OSPF相关知识梳理

OSPF(Open Shortest Path First) 开放最短路由优先路由协议
OSPF是一种基于链路状态的,支持无路由,当网络拓扑发生变化时发送组播的路由协议,与EIGRP一样,支持多条到同一个目标网络的等成本路由
OSPF用Hello包来建立邻居关系,用组播224.0.0.5来向外发送Hello分组,在点到点和广播网络中间隔时间为10s,在其他网络中间隔时间为30s
Hello包交换如下信息：
RID；
Hello间隔和失效间隔；
邻居列表，邻居的定义为属于同一个子网，且使用的Mask相同
区域ID；
路由器优先级（8位）；
DR和BDR的IP地址；
身份验证信息（若配置了）；

邻接路由器要建立邻居关系需要满足如下条件：
1）区域ID一样
2）子网一样
3）Hello定时器和失效定时器时间设定一样
4）身份验证方法一致（如果配置了）
在广播多路访问网络时，OSPF路由器只与DR和BDR建立邻居关系
ps:不同厂商的路由器的话,成本cost需要配置一样

在链路是点到点的，只要正确配置了Hello分组包含的信息就建立邻居关系

变成邻居的微观过程：
整个过程可能有8种关系状态：
0）ATTEMPT：表示需要手动指定邻居，网络是NBMA网络
1）DOWN：表示未收到 Hello分组，不代表接口处与down状态
2）INIT：表示已收到对方的Hello分组，但分组的“邻居列表”字段中没有自己的ID，还未建立双向通信
3）双向Two-way：表示处于双向状态，如果网络是广播多路访问的网络，开始选举DR和BDR
4）预启动Exstart：DR和BDR已和其他路由器建立了邻居关系，在交换DBD分组后，将进入交换状态
5）交换Exchange：这个状态，使用数据库描述DBD或DD来交换路由选择信息，还可能发送链路状态请求（LSR）和链路状态更新LSU，开始发送LSR后就进入加载状态
6）加载Loading: 加载状态时，向邻居发送LSR分组，请求对方发送在上一个环节（交换状态期间）遗漏或受损的LSA，邻居收到LSR后会用LSU来响应，然后等收到LSU后会发送LSAck来和邻居确认。路由器收到所有LSR的应答后，就进入完全邻接状态FULL
7）FULL：表示双方成为完全邻接状态，同步了所有LSA信息

建立邻居后,OSPF使用LSA泛洪来共享路由选择信息，通过发送LinkStateUpdate分组来共享包含链路状态数据的LSA信息
LSA可以分为5类
1类LSA：路由器链路通告（RLA）或者路由器LSA，由每台路由器向其所属区域的其他路由器发送。信息包含RID、接口、IP信息和接口的当前状态
2类LSA：网络链路通告（NLA），由DR生成的，用来发送网络中其它路由器的状态信息（代表其他路由器而发送），泛洪到当前区域的所有路由器，而不会转播到区域外部。信息包含DR和BDR的IP信息
3类LSA：汇总链路通告（SLA），由区域边界路由器（ABR） 生成的，ABR将3类LSA发送到它连接的其他区域，3类LSA通告区域内的所有网络并且会通告其他OSPF区域如何前往主干区域（区域0）的区域间路由。信息中包含发送信息的ABR的IP信息和RID
4类LSA：由ABR生成，ABR将4类LSA发送到它连接的其他区域，专用于告诉其他OSPF区域如何前往ASBR
5类LSA：外部链路通告，由ASBR发送，用于通告前往OSPF自主系统外部的路由，将传遍整个OSPF自主系统。每通告一个外部网络，ASBR都将生成一个5类LSA

1、2类在区域内部的路由器之间传播；

具体不同类别的LSA中的信息可以参考： http://www.metopu.com/index.php/%e5%bc%80%e6%94%be%e5%bc%8f%e6%9c%80%e7%9f%ad%e8%b7%af%e5%be%84%e4%bc%98%e5%85%88%ef%bc%88ospf%ef%bc%89-3/
不同网络，泛洪地址不同：
1）点对点网络(HDLC、PPP)，组播地址为224.0.0.5，AllSFPRouters接收该包，不选举DR和BDR
2）广播多路网络中(以太网、令牌环网、FDDI)，路由信息是发送给224.0.0.6（所有的DR和BDR监听该地址），然后DR或BDR再发送给224.0.0.5，来通告所有SFPRouter们路由跟新的状况
3）非广播多路访问（NBMA），帧中继、X.25和异步传输模式（ATM）等网络 ，不具备广播的能力,因此邻居要人工来指定,在这样的网络上要选举DR和BDR,OSPF包采用单播（unicast）的方式，LSA以单播方式发送到DR BDR，并且DR以单播方式发送这些更新
4）点到多点网络 是NBMA网络的一个特殊配置,可以看成是点到点链路的集合. 在这样的网络上不选举DR和BDR
5）虚链接: OSPF包是以单播（unicast）的方式发送
DR和BDR选举，通过优先级和RID来决定
BDR会监视DR状态，再DR起故障时随时顶替其位置，但当原DR恢复时不会抢回其以前位置

配置方法：
R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0
R1(config-router)#router-id 233.255.255.254 //设置RID
R1(config)#int loopback 0 //配置环回接口
R1(config-if)#ip address 172.31.1.1 255.255.255.255 /环回接口设置ip地址，这个地址重启后会成为RID
OSPF验证命令

sh ip ospf //查看路由器ID、区域信息、SPF统计信息以及LSA定时器信息
sh ip ospf database //显示数据库中的LSA摘要
sh ip protocols //核实OSPF进程ID以及在路由器上是否启用了OSPF
sh ip ospf interface //显示启用了OSPF的接口的OSPF相关信息
sh ip ospf neighbor //核实启用了OSPF的接口