OSPF路由协议（上）

OSPF 概述

OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的动态路由协议，属于IGP（内部网关协议），采用Dijkstra算法计算最短路径树。它支持VLSM（可变长子网掩码）和快速收敛，适用于中大型网络。

OSPF 工作原理

• 链路状态通告（LSA）：路由器通过LSA广播自身链路状态信息，形成统一的链路状态数据库（LSDB）。
• 区域划分：通过划分区域（Area）减少路由更新流量，骨干区域（Area 0）必须连通其他非骨干区域。
• 邻居关系：通过Hello报文建立邻居关系，最终形成邻接关系以同步LSDB。

OSPF 配置示例 

以Cisco设备为例，基本配置如下：

router ospf 1
 network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 1

• router ospf 1 启用OSPF进程，进程ID为1。
• network 命令指定参与OSPF的接口及所属区域。

OSPF 路由类型

1. 区域内路由（Intra-Area）：同一区域内的路由。
2. 区域间路由（Inter-Area）：通过ABR（区域边界路由器）在不同区域间传递的路由。
3. 外部路由（Type 1/Type 2）：通过ASBR（自治系统边界路由器）引入的外部路由，Type 1考虑内部开销，Type 2仅考虑外部开销。

OSPF 优化与排错

• DR/BDR选举：在广播多路访问网络中选举指定路由器（DR）和备份指定路由器（BDR），减少邻接关系数量。
• 认证配置：启用MD5或明文认证提升安全性：

  interface GigabitEthernet0/0
   ip ospf authentication message-digest
   ip ospf message-digest-key 1 md5 YOUR_KEY
  

• 排错命令：
  • show ip ospf neighbor 查看邻居状态。
  • show ip ospf database 检查LSDB完整性。

 维持邻居关系(点对点)

• 邻居之间通过交换Hello报文，确认邻居是否工作正常

• 如果在一定的时间间隔内，收不到邻居发来的Hello报文，就认为邻居已经失效，从邻居表中删除。

DR/BDR的选举(广播多路访问) 

• 采用DR/BDR建立邻接关系，可以降低需要维护的邻接关系数量

 • OSPF协议包具备超时重传机制

• OSPF协议包具备序列号，对重复包不做处理

• 在广播和NBMA网络中，链路状态发生变化时，主要是通过DR路由器发送更新报文。

• OSPF LSA老化

– LSA不老化的缺点：当网络长时间中断，故障网络中的设备发起的LSA长时间无效，但仍然存储在LSDB中，浪费设备内存。

– OSPF LSA采用递增老化

• LSA自发起时开始计时，到达最大老化时间后，从LSDB中清除。

• OSPF最大老化时间3600秒，LSA头部的老化时间字段用于计时。

• OSPF LSA老化与全网刷新

– 正常OSPF网络的路由维护

• LSA老化时间到达最大老化时间的一半(30分钟)，发起路由器随机等待一段时间后重新发起该LSA，然后洪泛，刷新所有路由器LSDB。

• 新发起的LSA序列号加1，老化时间为0。

– LSA在整个洪泛过程中，除老化时间外，其余各字段都保持不变。

 OSPF区域号

• OSPF路由域：运行OSPF路由协议的网络。

• OSPF区域：OSPF是一种支持划分多区域的协议。

– Area ID：32位，用数字或IP地址表示。