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OSPF(开放式最短路径优先协议)简介_ospf协议

作者：在线问答5 | 2024-06-25 06:24:02

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ospf协议

目录

一.OSPF协议原理简介

二.OSPF协议特点

三.OSPF区域

1.OSPF区域划分作用

2.OSPF 区域划分方式：基于接口(链路)划分区域

3.OSPF 区域标识： 最终归结为32个二进制

4.区域分类： 便于区域设计

5.OSPF 路由器角色：

四.OSPF简单配置

1.路由配置

2.缺省路由配置

一.OSPF协议原理简介

路由器向邻居发送报文，报文中包含自己所知道的路由信息，与邻居形成邻居表，后路由器之间发送链路状态通告告知邻居自己的链路连接状态，形成LSDB拓扑表，后形成路由表。

二.OSPF协议特点

1.协议范围是IGP内部网关协议，协议算法采用链路状态型路由协议，传递网络掩码(无类别的路由协议) ，基于IP协议封装，IP层协议号为89。

2.OSPF是一种链路状态型协议（既传递路由信息也传递拓扑信息），传递的是 LSA (链路状态通告 共6种类型LSA1 2 3 4 5 7) 。

3.OSPF 更新方式： 触发更新 + 30分钟的周期链路状态刷新 。触发更新—网络结构稳定的时候不发数据，网络结构产生变化（网段数量或信息变化，接口状态变化等）时发数据，OSPF 更新地址： 224.0.0.5/6

4.OSPF 支持区域划分，比较消耗路由器资源。

5.开销值计算方式为100Mbps（参照带宽）/真实带宽，若产生小数点直接舍弃

三.OSPF区域

1.OSPF区域划分作用

限制LSA的传播范围

减少LSA的数量

2.OSPF 区域划分方式：基于接口(链路)划分区域

503ace60685b48c98430be6f4af46bc8.png

3.OSPF 区域标识： 最终归结为32个二进制

十进制数或者类似于IP地址形式

4.区域分类： 便于区域设计

骨干区域(0区域)

非骨干区域 (非0区域)

区域设计原则：

OSPF网络中必须存在并且唯一的骨干区域(单区域可以不为骨干区域 )

有非骨干区域时，非骨干区域必须与骨干区域直接相连

0ccc9d8cb48a4623ba03518679a4d419.png

5.OSPF 路由器角色：

骨干路由器：路由器所有接口都属于骨干区域

非骨干路由器：路由器接口都不属于骨干区域

ABR：区域边界路由器，骨干区域和非骨干区域的接界

ASBR：自治系统边界路由器，位于使用不同协议的路由器边界上，将路由引入为对方能够学习成功的路由

四.OSPF简单配置

77fee0bdf67a4d31b0b5889978d957a7.png

  1. [r1]display ip interface brief 
  2. Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
  3. GigabitEthernet0/0/0              10.1.1.1/24          up         up           
  4. LoopBack0                         1.1.1.1/24           up         up(s)     
  5. [r2]display ip interface brief 
  6. Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
  7. GigabitEthernet0/0/0              20.1.1.1/24          up         up        
  8. GigabitEthernet0/0/1              10.1.1.2/24          up         up        
  9. LoopBack0                         2.2.2.2/24           up         up(s)     
  10. [r3]display ip interface brief 
  11. Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
  12. GigabitEthernet0/0/1              20.1.1.2/24          up         up         
  13. LoopBack0                         3.3.3.3/24           up         up(s)

1.路由配置

（1）启用ospf指定进程号（和rip协议相同，进程号只具有本地意义），指定router id(路由标识符)，必须书写，代表着该设备在ospf网络中的唯一性，有两种方式——手工指定，这是最简易的也是最优先的；自动选取环回接口/物理接口最大的作为标识

  1. [r1]ospf 100 router-id 91.1.1.1
  2. [r2]ospf 100 router-id 92.1.1.1
  3. [r3]ospf 100 router-id 93.1.1.1

（2）进入ospf区域（以全区域为例）

  1. [r1-ospf-100]area 0
  2. [r1-ospf-100-area-0.0.0.0]
  3. [r2-ospf-100]area 0
  4. [r2-ospf-100-area-0.0.0.0]
  5. [r3-ospf-100]area 0
  6. [r3-ospf-100-area-0.0.0.0]

（3）network通告，使用反掩码，实现精确通告，连续的0和连续的1组成，0代表固定位，1代表可变位，仅告知是否可变，不告知网络/主机位

  1. [r1-ospf-100-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
  2. [r1-ospf-100-area-0.0.0.0]network 10.1.1.1 0.0.0.0
  3. [r2-ospf-100-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
  4. [r2-ospf-100-area-0.0.0.0]network 10.1.1.2 0.0.0.0
  5. [r2-ospf-100-area-0.0.0.0]network 20.1.1.1 0.0.0.0
  6. [r3-ospf-100-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0
  7. [r3-ospf-100-area-0.0.0.0]network 20.1.1.2 0.0.0.0

（4）查表

邻居表

  1. [r1-ospf-100-area-0.0.0.0]display ospf peer brief 
  2.  
  3. 	 OSPF Process 100 with Router ID 91.1.1.1
  4. 		  Peer Statistic Information
  5.  ----------------------------------------------------------------------------
  6.  Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
  7.  0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/0             92.1.1.1         Full        
  8.  ----------------------------------------------------------------------------
  9. [r2-ospf-100-area-0.0.0.0]display ospf peer brief 
  10.  
  11. 	 OSPF Process 100 with Router ID 92.1.1.1
  12. 		  Peer Statistic Information
  13.  ----------------------------------------------------------------------------
  14.  Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
  15.  0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/1             91.1.1.1         Full        
  16.  0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/0             93.1.1.1         Full        
  17.  ----------------------------------------------------------------------------
  18. [r3-ospf-100-area-0.0.0.0]display ospf peer brief 
  19.  
  20. 	 OSPF Process 100 with Router ID 93.1.1.1
  21. 		  Peer Statistic Information
  22.  ----------------------------------------------------------------------------
  23.  Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
  24.  0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/1             92.1.1.1         Full 
  25.  ----------------------------------------------------------------------------

LSDB表

  1. [r1-ospf-100-area-0.0.0.0]display ospf lsdb 
  2.  
  3. 	 OSPF Process 100 with Router ID 91.1.1.1
  4. 		 Link State Database 
  5.  
  6. 		         Area: 0.0.0.0
  7.  Type      LinkState ID    AdvRouter          Age  Len   Sequence   Metric
  8.  Router    93.1.1.1        93.1.1.1           284  48    80000005       1
  9.  Router    92.1.1.1        92.1.1.1           292  60    80000009       1
  10.  Router    91.1.1.1        91.1.1.1           428  48    80000005       1
  11.  Network   10.1.1.2        92.1.1.1           422  32    80000002       0
  12.  Network   20.1.1.2        93.1.1.1           284  32    80000002       0
  13. [r2-ospf-100-area-0.0.0.0]display ospf lsdb 
  14.  
  15. 	 OSPF Process 100 with Router ID 92.1.1.1
  16. 		 Link State Database 
  17.  
  18. 		         Area: 0.0.0.0
  19.  Type      LinkState ID    AdvRouter          Age  Len   Sequence   Metric
  20.  Router    93.1.1.1        93.1.1.1           302  48    80000005       1
  21.  Router    92.1.1.1        92.1.1.1           310  60    80000009       1
  22.  Router    91.1.1.1        91.1.1.1           448  48    80000005       1
  23.  Network   10.1.1.2        92.1.1.1           440  32    80000002       0
  24.  Network   20.1.1.2        93.1.1.1           302  32    80000002       0
  25.  
  26. [r3-ospf-100-area-0.0.0.0]display ospf lsdb 
  27.  
  28. 	 OSPF Process 100 with Router ID 93.1.1.1
  29. 		 Link State Database 
  30.  
  31. 		         Area: 0.0.0.0
  32.  Type      LinkState ID    AdvRouter          Age  Len   Sequence   Metric
  33.  Router    93.1.1.1        93.1.1.1           317  48    80000005       1
  34.  Router    92.1.1.1        92.1.1.1           327  60    80000009       1
  35.  Router    91.1.1.1        91.1.1.1           465  48    80000005       1
  36.  Network   10.1.1.2        92.1.1.1           457  32    80000002       0
  37.  Network   20.1.1.2        93.1.1.1           317  32    80000002       0

路由表

  1. [r1-ospf-100-area-0.0.0.0]display ip routing-table protocol ospf 
  2. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  3. ------------------------------------------------------------------------------
  4. Public routing table : OSPF
  5.          Destinations : 3        Routes : 3        
  6.  
  7. OSPF routing table status : <Active>
  8.          Destinations : 3        Routes : 3
  9.  
  10. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  11.  
  12.         2.2.2.2/32  OSPF    10   1           D   10.1.1.2        GigabitEthernet
  13. 0/0/0
  14.         3.3.3.3/32  OSPF    10   2           D   10.1.1.2        GigabitEthernet
  15. 0/0/0
  16.        20.1.1.0/24  OSPF    10   2           D   10.1.1.2        GigabitEthernet
  17. 0/0/0
  18.  
  19. OSPF routing table status : <Inactive>
  20.          Destinations : 0        Routes : 0
  21. [r2-ospf-100-area-0.0.0.0]display ip routing-table protocol ospf 
  22. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  23. ------------------------------------------------------------------------------
  24. Public routing table : OSPF
  25.          Destinations : 2        Routes : 2        
  26.  
  27. OSPF routing table status : <Active>
  28.          Destinations : 2        Routes : 2
  29.  
  30. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  31.  
  32.         1.1.1.1/32  OSPF    10   1           D   10.1.1.1        GigabitEthernet
  33. 0/0/1
  34.         3.3.3.3/32  OSPF    10   1           D   20.1.1.2        GigabitEthernet
  35. 0/0/0
  36.  
  37. OSPF routing table status : <Inactive>
  38.          Destinations : 0        Routes : 0
  39.  
  40. [r3-ospf-100-area-0.0.0.0]display ip routing-table protocol ospf 
  41. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  42. ------------------------------------------------------------------------------
  43. Public routing table : OSPF
  44.          Destinations : 3        Routes : 3        
  45.  
  46. OSPF routing table status : <Active>
  47.          Destinations : 3        Routes : 3
  48.  
  49. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  50.  
  51.         1.1.1.1/32  OSPF    10   2           D   20.1.1.1        GigabitEthernet
  52. 0/0/1
  53.         2.2.2.2/32  OSPF    10   1           D   20.1.1.1        GigabitEthernet
  54. 0/0/1
  55.        10.1.1.0/24  OSPF    10   2           D   20.1.1.1        GigabitEthernet
  56. 0/0/1
  57.  
  58. OSPF routing table status : <Inactive>
  59.          Destinations : 0        Routes : 0

可以注意到表内环回接口掩码被标注为32位，表示一条主机路由，固定为一个主机，是由于OSPF测试到你是一个环回接口，默认给你识别为32位。进入环回更改network类型即可还原真实网络掩码。

  1. [r1]interface LoopBack 0
  2. [r1-LoopBack0]ospf network-type broadcast 
  3. [r2]interface LoopBack 0
  4. [r2-LoopBack0]ospf network-type broadcast 
  5. [r3]interface LoopBack 0
  6. [r3-LoopBack0]ospf network-type broadcast 
  7. [r1]display ip routing-table protocol ospf 
  8. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  9. ------------------------------------------------------------------------------
  10. Public routing table : OSPF
  11.          Destinations : 3        Routes : 3        
  12.  
  13. OSPF routing table status : <Active>
  14.          Destinations : 3        Routes : 3
  15.  
  16. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  17.  
  18.         2.2.2.0/24  OSPF    10   1           D   10.1.1.2        GigabitEthernet
  19. 0/0/0
  20.         3.3.3.0/24  OSPF    10   2           D   10.1.1.2        GigabitEthernet
  21. 0/0/0
  22.        20.1.1.0/24  OSPF    10   2           D   10.1.1.2        GigabitEthernet
  23. 0/0/0
  24.  
  25. OSPF routing table status : <Inactive>
  26.          Destinations : 0        Routes : 0
  27. [r2]display ip routing-table protocol ospf 
  28. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  29. ------------------------------------------------------------------------------
  30. Public routing table : OSPF
  31.          Destinations : 2        Routes : 2        
  32.  
  33. OSPF routing table status : <Active>
  34.          Destinations : 2        Routes : 2
  35.  
  36. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  37.  
  38.         1.1.1.0/24  OSPF    10   1           D   10.1.1.1        GigabitEthernet
  39. 0/0/1
  40.         3.3.3.0/24  OSPF    10   1           D   20.1.1.2        GigabitEthernet
  41. 0/0/0
  42.  
  43. OSPF routing table status : <Inactive>
  44.          Destinations : 0        Routes : 0
  45. [r3]display ip routing-table protocol ospf 
  46. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  47. ------------------------------------------------------------------------------
  48. Public routing table : OSPF
  49.          Destinations : 3        Routes : 3        
  50.  
  51. OSPF routing table status : <Active>
  52.          Destinations : 3        Routes : 3
  53.  
  54. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  55.  
  56.         1.1.1.0/24  OSPF    10   2           D   20.1.1.1        GigabitEthernet
  57. 0/0/1
  58.         2.2.2.0/24  OSPF    10   1           D   20.1.1.1        GigabitEthernet
  59. 0/0/1
  60.        10.1.1.0/24  OSPF    10   2           D   20.1.1.1        GigabitEthernet
  61. 0/0/1
  62.  
  63. OSPF routing table status : <Inactive>
  64.          Destinations : 0        Routes : 0

2.缺省路由配置

在边界路由器上新建一个环回接口，此时其他路由器不能到达

（1）强制产生

进入ospf进行配置强制产生

  1. [r1]ospf 100
  2. [r1-ospf-100]default-route-advertise always 
  3. [r2]display ip routing-table protocol ospf 
  4. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  5. ------------------------------------------------------------------------------
  6. Public routing table : OSPF
  7.          Destinations : 3        Routes : 3        
  8.  
  9. OSPF routing table status : <Active>
  10.          Destinations : 3        Routes : 3
  11.  
  12. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  13.  
  14.         0.0.0.0/0   O_ASE   150  1           D   10.1.1.1        GigabitEthernet
  15. 0/0/1
  16.         1.1.1.0/24  OSPF    10   1           D   10.1.1.1        GigabitEthernet
  17. 0/0/1
  18.         3.3.3.0/24  OSPF    10   1           D   20.1.1.2        GigabitEthernet
  19. 0/0/0
  20.  
  21. OSPF routing table status : <Inactive>
  22.          Destinations : 0        Routes : 0
  23.  
  24. [r2]ping 6.6.6.6
  25.   PING 6.6.6.6: 56  data bytes, press CTRL_C to break
  26.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=20 ms
  27.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=20 ms
  28.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=30 ms
  29.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=20 ms
  30.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=20 ms
  31.  
  32.   --- 6.6.6.6 ping statistics ---
  33.     5 packet(s) transmitted
  34.     5 packet(s) received
  35.     0.00% packet loss
  36.     round-trip min/avg/max = 20/22/30 ms
  37. [r3]ping 6.6.6.6
  38.   PING 6.6.6.6: 56  data bytes, press CTRL_C to break
  39.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
  40.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=20 ms
  41.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
  42.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=20 ms
  43.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms
  44.  
  45.   --- 6.6.6.6 ping statistics ---
  46.     5 packet(s) transmitted
  47.     5 packet(s) received
  48.     0.00% packet loss
  49.     round-trip min/avg/max = 20/26/40 ms

（2）新建或已存在其它类型的缺省

进入ospf进行配置

  1. [r1]display ip interface brief 
  2. Interface                         IP Address/Mask      Physical   Protocol  
  3. GigabitEthernet0/0/0              10.1.1.1/24          up         up        
  4. GigabitEthernet0/0/1              unassigned           down       down      
  5. GigabitEthernet0/0/2              unassigned           down       down      
  6. LoopBack0                         1.1.1.1/24           up         up(s)     
  7. LoopBack1                         6.6.6.6/24           up         up(s)     
  8. NULL0                             unassigned           up         up(s)     
  9. [r1]ospf 100	
  10. [r1-ospf-100]default-route-advertise 
  11. [r1]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 LoopBack 1
  12. [r1]display ip routing-table protocol static
  13. Route Flags: R - relay, D - download to fib
  14. ------------------------------------------------------------------------------
  15. Public routing table : Static
  16.          Destinations : 1        Routes : 1        Configured Routes : 1
  17.  
  18. Static routing table status : <Active>
  19.          Destinations : 1        Routes : 1
  20.  
  21. Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface
  22.  
  23.         0.0.0.0/0   Static  60   0           D   6.6.6.6         LoopBack1
  24.  
  25. Static routing table status : <Inactive>
  26.          Destinations : 0        Routes : 0
  27. [r2]ping 6.6.6.6
  28.   PING 6.6.6.6: 56  data bytes, press CTRL_C to break
  29.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=1 ttl=255 time=30 ms
  30.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=2 ttl=255 time=20 ms
  31.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=3 ttl=255 time=30 ms
  32.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=4 ttl=255 time=20 ms
  33.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=5 ttl=255 time=20 ms
  34.  
  35.   --- 6.6.6.6 ping statistics ---
  36.     5 packet(s) transmitted
  37.     5 packet(s) received
  38.     0.00% packet loss
  39.     round-trip min/avg/max = 20/24/30 ms
  40.  
  41. [r3]ping 6.6.6.6
  42.   PING 6.6.6.6: 56  data bytes, press CTRL_C to break
  43.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
  44.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
  45.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
  46.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=20 ms
  47.     Reply from 6.6.6.6: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=30 ms
  48.  
  49.   --- 6.6.6.6 ping statistics ---
  50.     5 packet(s) transmitted
  51.     5 packet(s) received
  52.     0.00% packet loss
  53.     round-trip min/avg/max = 20/30/40 ms

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