HCIA学习笔记三十四：链路状态路由协议OSPF

一、开放式最短路径优先（OSPF）

• 无环路
• 收敛快
• 扩展性好
• 支持认证

二、OSPF原理介绍


• LSA：Link-State Advertisement（链路状态通告），是链接状态协议使用的一个分组，它包括有关邻居和通道成本的信息。LSA被路由器接收用于维护它们的路由选择表。
• LSDB：Link State DataBase（链路状态数据库），通过路由器间的路由信息交换，自治系统内部可以达到信息同步，即LSDB描述的网络拓扑同步。
三、OSPF协议介绍

• OSPF（开放最短路径优先）属于IGP内部网关路由协议，协议基于链路状态算法。
• OSPF直接运行于IP协议之上，使用IP协议号89。

四、OSPF报文类型


• Hello：Hello包，是用来建立邻居关系的，邻居关系建立好之后，还会周期性地发送Hello包来维护邻居关系。
• Database Description：数据库描述包，包含的是LSA的摘要信息。
• Link-State Request：链路状态请求包，请求未知的LSA。
• Link-State Update：链路状态更新包。比如说我这台路由器中，发现邻居的数据库中有一条LSA我没有，我发一个请求包给它获取未知的LSA，接下来邻居会把LSA放到更新包（LSU）里面传给我。
• Link-State Acknowledgment：链路状态确认包。如果我收到邻居的更新包，那我需要给它一个确认。
 >>>Hello不需要确认；Database Description通过DBD确认；Link-State Request通过Link-State Update确认；Link-State Update通过Link-State Acknowledgment确认；
五、邻居状态变换


• Down状态：当前的路由器运行了OSPF，端口刚起来的一瞬间的状态，还没有收到Hello包时的状态。
• Attempt状态：只存在于NBMA网络中。当一台设备试图通过Hello报文去联系自己的邻居，但是没有收到回应报文时，就会将它的邻居关系设置为Attempt状态。
• Init状态：一旦发送Hello包出去，就会进入初始状态。
• 2-Way状态：收到邻居的Hello包了，然后在邻居的Hello包当中看到自己的Router ID了，则会进入2-Way状态，双方建立邻居关系。2-Way状态会选DR（指定路由器）和BDR（备份指定路由器），怎么来选？先比较所有路由器的优先级，谁的优先级大，谁就是DR。然后再看RID，谁的优先级大，谁就是DR，次大的就是BDR，其它就是DROTHER。
六、邻居（Neighbor）和邻接（Adjacency）


七、查看邻居状态


八、数据库同步

 
• ExStart状态：2-Way状态完成之后，会进入到下一个状态叫ExStart（准启动状态）。在这个状态，它会检测MTU（Maximum Transmission Unit，最大传输单元）是否会一致？如果不一样的话，会一直卡在ExStart状态。然后接下来，它会发送FirstDBD，选取主从。主从怎么选？比较所有路由器的RID，谁的RID大，谁就是主，谁的RID小，谁就是从。
• Exchange状态：主从选取之后，会进入到Exchange状态，即交互状态。在Exchange状态，会交互DBD了。在这个状态下面，是由主路由器先发送DBD包给从路由器，然后从路由器收到主路由器的DBD包的时候，再给它回应一个DBD包。
九、建立完全邻接关系


• Loading状态：DBD报文交换完成即Exchange done，此时状态为Loading。
• Full状态：LSR重传列表为空，此时状态为Full，表明邻接关系建立。
十、查看邻接关系


十一、DR和BDR


• 10.1.1.4的Router ID最大，所以它是DR；10.1.1.3的Router ID次大，所以它是BDR；10.1.1.1和10.1.1.2都是DROTHER。
• DROTHER路由器只会跟DR和BDR建立邻接关系，所以10.1.1.1和10.1.1.2建立的是邻居关系。
十二、路由器分类


• 区域内路由器IR（Internal Routers）：该类路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域。
• 区域边界路由器ABR（Area Border Routers）：该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域。ABR用来连接骨干区域和非骨干区域。
• 骨干路由器BR（Backbone Routers）：至少有一个接口属于骨干区域。因此，所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器。
• 自治系统边界路由器ASBR（AS Boundary Routers）：位于OSPF自治系统和非OSPF网络之间。

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