OSPF 简单学习

 

OSPF 简单学习

 

• OSPF概述：

1、出现意义:

RIP的缺陷:

1. 以跳数评估的路由并非最优路径;
2. 最大跳数16导致网络尺度小;
3. 更新发送全部路由表浪费网络资源;
4. 收敛速度慢.

1. 概述;

OSPF协议Open Shortest Path First是链路状态协议,是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous system,AS）内决策路由。OSPF支持负载均衡和基于服务类型的选路，也支持多种路由形式，如特定主机路由和子网路由等。RIP和EIGRP是距离矢量协议，只知道邻居，但链路状态可知道全网信息。距离矢量协议和链路状态协议最大的区别就是后者对全网了解的更多。同样有邻居表，拓扑表，路由表。OSPF传递的并不是路由，而是传递LSA(链路状态广播)，最终路由表是从LSA中获取全网信息后通过SPF算法计算得出的，存放LSA的地方就是LSDB(链路状态数据库)。处于同一区域的路由器内的LSDB都是一样的。

 

在信息交换的安全性上，OSPF规定了路由器之间的任何信息交换在必要时都可以经过认证或鉴别（Authentication），以保证只有可信的路由器之间才能传播选路信息。OSPF支持多种鉴别机制，并且允许各个区域间采用不同的鉴别机制。OSPF对链路状态算法在广播式网络（如以太网）中的应用进行了优化，以尽可能地利用硬件广播能力来传递链路状态报文。通常链路状态算法的拓扑图中一个结点代表一个路由器。若K个路由器都连接到以太网上，在广播链路状态时，关于这K个路由器的报文将达到K的平方个。为此，OSPF在拓扑结构图允许一个结点代表一个广播网络。每个广播网络上所有路由器发送链路状态报文，报告该网络中的路由器的链路状态。

 

先大致描述一下：OSPF是链路状态协议，能知道全网的信息。OSPF里封装的IP协议号是89。组播地址是224.0.0.5 / 224.0.0.6。定时30分钟更新LSA（注意不是更新路由表），支持触发更新。AD值是110。度量是带宽，计算公式：10^8/接口带宽，单位bps。EIGRP度量里带宽是取最小带宽来计算，而OSPF度量是沿途每一段带宽计算值之和。天然无环路。支持VLSM和CIDR。支持等价负载均衡。支持认证。

 

1. 特点：

OSPF（Open Shortest Path First,开放最短路径有限）是IETF开发的基于链路状态的自治系统内部路由协议；

OSPF仅传播对端设备不具备的路由信息，网络收敛迅速，并有效避免了网络资源浪费；

OSPF直接工作于IP层之上，IP协议号为89；

OSPF以组播地址发送协议包；

 

• OSPF原理及工作过程；

OSPF的路由器类型:

1·区域边界路由器（ABR）：用来连接Area0和其他区域的路由器

2·内部路由器：保存自己区域的链路状态信息

3·自治边界路由器（ASBR）：用来连接ospf的AS与外部其他的路由器，也就是说连接不是ospf协议的路由器

 

 

1、原理：

OSPF的简单说就是两个相邻的路由器通过发报文的形式成为邻居关系，邻居再相互发送链路状态信息形成邻接关系，之后各自根据最短路径算法算出路由，放在OSPF路由表，OSPF路由与其他路由比较后优的加入全局路由表。整个过程使用了五种报文、三个阶段、四张表。 

五种报文

Hello报文：建立并维护邻居关系。 

DBD报文：发送链路状态头部信息。 

LSR报文：把从DBD中找出需要的链路状态头部信息传给邻居，请求完整信息。 

LSU报文：将LSR请求的头部信息对应的完整信息发给邻居。

LSACK:收到LSU报文后确认该报文。

三个阶段

邻居发现：通过发送Hello报文形成邻居关系。

路由通告：邻居问发送链路状态信息形成邻接关系。

路由计算：根据最短路径算法算出路由表。

四张表

邻居表：主要记录形成邻居关系路由器。

链路状态数据库：记录链路状态信息。

OSPF路由表：通过链路状态数据库得出。

全局路由表：()SPF路由与其他比较得出。 

2、工作过程：

(1)了解自身链路

每台路由器了解其自身的链路，即与其直连的网络。

(2)寻找邻居

不同于RIP，OSPF协议运行后，并不立即向网络广播路由信息，而是先寻找网络中可与自己交换链路状态信息的周边路由器。可以交互链路状态信息的路由器互为邻居；

(3)创建链路状态数据包

路由器一旦建立了邻居关系，就可以创建链路状态数据包；

(4)链路状态信息传递

路由器将描述链路状态的LSP泛洪到邻居，最终形成包含网络完整链路状态信息的链路状态数据库；

(5)计算路由

路由区域内的每台路由器都可以使用SPF算法来独立计算路由；

• OSPF包分析；

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• OSPF优点；

1、OSPF是真正的LOOP- FREE（无路由自环）路由协议。源自其算法本身的优点。（链路状态及最短路径树算法）

2、OSPF收敛速度快：能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。

3、提出区域（area）划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量。也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。

4、将协议自身的开销控制到最小。

5、通过严格划分路由的级别（共分四极），提供更可信的路由选择

6、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5 验证。

7、OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千台。

• 额外知识：

1. OSPF区域概念 Area；
2. OSPF定义的5种网络类型：
3. Router ID：

4、DR:路由器的核心者，称为指定路由器。邻居关系只会发给DR.

5、BDR：被指定路由器，如果DR失效，那么BDR就会顶上去工作.

 

 

 

参考文章：https://blog.51cto.com/13746824/2153847