第6講OSPF

本講要點(diǎn)內(nèi)容要求OSPF協(xié)議概述OSPF數(shù)據(jù)包類型OSPF基本配置重點(diǎn)OSPF數(shù)據(jù)包類型OSPF基本配置難點(diǎn)OSPF數(shù)據(jù)包類型2025/8/182OSPF協(xié)議概述－內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議OSPF內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議用于在單一自治系統(tǒng)(Autonomous

System-AS)內(nèi)決策路由自制系統(tǒng)（AS）執(zhí)行統(tǒng)一路由策略的一組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組合AS1AS2例如：RIPOSPF等例如：BGP外部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議（EGP）

用來連接不同的AS內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議（IGP）OSPF協(xié)議概述－OSPF背景OSPF開發(fā)歷程OSPF協(xié)議概述－鏈路狀態(tài)路由協(xié)議OSPF是鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中的路由器了解OSPF網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的鏈路狀態(tài)信息RARBRCRD1050302060804070最初，RA只知道直連的3個網(wǎng)段10、20、30，RB、RC、RD也一樣RA103020鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中，直連的路由器之間建立鄰接關(guān)系，互相“交流”鏈路信息，來“畫”出完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)OSPF協(xié)議概述－鏈路狀態(tài)路由協(xié)議RA10302050RB40RD8070RC60為了標(biāo)識鏈路信息是由誰發(fā)出的，用RouterID標(biāo)識路由器路由器學(xué)習(xí)到的鏈路信息，保存在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中相鄰路由器之間建立鄰接關(guān)系，保存在鄰居列表中數(shù)據(jù)庫類型鄰居列表列出每臺路由器全部已經(jīng)建立鄰接關(guān)系的鄰居路由器鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（LSDB）列出網(wǎng)絡(luò)中其他路由器的信息，由此顯示了全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渎酚杀砹谐鐾ㄟ^SPF算法計算出的到達(dá)每個相連網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑ABCDEF以A為例，A的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中保存著OSPF網(wǎng)絡(luò)的所有鏈路信息A以自己為中心，計算到達(dá)每個路由器最近的鏈路1111111.51.5生成一個最短路徑樹根據(jù)最短路徑樹，生成路由表鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫最短路徑樹Djkstra算法建立鄰接關(guān)系路由表學(xué)習(xí)鏈路狀態(tài)信息OSPF消息封裝數(shù)據(jù)字段可能包含五種OSPF數(shù)據(jù)包類型每個OSPF數(shù)據(jù)包都具有OSPF數(shù)據(jù)包報頭

IP數(shù)據(jù)包報頭中，協(xié)議字段被設(shè)為

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以代表

OSPF;目的地址=224.0.0.5or224.0.0.6以太網(wǎng)幀頭:目的MAC地址=01-00-5E-00-00-05or01-00-5E-00-00-06OSPF數(shù)據(jù)包類型OSPFLSP的五種類型OSPF數(shù)據(jù)包類型-Hello協(xié)議發(fā)現(xiàn)OSPF鄰居并建立相鄰關(guān)系。通告兩臺路由器建立相鄰關(guān)系所必需統(tǒng)一的參數(shù)。在以太網(wǎng)和幀中繼網(wǎng)絡(luò)等多路訪問網(wǎng)絡(luò)中選舉指定路由器(DR)和備用指定路由器(BDR)。OSPF路由器正在通過所有啟用了OSPF的接口發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，以確定那些鏈路上是否存在鄰居。OSPFHello中的信息包括發(fā)送方路由器的OSPF路由器ID一個接口收到OSPFHello數(shù)據(jù)包隨后，OSPF即與該鄰居建立相鄰關(guān)系OSPF數(shù)據(jù)包類型-Hello協(xié)議OSPF數(shù)據(jù)包類型-Hello協(xié)議兩臺路由器在建立OSPF相鄰關(guān)系之前，必須統(tǒng)一三個值：Hello間隔、Dead間隔和網(wǎng)絡(luò)類型OSPFHello數(shù)據(jù)包都會通過組播發(fā)送給ALLSPFRouters的專用地址224.0.0.5

Cisco所用的默認(rèn)斷路間隔為Hello間隔的四倍OSPF數(shù)據(jù)包類型-OSPF的網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型舉例廣播以太網(wǎng)非廣播多路訪問NBMA幀中繼、X.25點(diǎn)到點(diǎn)PPP，HDLC點(diǎn)到多點(diǎn)多個點(diǎn)到點(diǎn)鏈路的集合路由器接口類型不同，在建立鄰接關(guān)系的時候，OSPF路由器執(zhí)行的操作也略有不同OSPF數(shù)據(jù)包類型-多路訪問網(wǎng)絡(luò)ABDE廣播網(wǎng)絡(luò)中建立鄰接關(guān)系構(gòu)成n(n一1)／2個鄰接關(guān)系如果直連的路由器互相都建立鄰接關(guān)系這種方法非常煩瑣！不可?。EDOSPF數(shù)據(jù)包類型-多路訪問網(wǎng)絡(luò)ACBDE(DR)指定路由器（DR）一個網(wǎng)段上的其他路由器都和指定路由器（DR）構(gòu)成鄰接關(guān)系，而不是它們互相之間構(gòu)成鄰接關(guān)系A(chǔ)BCED(DR)OSPF數(shù)據(jù)包類型-多路訪問網(wǎng)絡(luò)DRBDR通過Hello報文選擇DR和BDR來代表OSPF網(wǎng)段其他的路由器(DRothers)只和DR及BDR路由器之間形成鄰接關(guān)系OSPF數(shù)據(jù)包類型-多路訪問網(wǎng)絡(luò)P=1P=0P=1P=3P=2HelloDRBDR通過組播發(fā)送Hello報文具有最高OSPF優(yōu)先級的路由器會被選為DR如果OSPF優(yōu)先級相同，則具有最高RouterID的路由器會被選為DROSPF數(shù)據(jù)包類型-多路訪問網(wǎng)絡(luò)怎樣確保所需的路由器在DR和BDR選舉中獲勝呢首先啟動DR，再啟動BDR，然后啟動其它所有路由器；關(guān)閉所有路由器上的接口，然后在DR上執(zhí)行noshutdown命令，再在BDR上執(zhí)行該命令，隨后在其它所有路由器上執(zhí)行該命令。更改OSPF優(yōu)先級來控制DR/BDR選舉OSPF數(shù)據(jù)包類型-路由器的類型骨干路由器內(nèi)部路由器區(qū)域邊界路由器ABR自治系統(tǒng)邊界路由器ASBROSPF數(shù)據(jù)包類型-路由器的類型區(qū)域邊界路由器/ABR自制系統(tǒng)邊界路由器/ASBR區(qū)域邊界路由器/ABRArea1Area0Area2內(nèi)部路由器內(nèi)部路由器內(nèi)部路由器只保存本區(qū)域內(nèi)的鏈路狀態(tài)信息用來連接區(qū)域0和其他區(qū)域用來連接OSPF的AS與外部其他的路由OSPF數(shù)據(jù)包類型-鏈路狀態(tài)更新LSU目的用于OSPF路由更新LSA目的包含鄰居和路徑開銷信息一個LSU包含一個或多個LSA建立鄰接關(guān)系過程總結(jié)發(fā)送Hello消息接口類型為點(diǎn)到點(diǎn)接口類型為點(diǎn)到多點(diǎn)接口類型為廣播接口類型為NBMA選擇DR和BDR發(fā)送DBD請求/發(fā)送LSU生成完整的LSDB形成鄰接關(guān)系OSPF算法每臺OSPF路由器都會維持一個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，其中包含來自其它所有路由器的LSA。一旦路由器收到所有LSA并建立其本地鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，OSPF就會使用Dijkstra的最短路徑優(yōu)先(SPF)

算法創(chuàng)建一個SPF樹。將根據(jù)SPF樹，使用通向每個網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑填充IP路由表。何時需要OSPF路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的路由器在10臺以上；中等或大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀，并且任意兩臺路由器之間都有互通的需求其它特殊的需求要求路由變化時能夠快速收斂，要求路由協(xié)議自身的網(wǎng)絡(luò)開銷盡量降低對路由器自身的要求運(yùn)行OSPF協(xié)議時，對路由器的CPU的處理能力及內(nèi)存的大小都有一定的要求，性能很低的路由器不推薦使用OSPF協(xié)議OSPF路由協(xié)議的特點(diǎn)可適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)路由變化收斂速度快無路由環(huán)支持變長子網(wǎng)掩碼VLSM支持區(qū)域劃分支持以組播地址發(fā)送協(xié)議報OSPF的基本配置-實(shí)驗(yàn)拓?fù)浔就負(fù)渲杏腥齻€帶寬各不相同的串行鏈路，且每臺路由器都具有多條路徑通向遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)OSPF的基本配置-實(shí)驗(yàn)拓?fù)銻1,R2和R3的接口配置OSPF的基本配置-routerospf命令啟用OSPF使用以下命令:

R1(config)#routerospfprocess-id

Processid:是一個介于1和65535

之間的數(shù)字，由網(wǎng)絡(luò)管理員選定。process-id僅在本地有效，這意味著路由器之間建立相鄰關(guān)系時無需匹配該值。OSPF的基本配置-network命令OSPF中的network命令與其它IGP路由協(xié)議中的network命令具有相同的功能:路由器上任何符合network命令中的網(wǎng)絡(luò)地址的接口都將啟用，可發(fā)送和接收OSPF數(shù)據(jù)包。此網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）將被包括在OSPF路由更新中。

Router(config-router)#network

network-addresswildcard-mask

area

area-id

通配符掩碼:網(wǎng)絡(luò)地址和通配符掩碼一起,用于指定此network命令啟用的接口或接口范圍.

area:OSPF區(qū)域是共享鏈路狀態(tài)信息的一組路由器。OSPF網(wǎng)絡(luò)也可配置為多區(qū)域.

area-id:如果所有路由器都處于同一個OSPF區(qū)域，則必須在所有路由器上使用相同的area-id來配置network命令比較好的做法是在單區(qū)域OSPF中使用area-id0OSPF的基本配置-OSPF路由器ID確定路由器ID，通過以下順序確定

用于驗(yàn)證路由器ID的一個命令為

showipprotocols。某些IOS版本并不象圖中所示那樣顯示路由器ID。在那些情況下，請使用

showipospf或

showipospfinterface命令檢驗(yàn)路由器ID

修改路由器ID后必須通過重新加載路由器或使用下列命令來啟用:Router#clearip

ospfprocess使用通過OSPFrouter-id命令配置的IP地址。:

Router(config)#routerospf

process-idRouter(config-router)#router-id

ip-address優(yōu)點(diǎn):環(huán)回端口不會失效

OSPF更穩(wěn)定，采用命令Router(config)#interfaceloopbacknumberRouter(config-if)#ipaddress

ip-addresssubnet-mask如果未配置router-id，則路由器會選擇其所有環(huán)回接口的最高IP地址:R1:192.168.10.5R2:192.168.10.9R3:192.168.10.10OSPF的基本配置-驗(yàn)證OSPF驗(yàn)證OSPF相鄰關(guān)系并排除相應(yīng)的故障的命令：

showipospfneighborOthercommands:showipprotocolsshowipospfshowipospfinterface命令可用于驗(yàn)證該路由器是否已與其相鄰路由器建立相鄰關(guān)系

如果未顯示相鄰路由器的路由器ID，或未顯示FULL狀態(tài)，則表明兩臺路由器未建立OSPF相鄰關(guān)系兩臺路由器未建立相鄰關(guān)系，則不會交換鏈路狀態(tài)信息OSPF的基本配置-檢查路由表showiproute命令可用于檢驗(yàn)路由器是否正在通過OSPF發(fā)送和接收路由：“O”表示路由來源為OSPFOSPF不會自動在主網(wǎng)絡(luò)邊界總結(jié)OSPF的基本配置-OSPF度量CiscoIOS使用從路由器到目的網(wǎng)絡(luò)沿途的傳出接口的累積帶寬作為開銷值開銷越低，該接口越可能被用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流量開銷計算公式：108/接口帶寬參考帶寬默認(rèn)為100Mbps可使用OSPF命令auto-costreference-bandwidth

修改OSPF的基本配置-OSPF度量COST累計開銷：從路由器到目的網(wǎng)絡(luò)的累計開銷值OSPF的基本配置-修改鏈路開銷bandwidth命令與ipospfcost命令比較Ipospfcost

命令－直接將鏈路開銷設(shè)置為特定值并免除了計算過程Bandwidth

命令－使用開銷計算的結(jié)果確定鏈路開銷OSPF的基本配置-接口優(yōu)先級使用ipospfpriority命令來控制選舉例：:Router(config-if)#ipospfpriority{0-255}優(yōu)先級值