OSPF 路由协议详解（一）

2024-08-30 09:07:35

目录

ospf 协议是网络层协议
ospf 基础知识
路由协议通用小知识
ospf 中的网络类型
ospf 的工作流程
ospf 邻居状态机

ospf 协议是网络层协议

此篇文章适合有一定网络基础的人

ospf 协议最多应用在企业网络中，针对于运营商网络并不是特别的适用，端口号为 89 通过 IP 进行数据的转发

ospf 基础知识

ospf 的路由更新通过组播地址：224.0.0.5 / 224.0.0.6 进行更新
spf 算法是 ospf 路由协议的基础，spf 算法有时也被称为 Dijkstra （迪杰斯特拉）算法
ospf 协议的普及率要比 is-is 协议的普及率高
ospf 协议的内部路由优先级为 10 ，外部路由优先级为 150 ，开销值为 1
ospf 中修改带宽的参考值命令：

ospf 的度量值计算：参考带宽除以实际带宽
Stub 网络没有邻居（末节网络），Transnet 网络有邻居（记录出去的开销）
ospf 协议在域内是链路状态协议，在域间是距离矢量协议

因为 ABR 会把一类和二类的 LSA 一同转换为三类的 LSA 传递出去
ospf 的进程号只具有本地意义，如果只有一个区域，那么任何区域都可以作为骨干区域

路由协议通用小知识

ospf 可以直接配置负载均衡

配置通过多种路径进行转发报文
不配置等价路由的情况下影响路由选路

ospf 中的网络类型

在 ospf 协议中一共有四种网络类型：

广播网络（broadcast）
点到点网络（P2P）
点到多点网络类型（P2MP）
NBMA 网络

ospf 的工作流程

1、邻居建立

DOWN 状态习互相发送 Hello 报文，双方在接收到报文之后会进入 Init 状态
Init 状态习会发送带有邻居 ID 的 hello 报文，对方会进入 2-way 状态，之后邻居也会向本设备发送同样的带有邻居 ID 的 hello 报文----此状态经历完成之后，标志着邻居建立完成
对于不支持组播网络的网络需要进行手动指定邻居
ospf 支持手动指定邻居，通过单播的方式

帧中继网络建立邻居会进入 Attempt 状态尝试唤醒状态

2、同步链路状态数据库

Exstart 状态，发送 DD 报文，确认主从

Exstart 状态里面有一些序列号：

x 为序列号
I 表示为第一个数据包
MS 确认是否为 Master （主从关系）
M 表示后面还有其他的数据包

主从关系的选举是根据谁的 RID 大的为主，选举主从是为了隐式确认（主从序列号）

当 ospf 开启了 MTU 检测之后，当 MTU 超过 1500 之后邻居的状态会卡在 Exstart 状态

Exchange 状态

Exchange 状态，第一次发送的 DD 里面携带各自的序列号，选举主从之后会响应主设备的序列号，之后开始对比 LSDB 数据库进行摘要信息的交互，此状态可以直接进入 Full 状态

Loading 状态

经过 exchange 状态的对比，双方都会知道自己缺少什么信息，在 Loading 状态就会向对方请求回复以及进行确认消息

LSR -- 请求

LSU -- 回复--最重要的 LSA 就存在于 LSU 报文中

LSACK -- 确认--当对方之后收到路由信息之后会发送一个确认收到的信息

3、计算最优路由

执行 spf 算法进行计算最短路径树

ospf 邻居状态机

Down：在此状态下的路由器不会从邻居收到任何的信息。
Init：发送 hello 报文，此状态发送的 hello 报文是单向的 hello 报文。
Attempt：此状态只存在于 NBMA 环境中手动配置邻居的情况（一般情况下见不到此状态）。
2-way：发送 hello 报文，此状态下邻居双发都发送过彼此的 hello 报文，此状态标志着邻居状态建立成功。
Exstart：此状态发送的 DD 报文是一个假的 DD 报文，主要是用来选举主从关系的报文。
Exchange：真的 DD 报文，发送 DD 报文用于告诉对方自己简要的 LSDB 摘要信息。
Loading状态：里面包含 LSR、LSU、LSACK LSU（里面包含的LSA），通过请求、发送信息和确认最后进入 Full 状态进行计算最短路径树。
Full：开始计算到各个节点的路由--标志着邻接关系的建立成功。

作者：Joker

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