动态路由协议 OSPF

OSPF：Open Shortest Path First。RFC2328 v2.

最短路径优先协议。

• 链路状态协议：不是传递路由条目。使用rip协议的每个路由器不知道网络的完整拓扑结构，使用OSPF协议的每个路由器知道完整的网络拓扑结构。

• 度量值cost=10^8/接口的带宽：统计的传递方向上，入接口的带宽。累计所有入接口的度量值。

  百兆接口的带宽=100 000kbits=100 000 000bits。所以百兆接口的度量值就是1。

• 使用hello包建立邻居，10秒利用组播发送一次

• 组播地址224.0.0.5

• 管理距离（AD）：110

• 没有自动汇总功能

• 无类路由

• 使用Dijkstra(迪杰斯特拉)算法

• 维护3张表：邻居表，数据库表，路由表

• 每条路由都由，数据库表和路由表支撑，路由是根据数据库里的表项计算出来的。网络越大，OSPF的设备的开销越大。

• OSPF协议号：89

• 有五种数据报文：Hello,DBD,LSR,LSU,ACK

  • Hello：用于确认邻居关系。

    Hello数据包里的信息：

    • Router-id：标识路由器的，就是一个名字。名字一般是以ip地址的形式命名，由于只是一个名字，所以可以是存在的ip地址，也可以是不存在的。如果没有手动指定，则找环回地址里的ip最大的作为Router-id；如果没有环回地址，则使用开启的物理接口ip的最大的。在OSPF里必须唯一。OSPF的路由器的Router-id必须不相同。

    • 作用：发现邻居；对一些数据的协商；保持邻居的Keeplive状态；选举DR（design router），BDR（backup design router）。

    • hello-interval=10s;dead-interval=40s

    • 形成邻居的条件：区域号，认证类型，hello时间，死亡时间（默认是hello时间的4倍）。如果接收到的这四项和自己的这四项不相同，则不能成为邻居；

      区域划分：把相同网段的路由器，划分到同一个区域，把连接不同区域的路由器叫ABR（区域边界路由器）。区域号是0-255。区域号0：主干区域。其他区域：常规区域。

      OSPF要求：常规区域必须和主干区域相连。

      认证类型：密码。可以不加密码。

  • DBD：用于告诉对方我的个人简介。

  • LSR：对方知道了你有什么了，我缺的如果你有，我向你请求要。

  • LSU：根据对方的请求，给予回答。

  • ACK：发完LSU后，对LSU的确认。

• 默认支持等价负载均衡4，最大支持16。只支持等价的。

• OSPF的八种（邻居）状态

  根据不同的邻居状态，发送不同的数据包。

  • down：未开启状态。假设R1和R2直连，R1组播返送发送hello包了。

  • init：当R2，接收到R1发送过来的hello包后，并审核R1的包，通过后，把R1的hello包里的Router-id放到自己的邻居表里，并把接收到router-id设置成init状态。

    同样R2也组播发送hello包，而且包里携带R2的邻居表。当R1接到到了R2的hello包后，发现R2的邻居表里有自己的router-id，而且状态是init，就把R2的router-id加入到自己的邻居表里，且状态是init。然后R1单播发送hello包给R2，然后R1把R2的状态变成2-way。R2接到到R1的单播hello包后，把R1的状态更新成2-way状态。

  • Attempt：不太被使用。

  • Exstart：在建立2-way时，要发送单播。如果OSPF里有1万个路由器，则每台都要单播发送，所以总共要发送1万*9999次单播，这是非常巨大的泛红，而且每增加一台，还要发送1万次单播，开销太大，为了避免，在建立2-way状态时，选举出DR（总经理），BDR（副经理），DR和BDR意外的就是others（普工员工）。先建立BDR，等40秒后，决定出DB，如果决定出的DR是原来的BDR，则再选举出一个BDR。为了选举，hello包里有个优先级的信息，优先级高的，排在前面；如果优先级相同，则看router-id，大的排在前面。

    DR和BDR里面有所有员工的信息，others有更新了，会使用组播ip224.0.0.6，告诉DR和BDR（只有DR和BDR才会监听224.0.0.6)，然后DR在使用224.0.0.5，泛洪转告给别的others（others只监听224.0.0.5）。

    一旦DR和BDR选举成功后，others和DB/BDR之间就发送DBD包，交互彼此间的数据库信息，完成后所有的others就停留在2-way。所有的others之间不会再发送DBD 。然后DR和BDR进入Exchange

    所以Exstart是DR，BDR和others之间的关系。

  • Exchange：交互LSR和LSU，单播的请求和单播的更新。接下来到loading

  • loading：持续的发送组播更新给其他区域的路由器，并根据数据库计算出路由条目。然后DR和BDR进入full。

启动OSPF协议：

1，在全局模式，输入router ospf 100，后面的数字是进程号。在范围内随便选择。也就是说在同一台路由器里可以启用多个ospf协议，用进程号区分。

R1(config)#router ospf ?
  <1-65535>  Process ID
R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#

2，宣告把哪个网段加入到哪个区域。需要指定反掩码=255 - 掩码。

R1：

R1(config-router)#do show ip int b
Interface                  IP-Address      OK? Method Status                Protocol
FastEthernet0/0            12.1.1.1        YES manual up                    up  
FastEthernet1/0            unassigned      YES unset  administratively down down
Loopback0                  1.1.1.1         YES manual up                    up
R1(config-router)#do show ip route
     1.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
C       1.1.1.1 is directly connected, Loopback0
     12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       12.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0
R1(config-router)#net 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R1(config-router)#net 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0

R2：

R2(config-if)#do show ip int b
Interface                  IP-Address      OK? Method Status                Protocol
FastEthernet0/0            12.1.1.2        YES manual up                    up  
FastEthernet1/0            23.1.1.2        YES manual up                    up  
Loopback0                  2.2.2.2         YES manual up                    up
R2(config-if)#do show ip route
     2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
C       2.2.2.2 is directly connected, Loopback0
     23.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       23.1.1.0 is directly connected, FastEthernet1/0
     12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       12.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#net 23.1.1.0 0.0.0.255 a 0
R2(config-router)#net 12.1.1.0 0.0.0.255 a 0
R2(config-router)#net 2.2.2.2 0.0.0.0 a 0

R3：

R3(config-if)#do show ip interface brief
Interface                  IP-Address      OK? Method Status                Protocol
FastEthernet0/0            23.1.1.3        YES manual up                    up  
FastEthernet1/0            unassigned      YES unset  administratively down down
Loopback0                  3.3.3.3         YES manual up                    up  
R3(config)#do show ip route
     3.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
C       3.3.3.3 is directly connected, Loopback0
     23.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       23.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0
R3(config)#router os
R3(config)#router ospf 100
R3(config-router)#net 3.3.3.3 0.0.0.0 a 0
R3(config-router)#net 23.1.1.0 0.0.0.255 a 0

执行完命令，过一段时间后，会在控制台打印出：

*Mar  1 00:16:53.431: %OSPF-5-ADJCHG: Process 100, Nbr 2.2.2.2 on FastEthernet0/0 from LOADING to FULL, Loading Done

3，查看自己的邻居有哪些：show ip ospf neighbor

R1：

R1#show ip ospf neighbor
Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
2.2.2.2           1   FULL/BDR        00:00:36    12.1.1.2        FastEthernet0/0

发现Neighbor ID就是环回地址，因为没有手动指定router-id。由于2.2.2.2比自己的1.1.1.1大，所以对于1.1.1.1来说，它就是2.2.2.2的BDR，而2.2.2.2则是1.1.1.1的DR。

手动指定router-id命令：先要指定是哪个ospf，用进程号区分。

R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1
R1(config-router)#

R2：

R2#show ip ospf neighbor
Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
1.1.1.1           1   FULL/DR         00:00:31    12.1.1.1        FastEthernet0/0
3.3.3.3           1   FULL/BDR        00:00:34    23.1.1.3        FastEthernet1/0

R3：

R3#show ip ospf neighbor
Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
2.2.2.2           1   FULL/DR         00:00:33    23.1.1.2        FastEthernet0/0

查看路由条目：

R1：

R1#show ip route
     1.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
C       1.1.1.1 is directly connected, Loopback0
     2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O       2.2.2.2 [110/2] via 12.1.1.2, 00:11:45, FastEthernet0/0
     3.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O       3.3.3.3 [110/3] via 12.1.1.2, 00:11:45, FastEthernet0/0
     23.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
O       23.1.1.0 [110/2] via 12.1.1.2, 00:11:45, FastEthernet0/0
     12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       12.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0

R2：

R2#show ip route
     1.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O       1.1.1.1 [110/2] via 12.1.1.1, 00:13:09, FastEthernet0/0
     2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
C       2.2.2.2 is directly connected, Loopback0
     3.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O       3.3.3.3 [110/2] via 23.1.1.3, 00:13:09, FastEthernet1/0
     23.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       23.1.1.0 is directly connected, FastEthernet1/0
     12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       12.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0

R3:

R3#show ip route
     1.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O       1.1.1.1 [110/3] via 23.1.1.2, 00:14:48, FastEthernet0/0
     2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O       2.2.2.2 [110/2] via 23.1.1.2, 00:14:48, FastEthernet0/0
     3.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
C       3.3.3.3 is directly connected, Loopback0
     23.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
C       23.1.1.0 is directly connected, FastEthernet0/0
     12.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
O       12.1.1.0 [110/2] via 23.1.1.2, 00:14:48, FastEthernet0/0

查看接口带宽或者mac等：show int f0/0

里面的BW 100000 Kbit就是带宽。

R1#show int f0/0
FastEthernet0/0 is up, line protocol is up
  Hardware is AmdFE, address is cc01.4af0.0000 (bia cc01.4af0.0000)
  Internet address is 12.1.1.1/24
  MTU 1500 bytes, BW 100000 Kbit, DLY 100 usec,

36集13：47开始，讲OSPF协议

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