為完全非純末梢區域也會顯著的降低路由表條目的數量。

5. 完全末梢區域：完全末梢區域（Totally Stubby Areas）是Cisco私有的一種區域類型。完全末梢區域不僅不允許AS外部路由通告在其內部洪泛，還不允許區域間匯總路由（Network Summary LSA ，即類3 LSA）在其內部洪泛。同末梢區域一樣，完全末梢區域ABR也會向該區域內所有路由器通告一條默認路由，任何發往其他區域以及AS外部網絡的數據流都將依據默認路由來轉發。將區域設置為完全末梢區域可以顯著的降低路由表條目的數量。
   

   
   

OSPF域里面設備名稱

OSPF的虛鏈路

在兩臺ABR之間建立非骨干區域建立的邏輯通道。

虛鏈路的配置注意要點

1.將相互連接的ABR的Router ID 添加到對端的Vlink-peer 上面。（華為路由器實驗）

詳細步驟略

OSPF支持認證

1.區域認證

2.接口認證