OSPF基础知识介绍--笔面试

OSPF–开放最短路径树协议，ospf直接封装在ip层，只有协议号89，没有端口号。组播更新地址224.0.0.5和224.0.0.6(DR/BDR之间)rip同样采用组播更新，更新地址为224.0.0.9，通过520端口工作，协议号17.

图1：ospf发包格式

图2：ospf组播更新224.0.0.6

图3：rip发包格式

ospf的5种数据包类型

ospf有5种数据包。

图4：ospf五种数据包

hello包：用于邻居，邻接的发现建立保活。hello time为10s或30s
hello包种邻居之间任意参数一致方可建邻，如有不同，则不可间邻。

图5：hello包中需一致的参数

DBD包：数据库描述包（包含的LSA简述）
LSR：链路状态请求（对没有的LSA请求）
LSU：链路状态更新（LSA的更新）
LSACK：链路装状态确认（确认）

OSPF的八种状态机

Down：一旦本地发出hello包进入下一个状态
	attempt：只存在于NBMA网络(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：初始化 收到的hello包若存在本地的RID进入下一个状态
2way：双向通讯 邻居关系建立的标志
	条件匹配：点到点网络将直接进入下一个状态； MA网络类型将进行DR/BDR选举，非DR/BDR间将无法进入下一状态；
Exstart：预启动 使用类似hello的DBD进行主从关系的选举，RID大为主优选进入下一状态
Exchange 准交换 使用真正的DBD进行数据库目录的共享，需要使用ACK确认
Loading 加载 使用LSR/LSU/LSAck来获取未知的LSA信息；
	LSA：链路状态通告，在不同的网络条件下将产生不同类别的LSA信息来代表拓扑或者路由条目；
	LSDB：链路状态数据库 装载和存储所有各种类别的LSA；
Full转发 邻接关系建立的标志

OSPF的LSA

LSA：链路状态广播
更新：1：30min周期更新，2：触发更新（新增网段，断开网段，无法沟通（4倍hello time））

OSPF协议的工作过程

1. OSPF协议启动后，A向本地所有启动了OSPF协议的直连接口组播224.00.5发送hello包；本地hello包中携带本地的全网唯一的router-id；之后对端B运行OSPF协议的设备将回复hello包，该hello包中若携带了A的routerid，那么A/B建立为邻居关系；生成邻居表；
2. 邻居关系建立后，邻居间进行条件匹配，匹配失败就停留于邻居关系，仅hello包周期保活；条件匹配成功可以开始建立邻接关系：邻接间共享DBD包，将本地和邻接的DBD包进行对比，查找到本地没有的LSA信息目录；之后使用LSR来询问，对端使用LSU应答具体的LSA信息，之后本地再使用ack确认，可靠；该过程完成后，生成数据库表；
3. 再之后本地基于数据库表，启用SPF选路规则，计算到达所有未知网段的最短路径，然后加其加载到本地的路由表中；收敛完成，hello包周期保活，每30min再周期收发一次DBD来判断和邻接间数据库是否一致

OSPF的特殊区域

不能是骨干区域，不能存在虚链路；
「1」同时不存在ASBR

1）末梢区域—该区域拒绝4/5的LSA进入；由该区域连接骨干区域的ABR设备，向区域内发送一条3类的缺省路由；
注：该区域内所有设备均需要定义，否则无法建立邻居关系；
2)完全末梢区域，在末梢区域的基础上进一步拒绝3类的LSA；仅保留一条3类的缺省路由； 
先将该区域配置为末梢区域，然后仅在ABR上定义完全末梢即可；

「2」同时存在ASBR

1)NSSA 非完全末梢区域—拒绝非本区域内部产生4/5LSA，本区域ASBR产生的5类将通过7类LSA传输，到达ABR处进入骨干区域时，由7类转换回5类；
在cisco设备中为了避免环路的出现，OSPF协议在NSSA区域配置完成后，不会自动产生缺省路由；而是由管理员在缺省网络无环的前提下，手工添加；
在华为的设备中让由该区域连接骨干0的ABR自动下发一下7类缺省；
注：该区域内所有设备均需要定义，否则无法建立邻居关系；
2)完全NSSA – 完全的非完全末梢区域；在普通NSSA的基础上，近一步拒绝3类的LSA，由ABR产生一条3类缺省
先将该区域配置为普通的NSSA，然后仅在ABR上定义完全NSSA即可

OSPF的接口网络类型

在MGRE环境中，接口默认的ospf工作方式为点到点，这种方式无法实现该NBMA网段的邻居全连；故只能去修改接口的工作方式：

修改MGRE网段所有接口为Broadcast工作方式，切记若一部分接口修改为Broadcast，
另一部分接口依然保持为点到点，由于hello time相同可以建立邻居关系，但工作机制在DR/BDR选举处不同，故最终该网段无法正常收敛；
	1.必须关注网络拓扑结构；若该网段为全连网状结构，那么DR选举将正常进行；但若为部分网状或中心到站点拓扑，将可能出现DR位置错误问题；
	2.若网络拓扑只能为部分网状或中心到站点，需要人为手工干预DR位置
	3.或者将所有接口的工作方式修改为点到多点工作方式；

OSPF的选路规则

1.不管Cost大小如何，域内路由>域间路由>域外路由
2. 域外路由，E1优于E2
3. 域内ASBR通告的域外路由（E1/E2），优于其它Area ASBR通告的路由。
4. 比较cost值
5. NSSA路由（Type-7 LSA）优于域外路由（Type-5 LSA）：7类优于五类

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