OSPF学习笔记

OSPF（Open Shortest Path First）开放最短路径优先

OSPF属于链路状态的路由协议，属于IGP（内部网关协议）运行在AS内部。

OSPF的版本 

OSPFv2：针对IPv4的网络

OSPFv3：针对IPv6的网络

OSPF的三张表

1.路由表：包含本区域甚至AS区域的路由（特殊区域除外）

2.拓扑表：记录所有网段的信息（包含LSDB，LSA）

3.邻居表: 记录邻居关系，与本路由器相连的邻居记录表。

OSPF路由器的4种类型

1. 区域内部路由器:包含在区域之间，非边缘路由器。

2. 骨干区域路由器：属于Area 0 区域内部的路由器，非边界路由器。

3. 区域边界路由器（ABR）：骨干区域与非骨干区域连接的路由器。

4. AS区域边界路由器(ASBR)：自制系统与自制系统之间的路由器。（可以简单的理解为只要有路由引入的路由器都可以称为ASBR路由器）。

   
   

OSPF的5种数据包

HELLO:用于建立邻居关系

DD：描述本地的数据库的信息。

LSR:向对方请求所需的LSA信息。（建立在DD协商完成之后）

LSU：进行LSA的更新

LSAck：确认已经更新完成的LSA.

OSPF更新信息的地址

224.0.0.5 ：在OSPF协议下，所有的路由器通过224.0.0.5的地址进行建立连接和交换数据。224.0.0.6：用在DR other路由器和DR，BDR之间传输信息。不能在DR other之间传输数据。

OSPF域内路由器的角色

1. DR ：根路由器

2. BDR：备份根路由器

3. DR other ：其他路由器

DR/BDR的选举

1. 根据优先级来选举。（路由器的优先级，loopback，mac等）

2. DR/BDR/DR other 之间不可抢占。

3. 可以将路由器的优先级设置为0，并不代表路由器不参与抢占选举DR.

OSPF定义的LSA的类型

LSA1类：本路由产生，描述路由器的链路状态和链路开销。（只在本区域内传输）

LSA2类：描述本网段的链路状态，在本区域内部传输。

LSA3类：描述某个网段信息，在区域支架传播。（ABR）

LSA4类：描述到ASBR的路径，在非ASBR区域传播。

LSA5类：描述到AS外部的路由信息，能在整个域内传播。

LSA6类：组成员LSA是对标准OSPF的一个扩展，使其支持组播路由功能。

LSA7类：由NSSA区域内的ASBR生成，描述AS外部的网络。NSSA外部LSA仅仅在始发他们的NSSA区域内进行洪泛。

LSA8类：链路本地LSA类型为8，主要针对OSPFv3使用。

OSPF支持的网络类型

1.点到点：PPP HDLC 

2.广播类型:Ethernet

3.点到多点

OSPF建立邻接关系的过程

1.失效状态（Down）：这是邻居会话的初始状态，表示最近没有从邻居收到信息。在NBMA网络上，可能仍然会以较低频率向处于Down状态的邻居发送Hello数据包。

2.尝试状态（Attempt）：该状态仅仅适用于连接在NBMA网络上的邻居。该状态表示最近没有从邻居收到信息，但仍需要作进一步的尝试，来联系邻居。这时按某一特定间隔向邻居发送Hello数据包。

3.初始状态（Init）:在此状态下，表示最近收到了从邻居发来的Hello数据包。但是，仍然没有和邻居创建双向通信（Bidirectional Communication），例如，路由器自身并没有出现在邻居发送的Hello数据包中。

4.双向通信状态（2-Way）：此状态意味着两台路由器之间创建了双向通信。在此状态下还将进行DR和BDR的选举（只有处于2-Way状态的路由器才有资格参选DR和BDR）

5.信息交换初始状态（ExStart）：这个状态是创建邻接关系的第一步。该状态的目标是决定信息交换时路由器的主从关系，并确定初始数据库描述（DD）数据包的序列号。具有最高路由器ID的路由器将成为主路由器。

6.信息交换状态（ExChange）：在此状态的路由器通过向邻居发送DD数据包来描述其完整的链路状态数据库。每一个DD数据包都有一个序列号，并且需要被显式的确认。在任何时候，每次只能发送一个DD数据包。在此状态下，路由器也可以发送链路状态请求数据包，用来向邻居请求最新的LSA。实际上，这些状态的邻接关系完全有能力发送和接收所有类型的OSPF协议数据包。

7.信息加载状态（Loading）：在此状态下，路由器将会向邻居路由器发送链路状态请求数据包，用来请求信息交换状态发现的最新的LSA。

8.完全邻接状态（Full）：在此状态下，邻居路由器形成完全邻接关系。这些邻接关系将会在路由器LSA和网络LSA中被描述。

9.不透明LSA：洪泛范围仅仅是本地链路。

10.不透明LSA：洪泛范围是始发该LSA的区域。

11.不透明LSA：洪泛范围是整个OSPF域。

RFC2370定义（LSA的扩展特性）不常使用的LSA，称作不透明LSA（Opaque LSA）这3种新的LSA为OSPF的扩展性提供了通用的机制。它们可以携带用于OSPF的信息，也可以直接携带应用的信息。

邻居和邻接状态最大的区别就是有没有交换数据信息。

OSPF的区域

1. 骨干区域：是整个OSPF域的核心区域。所有其他非骨干区域必须和骨干区域直接相连。骨干区域能在不同的非骨干区域之间分发路由信息。

2. 末梢区域：流量的始发地和流量的终止区域。不允许AS外部路由通告（AS External LSA，即类型5 LSA）在其内部进行洪泛扩散的区域。末梢区域的ABR会通告一条默认路由（default route）到该区域内所有路由器，任何发往AS外部网络的数据流都将依据默认路由来转发。

3. 非完全末梢区域：允许引入AS外部路由并且扩散到其他区域，但是NSSA仍旧不允许其他区域通告的AS外部路由进入该区域。为了使NSSA能够引入AS外部路由，OSPF定义了新的LSA类型，即NSSA External LSA（类型7 LSA）。NSSA ASBR将产生类型7 LSA，并在NSSA区域内洪泛。NSSA ABR将会把类型7 LSA转换成5类LSA，并洪泛到其他区域。

4. 完全非纯末梢区域：完全非纯末梢区域（Totally NSSA）也是Cisco私有的区域类型，该种区域除了拥有和NSSA相同的特性外，还不允许类型3 LSA在该区域内部洪泛。完全非纯末梢区域ABR也会向该区域内所有路由器通告一条默认路由。将区域设置为完全非纯末梢区域也会显著的降低路由表条目的数量。

5. 完全末梢区域：完全末梢区域（Totally Stubby Areas）是Cisco私有的一种区域类型。完全末梢区域不仅不允许AS外部路由通告在其内部洪泛，还不允许区域间汇总路由（Network Summary LSA ，即类3 LSA）在其内部洪泛。同末梢区域一样，完全末梢区域ABR也会向该区域内所有路由器通告一条默认路由，任何发往其他区域以及AS外部网络的数据流都将依据默认路由来转发。将区域设置为完全末梢区域可以显著的降低路由表条目的数量。
   

   
   

OSPF域里面设备名称

OSPF的虚链路

在两台ABR之间建立非骨干区域建立的逻辑通道。

虚链路的配置注意要点

1.将相互连接的ABR的Router ID 添加到对端的Vlink-peer 上面。（华为路由器实验）

详细步骤略

OSPF支持认证

1.区域认证

2.接口认证