原理概述

OSPF基于链路状态的协议，具有收敛快，路由无球环，扩展性好等优点。 每台路由器都将自己的链路状态信息，（包括ip地址，掩码。网络类型，链路开销）。发送给区域中的其他路由器。并在区域中泛洪，当每台路由器收集到网络内的所有链路状态后，就能拥有整个网络的拓扑情况。

OSPF支持区域的划分，区域从逻辑上将路由器划分为不同的组，每个组用区域号来标识，区域0为骨干区域，骨干区域负责在非骨干区域之间发布区域间的路由信息。一个ospf中有且只有一个骨干区域。

二、实验拓扑

三、实验内容

使用ospf实现全网互通，ospf单区域配置

四、 实验步骤

1.基本ip配置

2.部署ospf

R1：

R2：

R3:’

可以使用disp ospf peer来查看邻居状态

#### ping通测试 pc1-pc3

总结与思考

OSPF路由协议

内部网关协议和外部网关协议

1. 自治系统（AS)
   开放的最短路径优先协议
   AS:是指由同一个技术管理机构管理，使用统一策略的一些路由器的集合
2. 内部网关协议（IGP）
   内部网关路由协议，支行在AS内部的路由协议，主要解决AS内部选择问题，发现计算路由
3. 外部网关协议（EGP）
   外部网关路由协议，支行在AS与AS之间的路由协议，他解决AS之间选路问题

按自治系统分：

1. IGP:主要 RIP1/RIP2 ，OSPF, ISIS EIGRP(思科私有协议)
2. EGP,通常（BGP）

按协议类型分类：

1. 距离矢量路由协议：
   RIP1/RIP2,BGP(路径矢量协议)，EIGRP(高级距离矢量协议)，路由器对全网拓扑不完全了解，是传“说” 的路由，路由A给路由B发信息，B加上自己的度量值给C发信息，路由表里的条目是听出来的。
2. 链路状态路由协议
   OSPF,ISIS,路由器对全网拓扑完全了解，是传“信”的路由，A将信息放在信封里发给B，B原封不动拷贝下来，并将自己的信息放在另外一个信封里，两封信一起发给C，最后信息没有任何改变和变更，所有路由器都收到一堆相同的信，这一堆信就是LSDB。
   每个路由器运用相同的SPF算法，以自己为根，计算出（即达到目的地的各个方案），选出最佳路径，放入路由表中。

OSPF是链路状态路由协议

OSPF工作过程

1. 邻居列表
2. 链路状态数据库
3. 路由表

OSPF工作过程如下图：

过程：建立邻接关系（邻居列表），学习路由状态信息存放到链路状态数据库，通过SPF算法选出最短路径树，通过路径树选出路由表。

OSPF区域

1. 为了适应大型网络，OSPF在AS内划分多个区域
2. 每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息

区域ID

1. 区域ID可以表示成一个十 进制的数字
2. 也可以表示成一个IP
3. Area0表示为骨干区域，负责区域间路由信息传播
   

Router ID:OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址

Router ID的选取规则

1. 选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
2. 如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的
3. 可以使用router-id命令指定Router ID

DR与BDR

DR与BDR的选举方法

1…自动选举DR和BDR

1. 网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR

2…手工选举DR和BDR

1. 优先级范围为0~255，数值越大，优先级越高，默认为1
2. 如果优先级相同，则需要比较Router ID
3. 如果优先级被设置为0，它将不参与DR与BDR的选举

DR与BDR的选举过程

先互相通过组播224.0.0.5发送Hello包消息，确定DR、BDR，然后DRothers通过组播224.0.0.6将各自状态发送给DR、BDR。/DR、BDR通过组播224.0.0.5发送给其他DRothers。

OSPF组播地址

1. 224.0.0.5
2. 224.0.0.6
   DRothers向DR/BDR发送DBD,LSR或LSU时目标地址是224.0.0.6
   DR/BDR向DRothers发送更新的DBD,LSR或LSU时目标地址为224.0.0.5

OSPF度量值

OSPF度量值为COST
COST=10⁸/BW(接口带宽)
最短路径是基于接口指定的代价（COST）去计算的

OSPF数据包

OSPF数据包

承载在IP数据包内，使用协议号为89

OSPF数据包类型

OSPF建立双向通信过程

初始down状态，两个路由器都不知道对方的存在，然后发送Hello报文，进入Init状态，收到报文后，建立会话，进入2-Way状态，并且进行DR和BDR的选举。然后进入Exstart状态，比较Router ID，建立主从关系，然后进入Exchange状态，交换DBD报文，收到DBD报文后，回复LSAck消息，表示确认收到，如果有新的摘要信息，会进行请求，进入Loading状态，发送LSR进行请求并响应更新详细信息LSU，然后回复LSAck消息进行回复。当全部进入收敛状态后，变成Full 状态。

1. down初始化
2. init收到第一个Hello包
3. 2way 建立双向会话
4. Exstrat建立主从关系
5. Exchange交换摘要信息
6. Loading加载详细信息
7. full完全连接

OSPF网络类型

1. 点到点网络
   自动发现邻居 ，不需DR/BDR,组播224.0.0.5
2. 广播多路访问网络
   自动发现邻居 ，选举DR/BDR,组播224.0.0.5，224.0.0.6
3. 非广播多嘴访问网络
   手工指定邻居，选举DR/BDR，单播
4. 点到多点网络
   自动发现邻居，不需DR/BDR，组播224.0.0.5

OSPF的应用环境

OSPF的使用

1. 网络规模
2. 网络拓扑
3. 其他特殊要求
4. 路由器自身要求

OSPF的特点

1. 可适应大规模网络
2. 路由变化收敛速度快
3. 无路由环
4. 支持变长子网掩码VLSM
5. 支持区域划分
6. 支持以组播地址发送协议报

OSPF与RIP的比较

OSPF配置

配置环路接口：

1. 进入环路接口 int loopback 0
2. 添加环路接口IP ip add ******32
3. 进入OSPF:ospf
4. 设置区域为0 area 0
5. 宣导直边网段地址 network *******/0.0.0.255(使用反掩码)

查看路由学习情况！！

OSPF单区域配置实验

一、实验目的

  1、掌握OSPF动态路由单区域的基本配置方法和结果验证。

二、实验内容

  1、完成中兴1800路由器OSPF动态路由单区域的基本配置和结果验证。

三、实验过程

1、实验任务说明

  如图3-34所示，在路由器R1、R2和R3上运行OSPF协议，且所有接口都划分在Area 0中，请完成OSPF单区域的基本配置，实现单区域内的网络互联互通。

2、业务配置流程图

3、实验配置过程

  1、路由器的基本配置

  步骤1：路由器R1的配置

ZXR10（config)#interface loopback 1
ZXR10（config-if)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
ZXR10（config-if)#exit
ZXR10（config)#interface gei_0/1
ZXR10（config-if)#ip address 30.0.0.1 255.255.255.252
ZXR10（config-if)#exit

  步骤:2：路由器R2的配置

ZXR10（config)#interface loopback 1
ZXR10（config-if)#ip address 1.1.1.2 255.255.255.255
ZXR10（config-if)#exit
ZXR10（config)#interface gei_0/1
ZXR10（config-if)#ip address 30.0.0.2 255.255.255.252
ZXR10（config-if)#exit
ZXR10（config)#interface gei_0/2
ZXR10（config-if)#ip address 30.0.1.2 255.255.255.252
ZXR10（config-if)#exit

  步骤3：路由器R3的配置

ZXR10（config)#interface loopback 1
ZXR10（config-if)#ip address 1.1.1.3 255.255.255.255
ZXR10（config-if)#exit
ZXR10（config)#interface gei_0/1
ZXR10（config-if)#ip address 30.0.1.1 255.255.255.252
ZXR10（config-if)#exit

  2、OSPF路由的基本配置

  步骤1：路由器R1的配置

ZXR10（config)#router ospf 10
ZXR10（config-router)#router-id 1.1.1.1
ZXR10（config-router)#network 30.0.0.0 0.0.0.3 area 0
ZXR10（config-router)#exit

  步骤2：路由器R2的配置

ZXR10（config)#router ospf 10
ZXR10（config-router)#router-id 1.1.1.2
ZXR10（config-router)#network 30.0.0.0 0.0.0.3 area 0
ZXR10（config-router)#network 30.0.1.0 0.0.0.3 area 0
ZXR10（config-router)#exit

  步骤3：路由器R3的配置

ZXR10（config)#router ospf 10
ZXR10（config-router)#router-id 1.1.1.2
ZXR10（config-router)#network 30.0.1.0 0.0.0.3 area 0
ZXR10（config-router)#exit

四、实验验证（刚开始用的三个路由器查看路由信息不正确，换了路由器，以下是配置后的验证）

  步骤1：在各个路由器中查看路由表

zxr10(config)#show ip route

  路由器R1:

  路由器R2：

  路由器R3：

  通过查看，各路由器通过OSPF协议学到了相关路由条目，并更新到了自己的路由表。

  步骤2：在各个路由器中查看OSPF的运行信息

zxr10(config)#show ip ospf

  路由器R1:

  路由器R2：

  路由器R3：

  步骤3：在各个路由器查看OSPF的邻居路由器信息

zxr10(config)#show ip ospf neighbor

  路由器R1:

  路由器R2：

  路由器R3：

  步骤4：进行ping验证

  在路由器R1的特权模式下ping30.0.1.1确保可以ping通。

五、实验思考与总结

  1、OSPF工作的简化过程：

  1)运行OSPF，手收集链路状态，发现邻居。

  2)同步链路状态数据库，建立邻接关系。

  3）运行SPF算法，计算最短路径，生成路由。

  2、每一个网段必须属于一个区域，即每个运行OSPF协议的接口必须指定属于某一个特定的区域，在本实验中的区域为area 0。区域用区域号(Area ID)来标识，区域号是一个从0开始的32位整数;骨干区域(area0)不能被非骨干区域分割开。

  3、洪泛都只限于单个区域。 OSPF减少了对设备和链路的带宽压力，相对距离矢量的定时更新机制，OSPF包，一个用来确定邻居还活着的，一个用来处理突发事件。

  4、OSPF包，主要目的是形成邻居，在互相都收到了hello，LSR第三步：路由器互相交换LSA的同步。