OSPF路由协议

OSPF（开放式最短路径优先）

1、回顾

• rip：v1（广播发送、路由自动汇总，不支持可变长子网）v2（组播发送，默认不汇总路由，支持可变长子网）
• 封装在UDP的520端口中，组播地址是224.0.0.9
• 度量值是跳数，最大15跳
• 只适用于小型企业网络
• 发送的路由信息，每30s一个更新周期，当网络结构过大时，网络收敛比较慢

一、OSPF

1、简介

• 开放式最短路径优先，相邻的路由器传递链路状态信息（链路状态通告LSA）
• 度量值是代价：由链路带宽来确定（1000Mbps代价是1)
• 没有跳数限制，理论上网络的拓扑结构可以无限大，当网络结构变大时，OSPF通过划分区域的方式来实现网络的快速收敛，各个区域可以进行同时网络收敛
• 采用组播发送链路状态信息，支持可变长子网掩码，spf封装在网络层的上层，协议号为89
• ospf是属于内部网关路由协议，是在单一的AS中进行决策路由

2、工作过程

• 首先向相邻的路由器发送hello报文去建立邻居关系
• 建立了邻居关系后，进行DR(指定路由）和BDR（备份指定路由器）选举
• 发送链路状态数据库描述（DBD）报文进行链路状态数据库的同步
• 邻接关系建立
• 发送链路状态请求报文(LSR）
• 对方回应链路状态更新报文（LSU），一个LSU中会包含一条或多条LSA
• 对LSU进行确认回应链路状态确认报文（LSAck）
• 通过最短路径优先算法计算得出最短路径(Dijkstra）
• 最后形成路由条目

3、区域划分

• 骨干区域：区域编号为0（0.0.0.0)，核心区域，其他所有的区域必须和骨干区域直连，如果两个普通区域直连是无法实现路由学习的

由上图所示，在一个OSPF的AS中划分了4个区域，区域1、区域2和骨干区域直连，区域2的路由可以通过路由器B传入骨干区域，再由骨干区域路由器C传入区域1，最终实现区域2和区域1及骨干区域的路由同步

由于路由器D不属于骨干区域路由器，无法将区域3的路由传入区域1，区域3无法获取到0、1、2区域的路由信息，其他区域也无法获取到区域3的路由信息

• 非骨干区域
  • 标准区域
  • 末梢区域
  • 完全末梢区域
  • 非纯末梢区域
  • 完全非纯末梢区域

4、单区域配置

• 将路由器所有接口都宣告到同一区域中

#配置IP地址之后#在AR1中
#进入OSPF进程
ospf 10
area 0
network 192.168.10.0 0.0.0.255 #0表示严格匹配，1表示不匹配,即子网掩码的反码
network 172.16.1.0 0.0.0.3#在AR2中
ospf 10
area 0
network 192.168.20.0 0.0.0.255 #0表示严格匹配，1表示不匹配,即子网掩码的反码
network 172.16.1.0 0.0.0.3

5、OSPF多区域

• 路由器角色
  • 内部路由器：所有的接口都在一个区域内
  • DR路由器：在一个区域内的指定路由器，其他路由器只和DR路由器去建立邻接关系
  • ABR路由：区域边界路由器，连接了一个或多个区域
  • ASBR路由：自治系统边界路由器，连接了一个或多个AS
• 标准区域
  • 需要和骨干区域直连，可以连接外部AS，会产生的通告类型：1、2、3、4、5
• 末梢区域、完全末梢区域
  • 末梢区域不会产生外部路由通告，不存在LSA5的通告，是直接采用一条LSA3的默认路由去往外部
  • 完全末梢区域是更经济的末梢区域，此区域内不会产生其他区域通告，只会有一条默认路由去往其他区域和外部
• 非纯末梢区域、完全非纯末梢区域
  • 非纯末梢区域，区域中包含ASBR，可以用于连接外部AS，区域中的ASBR将外部路由传入OSPF区域，采用的是LSA7，再通过NSSA区域的ABR转换为LSA5传入其他区域
  • NSSA区域不会产生其他区域传入的外部路由通告，只会有一条LSA7的默认路由通告去往其他区域连接的外部AS，具备末梢局域的特性
  • 完全非纯末梢区域，具备完全末梢区域的特性，不会产生其他区域和其他区域传入的外部路由通告，只会有一条LSA3的默认路由去往其他区域，一条LSA7的默认路由器去往其他区域连接的外部AS

6、OSPF链路状态通告

• LSA1：路由器LSA，由区域内的路由器发出
• LSA2:网络LSA，由区域内的DR路由器发出
• LSA3：汇总LAS，由ABR路由器发出，用于汇总一个区域的LSA
• LSA4:汇总LSA，由ABR路由器发送，用于通告ASBR路由器
• LSA5：AS外部路由，由ASBR路由器发出，将外部路由通告到OSPF区域
• LSA7：NSSAAS外部路由，由NSSA区域的ASBR路由器发出，将外部路由通告到OSPF区域

#配置IP
#AR1
sys
dhcp enable
int g0/0/0
ip add 192.168.20.254 24
dhcp select int
int g0/0/1
ip add 192.168.1.1 24
#AR2
int g0/0/0
ip add 192.168.1.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.2.1 24
int g0/0/2
ip add 192.168.3.1 24
#AR3
sys
dhcp enable
int g0/0/0
ip add 192.168.30.254 24
dhcp select int
int g0/0/1
ip add 192.168.2.2 24
#AR4
sys
int g0/0/0
ip add 192.168.3.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.4.1 24
#AR5
sys
dhcp enable
int g0/0/0
ip add 192.168.10.254 24
dhcp select int
int g0/0/1
ip add 192.168.4.2 24#进入OSPF进程
#在AR1中
ospf 10
area 0
network 192.168.20.0 0.0.0.255
network 192.168.1.0 0.0.0.255#在AR3中
ospf 10
area 1
network 192.168.30.0 0.0.0.255
network 192.168.2.0 0.0.0.255#在AR2中
ospf 10
area 0
network 192.168.1.0 0.0.0.255
network 192.168.2.0 0.0.0.255rip 10
version 2
network 192.168.3.0#在AR4中
rip 10
version 2
network 192.168.3.0
network 192.168.4.0#在AR5中
rip 10
version 2
network 192.168.10.0
network 192.168.4.0

默认情况下AR1学习不到192.168.3.0的路由，属于不同的协议

#在AR2中进行操作
#将RIP路由引入到OSPF中
ospf 10
import-route rip 10

7.末梢区域、完全末梢区域

#根据拓扑图添加完整IP地址，更加上一个拓扑实验进行配置
#新增AR6
#AR6
sys
int g0/0/0
ip add 192.168.2.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.5.1 24

在AR3中

在AR6中

在AR2中

配置末梢区域

在AR3中

在AR6中

配置完全末梢区域

#在AR3中
ospf 10
area 1
stub no-sunmmary
#在AR6中
ospf 10
area 1
stub no-sunmmary

8.非纯末梢区域、完全非纯末梢区域

#配置IP地址
#AR1
sys
dhcp enable
int g0/0/0
ip add 192.168.10.254 24
dhcp select int
int g0/0/1
ip add 192.168.1.1 24
#AR2
sys
int g0/0/0
ip add 192.168.1.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.2.1 24
int g0/0/2
ip add 192.168.3.1 24
#AR3
sys
int g0/0/0
ip add 192.168.3.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.4.1 24
#AR4
sys
int g0/0/0
ip add 192.168.4.2 24
int g0/0/1
ip add 192.168.5.1 24
#AR5
sys
dhcp enable
int g0/0/0
ip add 192.168.30.254 24
dhcp select int
int g0/0/1
ip add 192.168.5.2 24
#AR6
sys
int g0/0/0
ip add 192.168.20.254 24
int g0/0/1
ip add 192.168.2.2 24

在AR2中配置静态路由

在AR1中进行宣告

在AR2中进行宣告

在AR3中进行宣告

在AR4中进行宣告

在AR5中进行宣告

在AR4中引入RIP

AR5中的路由表想要学到ospf，需要在AR4中引入ospf

在AR2中引入静态

在AR3，AR4中配置非纯末梢

在AR3，AR4中配置完全非纯末梢