OSPF协议

  • OSPF协议的基本概念和报文类型
  • OSPF协议的概念
  • OSPF协议区域
  • 链路状态及链路状态通告
  • 链路状态路由协议-LAS泛洪
  • OSPF协议消息中的报文
  • Router ID
  • Router ID的形成


OSPF协议的基本概念和报文类型

OSPF协议的概念

OSPF协议是由IETF组织的开放性标准协议，它是一个链路状态内部网关路由协议，运行OSPF协议的路由器会将自己拥有的链路状态信息，通过启用了OSPF协议的接口发送给其他OSPF协议设备，同一个OSPF协议区域中的每台设备都会参与链路状态信息的创建、发送、接收与转发，直到整个区域中的所有OSPF协议设备都获得了相同的链路状态信息为止。

OSPF协议区域

一个OSPF协议网络可以划分成多个区域（Area）。

  1. 如果一个OSPF协议网络只包含一个区域则称为单区域OSPF协议网络。
  2. 如果一个OSPF协议网络包含多个区域，则被称为多区域OSPF协议网络。
  3. 区域ID：在OSPF协议网络中，每一个区域都有一个编号，称为区域ID（Area ID）。区域ID是一个32位的二进制数，一般用十进制来表示。
  4. 区域：区域ID为0的区域为骨干区域（Backbone Area），其他区域都称为非骨干区域。 单区域OSPF协议网络中只包含一个区域，这个区域就是骨干区域。 在多区域OSPF协议网络中，除骨干区域外，还有若干个非骨干区域。
  5. 连接： 每个非骨干区域都需要和骨干区域直连，当非骨干区域没有和骨干区域直连时，要采用虚链路（Virtual Link）技术从逻辑上实现非骨干区域与骨干区域的直连。
    非骨干区域之间的通信必须要通过骨干区域中转才能实现。
  6. 内部路由（Internal Router）:在OSPF协议网络中，如果一台路由器的所有接口都属于同一个区域，则该路由器被称为内部路由器。
  7. 骨干路由（Backbone Router）:在OSPF协议网络中，如果一台路由器包含属于Area0的接口，则该路由器被称为骨干路由。
  8. 区域边界路由器（Area Backbone Router,ABR）：在OSPF协议网络中，如果一台路由器的部分接口属于Area0，另以部分属于其他区域，则该路由器被称为区域边界路由器。
  9. 自治系统边界路由器（Autonomous System Boundary Router,ASBR）：在OSPF协议网络中，如果一台路由器与其OSPF协议网络（自治系统）之外的网络是相连的，并且可以将外部网络的路由信息引入其OSPF协议网络自治系统，则该路由器被称为自治系统边界路由器。

链路状态及链路状态通告

OSPF协议是一种基于链路状态的路由协议，链路状态也指路由器的接口状态。路由器的链路状态包括了该接口的IP地址及子网掩码等信息。cost总和最小值为最优路线。两台交换机互联的接口数越大，优先级越低。
链路状态通告（Link-Stste Advertisement,LSA）是链路状态信息的主要载体，链路状态信息主要包含在LSA中，并通过LSA的通告（泛洪）来实现共享。
LSA的类型主要有：Type-1 LSA(Router LSA)、Type-2 LSA(Network LSA)、Type-3 LSA(Network Summary LSA)、Type-4 LSA(Network Summary LSA)、等。

链路状态路由协议-LAS泛洪

与距离矢量路由协议的不同，链路状态路由协议通告夫人是链路状态而不是路由表。运行链路状态路由协议的路由器之间会建立一个协议的邻居关系，然后彼此之间开始交互LSA（Link State Advertisement，链路状态通告）。

OSPF协议消息中的报文

OSPF协议报文直接封装在IP报文中，IP报文头部中的协议字段值必须为89.
OSPF协议报文有5种类型，这些报文在OSPF路由器之间交互中起不同的作用。
分别是：

报文名称

报文的作用

Hello报文

周期性发送，用来发现和维护OSPF邻居关系。

DD报文（Database Description Packet）

描述本地LSD的摘要信息，用于两台设备进行数据库同步。

LSA报文（Link-State Request Packet）

用于向对方请求所需要的LSA。设备只有在OSPF邻居双方成功交换DD报文后才会向对方发出LSR报文。

LSU报文（Link-State Update Packet）

用于向对方发送其所需要的LSA。

LSAck报文（Link-State Ackonwledgement Packet）

用来对收到的LSA进行确认。

OSPF协议报文中的DD报文用于描述自己的链路状态数据库（Link-State Database，LSDB），并进行数据库的同步；LSR报文用于请求相邻路由器LSBD中的一部分数据；LSU报文的功能是向对端路由器发送多条LSA用于更新，LSAck报文指路由器在接收到LSU报文后所发出的确认应答报文。

Router ID

Router ID 是OSPF协议区域中的路由器的唯一标识

Router ID的形成

  1. 管理员手工配置路由器的Router ID
  2. 如果没有设置路由器的Router ID，但是在路由器上创建了逻辑接口（如环回接口），则路由器会选择这台路由器上所有的逻辑接口的IPv4地址中数值的最大的IPv4地址作为Router ID（无论该接口是否参与了OSPF协议）
  3. 如果以上两种情况都没有，则路由器会选择所有的活动物理接口的IPv4地址中数值的最大的IPv4地址作为Router ID（无论该接口是否参与了OSPF协议）

一旦选定了Router ID，只要OSPF协议进程没有重启，路由器的Router ID就不会改变，无论接口是否变化。
Router ID的变化会对OSPF协议网路产生影响，所以通常情况下管理员会手动配置Router ID。