Ospf路由协议基础

1：ospf的基本概念和工作过程

开放式最短路径优先协议（ospf）是基于开放标准的链路状态路由选择协议，它完成各路由选择协议算法的两大主要功能：路径选择和路径交换。

在共同管理域下的一组运行相同路由选择协议的路由器的集合为一个自治系统（AS）。

2：ospf的内部网关路由协议和外部网关路由协议

内部网关路由协议（IGP）用于在单一的AS内决策路由

外部网关路由协议（EGP）用于在多个AS之间执行路由

3：ospf是链路状态路由协议

链路状态路由协议通过与邻居路由器建立邻接关系，互相传递链路状态信息，来了解整个网络的拓扑结构

注：名词解释：

邻居路由器：位于同一条物理链路或物理网段上的路由器

链路状态数据库：也称为拓扑数据库，它包含所有路由器、路由器的链路以及链路的状态，还有路由器所经过的所有路径

邻接关系：当两台运行ospf协议的邻居路由器的链路状态数据库达到一致（同步）时，它们就是完全邻接了

4：ospf的工作过程

运行rip路由协议的路由器只需保存一张路由表，而使用ospf路由协议需要保存一下三张表：

邻居列表：列出每台路由器已经建立邻接关系的全部邻居路由器

链路状态数据库（LSDB）：列出网络中其他路由器的信息，由此显示了全网的网络拓扑

路由表：列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径。

5：ospf的区域

Ospf是一种链路状态型的路由协议，不会产生环路的问题，因此不需要使用最大跳数等限制来防止环路的产生

Ospf将AS分割成多个小的区域，ospf的路由器只在区域内部学习完整的链路状态信息，而不必了解整个AS内部的所有链路状态。

区域是通过一个32位的区域ID(Area ID)来标识的。

区域ID可以表示成一个十进制的数字，也可以表示成一个点分十进制的数字

区域0(或者区域0.0.0.0)是为骨干区域保留的区域ID号。Ospf的骨干区域是一个特殊的ospf区域，它担负着区域间路由信息的传播和重任。

6：Router ID

运行ospf的路由器要了解每条链路是连接在那个路由器上，因此就需要有一个唯一的标识来标记ospf网络中的路由器，这个标识称为Router ID

Router ID是在ospf区域内唯一标识路由器的ip地址（loopback接口上数值最高的ip地址）

7：DR和BDR

运行ospf的路由器通过与邻居路由器建立邻接关系，互相传递链路状态信息，每台路由器都要和其他所有的邻居路由器互相传递链路状态信息，这时情况就会显得比较混乱，而且还会浪费的不必要的网络资源。

为了避免这些问题的发生，可以在这个网段选举一个指定的路由器（DR）由DR同网络中的其他路由器建立邻接关系，并负责将网段上的变化告知它们。

为了实现冗余，当DR失效时，需要有一个新的DR来接替它，这个路由器就是备份的指定路由器（BDR）。网络上的所有路由器将和DR、BDR同时形成邻接关系，DR、BDR之间形成邻接关系，如果DR失效了，BDR将成为新的DR。

8：DR和BDR的选举

可以由ospf自动选举DR和BDR，也可以手工选择

自动选择DR和BDR

网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR，这样的选举不是最佳的（原因是因为如果一台性能不好的成为DR就会出现问题）

手动选择DR和BDR

手动选择要设置路由器的优先级。每台路由器接口都有一个路由器的优先级，用一个八位的无符号的整数表示，大小范围0---255，数值越大，优先级越高，默认优先级是1.接口的优先级可以使用ip ospf priority命令来更改，如果路由器的优先级是0，它将不参与选举

优先级越高，赢得选举的可能性就越大，如果优先级相同，则需要比较Router ID。

注：一旦DR和BDR选举成功，其他路由器将只于DR和BDR路由器形成邻接关系，组播地址224.0.0.5代表所有参与ospf的路由器，而224.0.0.6只有DR和BDR路由器去侦听这个地址，但是BDR只侦听不响应。

9：ospf的度量值

ospf用来度量路径的优劣的度量称为开销（cost），是指从该接口发送出去的数据包的出站接口开销，链路开销使用16位的无符号的整数表示，大小范围1---65535

(默认代价是10的8次方/BW 表示为整数，BW是指在接口上的带宽，而10的8次方是路由器的参考带宽)

10：ospf的数据包类型

11：ospf邻接关系的建立

失效（DOWN）状态

初始（int）状态

双向（2-way）状态

准启动（ExStart）状态

交换（Exchange）状态

加载（Loading）状态

完全邻接（Full）状态

12：OSPF将网络划分为四种类型

点到点网络（Point-to-Point）

广播多路访问网络（Broadcast MultiAccess，BMA）

非广播多路访问网络（None Broadcast MultiAccess，NBMA）

点到多点网络（Point-to-Multipoint）

13：从以下几方面考虑OSPF的使用

网络规模

网络拓扑

其他特殊要求

路由器自身要求

14：OSPF的特点

可适应大规模网络

路由变化收敛速度快

无路由环

支持变长子网掩码VLSM

支持区域划分

支持以组播地址发送协议报

15：ospf和rip的对比