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OSPF（开放路径最短优先）

news 来源：原创 2025/9/19 4:30:16

ospf优先级：内部优先级默认为10，外部优先级默认为150

1.ospf的三张表
（1）邻居表 <记录邻居状态和关系>
（2）拓扑表 <链路状态数据库>
（3）路由表 <对链路状态数据库进行SPF计算得出的OSPF路由表>
2.ospf路由器的类型
（1）IR,interior router区域内部路由器 <所有接口都在同一区域>
（2）BR,backbone router骨干路由器 <有接口在骨干区域>
（3）ABR,area border router区域边界路由器 <连接骨干区域和非骨干区域>
（4）ASBR,autonomous system boundary router自治系统边界路由器 <连接外部自治系统，并引入外部路由>
3.Router ID
Router-ID 是非抢占的，若出现一个更大的IP，仍保持原来的router-id。只有手动配置或router-id对应的接口IP地址消失，重启ospf进程后router-id发生改变。
4.ospf的网络类型
（1）广播多路访问型：
以太网默认的网络类型、需要选举DR/BDR、hello-time为10秒、dead-time为40秒、组播发送协议报文。
（2）非广播多路访问型
帧中继接口的默认网络类型、需要选举DR/BDR、hello-time为30秒，dead-time为120秒、单播发送协议报文需要手动指定邻居。
（3）点到点网络
ppp默认的网络类型、不选举DR/BDR、hello-time为10秒、dead-time为40秒、组播发送协议报文。
（4）点到多点网络
由其他网络类型修改、不选举DR/BDR、hello-time为30秒、dead-time为120秒、模拟组播发送协议报文，可以自动发现邻居。

在设置网络类型，要注意以下几个方面：
P2MP类型必须是由其他的网络类型强制更改
一般情况下，链路两端ospf接口的网络类型必须一致，否则不可用建立邻居关系

5.ospf五种报文
Hello：建立和维护ospf邻居关系。
DBD：链路状态数据库描述。OSPF 路由器通过交换 DBD 报文，来统计自己缺少的 LSA 并向对端发送 LSR 报文进行请求。
LSR：链路状态请求报文。用于向邻居请求自己 LSDB 中没有的 LSA。
LSU：将邻居需要的LSA打包成LSU发给邻居，只有 LSU 报文中会包含完整的 LSA。
LSAck：LSAck 用于向邻居确认收到的 LSU，如果没收到 LSAck 的话，邻居会不断的重传LSU。

6.ospf的邻居状态机
（1）Down：表明没有在邻居失效时间间隔内收到来自邻居路由器的Hello数据包。
（2）Attempt：该状态仅发生在NBMA网络中，表明对端在邻居失效时间间隔超时前仍然没有回复Hello报文。此时路由器依然每发送轮询Hello报文的时间间隔向对端发送Hello报文。
（3） Init：本状态表示已经收到了邻居的HELLO报文，但对方并没有收到我发的HELLO报文。
（4）2-way：收到的Hello报文中包含有自己的Router ID，则状态为2-way；如果不需要形成邻接关系则邻居状态机就停留在此状态，否则进入Exstart状态。
（5）ExStart：路由器和它的邻居之间通过互相交换DD报文来决定发送时的主/从关系。
（6） Exchange：路由器将本地的LSDB用DD报文来描述，并发给邻居。
（7） Loading：路由器发送LSR报文向邻居请求对方的DD报文。
（8）Full：在此状态下，邻居路由器的LSDB中所有的LSA本路由器全都有了。即，本路由器和邻居建立了邻接状态。

7.LSA类型
（1）LSA type1（Router LSA）
传播范围：仅在区域内传播
产生者：每台路由器都会产生
（2）LSA type2（network LSA）
传播范围：仅在区域内传播
产生者：由DR产生
（3）LSA type3（Network Summriy-LSA）
传播范围：传递至除Totally stub和Totally NSSA区域之外的所有区域
产生者：由ABR产生
（4）LSA type4（ASBR summary-LSA）
传播范围：在除ASBR本区域之外的其他普通区域传递
产生者：由ABR产生
（5）LSA type5（External-LSA）
传播范围：传递至除特殊区域外的所有其他普通区域
产生者：由ASBR产生
（7）LSA type7（NSSA-LSA）
传播范围：只在NSSA本区域传递
产生者：由NSSA区域ASBR产生

8.特殊区域
（1）stub区域：不接收4 5类LSA，由ABR自动产生一条缺省路由的Type3 LSA下发至该区域，骨干区域不能被配置为特殊区域，如果要将一个区域配置成Stub区域，则该区域中的所有路由器必须都要配置成Stub路由器，Stub区域内不能存在ASBR，虚连接不能穿越Stub区域建立。
（2）totally stub区域：不接收3 4 5类LSA，由ABR自动产生一条缺省路由的Type3 LSA下发至该区域，骨干区域不允许设置为特殊区域，Stub区域不允许存在ASBR。
（3）nssa区域：不接收4 5类LSA，但本区域存在ASBR；本区域引入的外部路由以Type7 LSA传递，当该外部路由传递至其他普通区域时，由Router-id最大的ABR进行7转5；手动配置ABR下发一条Tyep7的缺省路由LSA。
（4）totally nssa区域：不接收3 4 5类LSA，但本区域存在ASBR；本区域引入的外部路由以Type7 LSA传递，当该外部路由传递至其他普通区域时，由Router-id最大的ABR进行7转5；由ABR自动产生一条缺省路由的Type3 LSA下发至该区域

NSSA区域和Stub区域的区别：
两者的差别在于，NSSA区域能够将自治域外部路由引入并传播到整个OSPF自治域中，同时又不会学习来自OSPF网络其它区域的外部路由

9.OSPF选路原则：
1.区域内路由>区域间路由>1类外部路由>2类外部路由
2.类型一致，对比Cost

10.虚连接
通过在一个中间区域的2个ABR上配置虚连接来使两端的区域实现逻辑上的连接，解决非骨干区域不能和骨干区域相连。

11.ospf路由聚合
（1）ABR聚合：把一个区域的LSA聚合后发布到相邻区域；只能对Type 3类的LSA进行聚合；ABR的聚合不会影响本机的路由，只会影响下游路由器的路由；ABR聚合后会在ABR本机上产生一条该聚合路由的黑洞路由来防止环路出现。
（2）ASBR聚合：只能对Type 5、7类Lsa进行聚合；ASBR的聚合不会影响本机的路由，只会影响OSPF内部其他路由器的路由；ASBR聚合后会在ABR本机上产生一条该聚合路由的黑洞路由来防止环路出现。

12.ospf安全验证
（1）接口验证：链路两端的接口必须配置一致的密码才能建立邻居关系
（2）区域验证：在区域下配置一致的密码才能加入同一个区域
注意：接口验证高于区域验证，只要接口验证通过，哪怕区域验证挂了也能通过

13.2-way的前提
（1）Router-id无冲突 <修改Router-id需要重置OSPF进程使生效>
（2）区域id一致
（3）掩码长度一致
（4）验证密码一致
（5）hello-time一致
（6）dead-time一致

14.ospf的优点

（1）仅传播对端设备不具备的路由信息，避免网络资源浪费
（2）网络收敛速度快
（3）扩展性好
（4）支持认证（安全性好）

15.影响OSPF邻居关系的因素：
（1）双方Router-id冲突
（2）双方Area-id不一致
（3）广播网络中掩码不一致
（4）网络类型不一致（如果一端是NBMA，另一端不是，则无法建立邻居；其他的情况都是邻接关系可以FULL，但是无法计算路由）
（5）双方接口的MTU不一致（导致邻接状态卡在Exstart或Exchange）
（6）验证未通过
（7）特殊区域类型不一致
（8）Hello-time和Dead-time不一致

DR,BDR选举规则总结：
1.看接口优先级，优先级越大越优先，被选DR，优先级第二，被选BDR.
2.如果优先级一样，选route-id,越大优先.
3.如果路由器没有设置route-id，那么选接口的ip地址，越大越优先。

邻居和邻接：
1.在OSPF中路由器与路由器之间有两种关系分别是邻居和邻接。
2.收到hello报文的路由器检查报文中的参数，如果双方一致就形成邻居关系。
3.当双方成功交换DD报文，交换LSA达到LSDB同步后，建立邻接关系。

邻居与邻接详解（了解）
OSPF 邻居关系，分为邻接和邻居两种。LSA 只在邻接关系的邻居之间同步，普通邻居关系之间不同步 LSA 信息。
邻居关系：路由器之间仅通过 Hello 报文，知道目前处于同一区域。
邻接关系：在邻居关系的基础上，DR 和 BDR 之间互相发送 LSA。
我们知道，在运行着多台 OSPF 的路由器中，为了让对方能够发现自己，需要互相发送 HELLO 消息，建立邻居关系。接着发送在路由器之间传送 LSA 碎片。但这就有一个问题，由于每台路由都需要知道完整的拓扑信息，所以所有路由器都需要广播和接受 LSA 的碎片，假设有 n 个路由器之间连接邻接关系，那么将需要建立 n(n-1)/2 个邻接关系。这无疑是对网络资源的很大损耗。
为了解决这个问题就提出了一个 DR 和 BDR 的概念，将路由器的角色分为三种:
DR: 选举成功的指定路由器 - 理解成班长
BDR:作为backup的指定路由器 - 理解成副班长，时刻监听班长状态，班长一死，副班长直接转正。
DROther：未选举成功的其他路由器。
接着在一个多路访问链路上，所有的路由器都需要与 DR 路由器建立邻接关系，同时也要与 BDR 路由器建立邻接关系，DR Other 之间，只建立邻居关系，不会同步数据库信息。换句话说，区域中的普通路由器只和老大和老二建立关系。进而依靠这种方式降低 OSPF 进程对路由器资源占用的。

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