动态路由——OSPF

目录：

一、 OSPF路由协议概述

    1，OSPF协议

   2，内部网关协议和外部网关协议

  3，OSPF的工作过程

二、OSPF基本概念

  1，OSPF区域

  2，区域ID

  3，ROUTE ID

   4，DR和BDR

   5，DR和BDR选举

三、OSPF的报文

   1，OSPF组播地址

   2，OSPF数据包的类型

  3，OSPF邻接关系的建立

   4，OSPF的网络类型

   5，OSPF的应用环境考虑与OSPF特点

 6，OSPF与RIP对比

一、OSPF路由协议概述

1，OSPF协议

OSPF路由协议是用于网际协议（IP）网络的链路状态路由协议。该协议使用链路状态路由算法的内部网关协议（IGP），在单一自治系统（AS）内部工作。

2，内部网关协议和外部网关协议

自治系统（AS）

内部网关协议（IGP）

外部网关协议（EGP）

内部网关路由协议（IGP）

例如：RIP、OSPF等

外部网关路由协议（EGP)

例如：BGP等

OSPF是链路状态路由协议

3，OSPF的工作过程

• 邻居列表
• 链路状态数据库
• 路由表

（1）OSPF协议启动后，某个端向本地所有启动OSPF协议的直连接口组播224.0.0.5发送hello包；

（2）链路状态数据库：当其他端收到后将回复hello包，建立邻接关系，端口学习链路状态信息存入链路状态数据库；

（3）最短路径树：Dijkstra算法，计算到达所有未知网段的最短路径；

（4）路由表：将计算出的最短路径加载到本地的路由表中，收敛完成。

二、OSPF基本概念

1，OSPF区域

为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域

每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息

2，区域ID

区域ID可以表示成一个十进制的数字

也可以表示成一个IP

骨干区域Area 0

负责区域间路由信息传播

非骨干区域

3，Router ID

OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址

Router ID选取规则

选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址

如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的

也可以使用router-id命令指定Router ID

4，DR和BDR

在广播网络中，5台路由器总共需要建立n（n-1)/2 个邻接关系。占用了大量带宽，同时也不方便管理。

因此，需要配置DR和BDR来改进。

• DR（Designated Router）：指定路由器，所有其他路由器只和它一个交换整个网络的一些路由更新信息，再由它对邻居路由器发送更新报文；
• BDR（Backup Designated Router）：备份指定路由器，当DR出现故障时，BDR起着备份的作用；
• DROther（Designated Router Other）：成员路由器

5，DR和BDR的选举

（1）自动选举DR和BDR

• 网段上Rouoter ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR

（2）手工选举DR和BDR

• 优先级范围是0——255，数值越大，优先级越高，默认为1
• 如果优先级相同，则需要比较Router ID
• 如果路由器的优先级被设置为0，它将不参与DR和BDR的选举

注：

路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是，它不能强制更换已经存在的DR或者BDR路由器。

如原来选举的DR router-id为1.1.1.1  之后又接入一个路由，router-id 为9.9.9.9  ，但是，因为DR已经选举出来，所以，9.9.9.9 不会替代1.1.1.1 成为新的DR

三、OSPF的报文

1，OSPF的组播地址

• DR会通过224.0.0.6，向所有邻居通告信息
• DRother 会通过224.0.0.5 向DR和BDR通告网络状态信息

2，OSPF数据包类型

OSPF数据包承载在IP数据包内，使用协议号89

类型：

3，OSPF邻接关系的建立

（1）OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程

（2）OSPF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系

4，OSPF的网络类型

• 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）

目前主要使用的是前两种

5，OSPF的应用环境考虑与OSPF特点 

考虑：

• 网络规模：自治域内路由器数量
• 网络拓扑：是网型拓扑还是其他
• 其他特殊要求：收敛速度等
• 路由器自身要求：路由器本身的硬件性能

特点：

• 可适应大规模网络
• 路由变化收敛速度快
• 无路由环
• 支持区域划分支持可变长子网掩码VLSM
• 支持以组播地址发送协议报

6，OSPF与RIP的对比