动态路由OSPF基础学习笔记二

1.OSPF快速配置

1.1拓扑搭建

1.2配置接口IP

R1：

sys

un in en

sysn R1

int e0/0/0

ip add 10.1.1.1 30

 quit

interface LoopBack 0

ip add 192.168.1.1 24

quit

R2：

sys

un in en

sysn R2

int e0/0/0

ip add 10.1.1.2 30

 quit

interface LoopBack 0

ip add 192.168.2.1 24

quit

1.3配置OSPF

R1：

ospf 1 router-id 1.1.1.1

area 0

network 192.168.1.1 0.0.0.255

network 10.1.1.0 0.0.0.3

quit

quit

R2:

ospf 1 router-id 2.2.2.2

area 0

network 192.168.2.1 0.0.0.255

network 10.1.1.0 0.0.0.3

quit

quit

1.4验证测试

（1）查看通过OSPF路由协议学习到的路由信息

R1：

R2：

（2）192.168.1.1访问192.168.2.1

本实验环境直接ping是通过直连路由的方式建立通信的，

要使用ping -a 192.168.1.1 192.168.2.1。

2. OSPF协议报文类型

OSPF有五种类型的协议报文。这些报文在OSPF路由器之间交互中起不同的作用。

2.1在R1的e0/0/0接口抓取OSPF报文

点击e0/0/0接口开始抓包，然后可以进入到e0/0/0接口输入命令shutdown，然后undo shutdown，关闭开启端口；又或者通过reset ospf process重启OSPF进程，即可抓取OSPF交互的报文。

3. OSPF三大表项

3.1邻居表

OSPF有三张重要的表项，OSPF邻居表、LSDB表和OSPF路由表。对于OSPF的邻居表，需要了解：

 OSPF在传递链路状态信息之前，需先建立OSPF邻居关系。

 OSPF的邻居关系通过交互Hello报文建立。

 OSPF邻居表显示了OSPF路由器之间的邻居状态，使用display ospf peer查看。

3.2 LSDB表

对于OSPF的LSDB表，需要了解：

LSDB会保存自己产生的及从邻居收到的LSA信息，本例中R1的LSDB包含了三条LSA。

Type标识LSA的类型，AdvRouter标识发送LSA的路由器。

使用命令行display ospf lsdb查看LSDB表。

3.3 OSPF路由表

对于OSPF的路由表，需要了解：

OSPF路由表和路由器路由表是两张不同的表项。

本例中OSPF路由表有三条路由。

OSPF路由表包含Destination、Cost和NextHop等指导转发的信息。

使用命令display ospf routing查看OSPF路由表。

4.OSPF邻居关系建立

4.1 OSPF路由器之间的关系

关于OSPF路由器之间的关系有两个重要的概念，邻居关系和邻接关系。

考虑一种简单的拓扑，两台路由器直连。在双方互联接口上激活OSPF，路由器开始发送及侦听Hello报文。在通过Hello报文发现彼此后，这两台路由器便形成了邻居关系。

邻居关系的建立只是一个开始，后续会进行一系列的报文交互，例如前文提到的DD、LSR、LSU和LS ACK等。当两台路由器LSDB同步完成，并开始计算路由时，这两台路由器形成了邻接关系。

4.2初识OSPF邻接关系建立过程

OSPF完成邻接关系的建立有四个步骤，建立邻居关系、协商主/从、交互LSDB信息，同步LSDB。

4.2.1建立邻居关系

4.2.2协商主/从、交互LSDB信息

4.2.3同步LSDB

LSDB同步是在同一个区域里面进行的。

4.3 OSPF邻居表回顾

5.OSPF其他知识

5.1 OSPF网络类型简介

在学习DR和BDR的概念之前，需要首先了解OSPF的网络类型。

OSPF网络类型是一个非常重要的接口变量，这个变量将影响OSPF在接口上的操作，例如采用什么方式发送OSPF协议报文，以及是否需要选举DR、BDR等。

接口默认的OSPF网络类型取决于接口所使用的数据链路层封装。

如图所示，OSPF的有四种网络类型，Broadcast、NBMA、P2MP和P2P。

主要了解记住Broadcast和P2P；

NBMA已经淘汰了，其主要使用在帧中继的环境下。

关于接口类型是可以修改的，可以到接口下通过命令进行修改。

默认情况下，接口的类型为Broadcast

5.1.1 OSPF网络类型一

一般情况下，链路两端的OSPF接口网络类型必须一致，否则双方无法建立邻居关系。

OSPF网络类型可以在接口下通过命令手动修改以适应不同网络场景，例如可以将BMA网络类型修改为P2P。

（1）P2P（Point-to-Point，点对点）

P2P指的是在一段链路上只能连接两台网络设备的环境。

典型的例子是PPP链路。当接口采用PPP封装时，OSPF 在该接口上采用的缺省网络类型为P2P 。

P2P是不需要选举DR/BDR的，因此会比broadcast网络类型建立邻居关系要快很多。

将BMA网络类型修改为P2P：

（2）BMA（Broadcast Multiple Access，广播式多路访问）

BMA也被称为Broadcast，指的是一个允许多台设备接入的、支持广播的环境。

典型的例子是Ethernet（以太网）。当接口采用Ethernet封装时，OSPF在该接口上采用的缺省网络类型为BMA。

5.1.2 OSPF网络类型二

（1）NBMA（Non-Broadcast Multiple Access，非广播式多路访问）

NBMA指的是一个允许多台网络设备接入且不支持广播 的环境。 • 典型的例子是帧中继（Frame-Relay）网络。

（2）P2MP（Point to Multi-Point，点到多点）

P2MP相当于将多条P2P链路的一端进行捆绑得到的网络。

没有一种链路层协议会被缺省的认为是P2MP网络类型。该类型必须由其他网络类型手动更改。

常用做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。

5.2 DR与BDR的背景

MA（Multi-Access）多路访问网络有两种类型：广播型多路访问网络（BMA）及非广播型多路访问网络（NBMA）。以太网（Ethernet）是一种典型的广播型多路访问网络。

在MA网络中，如果每台OSPF路由器都与其他的所有路由器建立OSPF邻接关系，便会导致网络中存在过多的OSPF邻接关系，增加设备负担，也增加了网络中泛洪的OSPF报文数量。

当拓扑出现变更，网络中的LSA泛洪可能会造成带宽的浪费和设备资源的损耗。

选举DR和BRD类似于在一个班级里，选出一个正班长和副班长，例如老师需要收集作业，大家就可以把作业交给班长处，然后班长收集好直接交给老师，发送也是通过班长去发放就好了，当班长请假了，那么副班长就接替班长的工作，减少了每个人都跑去交作业给老师这一个过程，就像区域内，不用每一个路由器互相发送LSA建立邻接关系，通过统一发送给DR或者BDR就好了。

5.2.1 DR与BDR

为优化MA网络中OSPF邻接关系，OSPF指定了三种OSPF路由器身份，DR（Designated Router，指定路由器）、BDR（Backup Designated Router，备用指定路由器）和DRother路由器。

只允许DR、BDR与其他OSPF路由器建立邻接关系。DRother之间不会建立全毗邻的OSPF邻接关系，双方停滞在2-way状态。

BDR会监控DR的状态，并在当前DR发生故障时接替其角色。

DR选举出来，在加入优先级比较高的路由器，它是不会进行抢占，遵循着不抢占原则，除非已选举出来的DR出现故障。

5.3 OSPF域与单区域

OSPF域（Domain）：一系列使用相同策略的连续OSPF网络设备所构成的网络。

OSPF路由器在同一个区域（Area）内网络中泛洪LSA。为了确保每台路由器都拥有对网络拓扑的一致认知，LSDB需要在区域内进行同步。

如果OSPF域仅有一个区域，随着网络规模越来越大，OSPF路由器的数量越来越多，这将导致诸多问题：

LSDB越来越庞大，同时导致OSPF路由表规模增加。路由器资源消耗多，设备性能下降，影响数据转发。

基于庞大的LSDB进行路由计算变得困难。▫ 当网络拓扑变更时，LSA全域泛洪和全网SPF重计算带来巨大负担。

5.4 OSPF多区域

OSPF引入区域（Area）的概念，将一个OSPF域划分成多个区域，可以使OSPF支撑更大规模组网。

OSPF多区域的设计减小了LSA泛洪的范围，有效的把拓扑变化的影响控制在区域内，达到网络优化的目的。

在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表规模。

多区域提高了网络扩展性，有利于组建大规模的网络。

在区域边界可以做路由过滤，方便路由控制。

5.5 OSPF路由器类型

OSPF路由器根据其位置或功能不同，有这样几种类型：

区域内路由器（Internal Router）

区域边界路由器ABR（Area Border Router）

骨干路由器（Backbone Router）

自治系统边界路由器ASBR（AS BoundaryRouter）

5.6 OSPF单区域&多区域典型组网