OSPF概览

JettCai

概述

• OSPF路由器在邻居之间并不直接传递路由信息，而是共享“链路状态信息（Link State Advertisement，简称LSA）”（包括接口IP网段、掩码、开销、状态等），而且不只会给邻居发送自己的直连链路链路状态信息，而且还从其他邻居收到的信息进行转发。最后达到区域全部OSPF路由器掌握的链路状态信息同步（一致）。
  
• 这些链路状态信息会存放到每个OSPF路由器的数据库中，这个数据库叫Link State Database简称LSDB。
  
• 基于LSDB的LSA信息，通过SPF算法（最短路劲优先算法，也叫Djkstra算法）计算出从本地路由器去往网络中各个目的网络的最短无环路劲，简称SPF Tree（SPF树，从树根到树梢，体现的就是最短无环路劲）。
  
• 这些最短路劲指向的方向和下一跳地址，就是去往各个目的网段的路由。最终，把这些路由提交到路由器的路由表中。
  
  

特征

• OSPF属于链路状态路由协议-基于整个网络拓扑的协议，不同于距离矢量（DV）是道听途说的协议。
  
• 共有标准（RFC 2328）-OSPF属于开放协议，不同网络设备厂家均可支持。
  
• 不依赖于TCP/IP传输层，它有自己独立的传输机制-基于IP协议号89。
  
• 高可扩展性、快速收敛-理论上支持一万条路由，单区域30台全网500台左右，收敛速度达到秒级，远远快于RIP。
  
• 更高的路由更新机制-触发更新，增量同步，每30分钟才定时更新一次。
  
• 属于无类路由协议，支持可变长子网掩码（目前只有RIPv1才不支持）。
  
• 支持手动路由汇总（目前只有RIPv1才不支持）。
  
• 路由协议认证，防止恶意路由协议欺骗攻击（目前只有RIPv1才不支持）。
  
  

层次化区域结构
OSPF采用层次化设计，用AREA来分隔路由器。区域中的路由器保存该区域中的所有链路和路由器的详细信息，但只保存其他区域路由器和链路的摘要信息。
区域分为两类：

• 骨干区域（也叫传输区域或者区域0）：为快速、高效地传输数据包，通常不直接接用户。
  
• 非骨干区域：分普通区域和特殊区域，主要是连接用户，而且所有数据都必须经过Area 0中转。
  
  

特殊区域：Stub、Totally Stubby、NSSA、Totally NSSA
采用分区域设计能带来如下好处：

• 可以在区域边界做汇总，减少路由表的条目数量。
  
• 只有一个区域内的路由器才会同步LSDB，LSA的泛洪止于区域边界，减少了LSA的泛洪范围，加速收敛。
  
• 减小网络的不稳定性，一个区域的路由问题不会影响其他区域。
  
• 区域是基于链路的，边界在路由器上。（也就是说一条链路整体属于一个区域，而一台OSPF路由器可以同时连接多个区域）
  
  

ABR(Area Border Router区域边界路由器)：至少有一个接口位于Area0，同时至少一个接口位于非Area0区域。
注意：并不是说连接两个区域的路由器就一定是ABR，如连接连个普通区域的路由器就不是ABR。
ASBR(Autonomous System Border Router自治系统边界路由器)：具有映入外部路由能力的路由器。
注意：ASBR不一定要在Area0。
区域设计限制：

• OSPF网络设计要求：普通区域必须要连接到骨干区域，这样设计便于防止环路和次优路径。因此，如果有超过一个区域存在，则其中必然有一个是Area0。
  
• Area0必须连续，既不能有两个独立的Area0。
  
• 如果存在某普通区域无法连接到Area0的情况（例如，公司网络融合，地理区域限制等因素），虚链路（Virtual Link）是一种波不得已的不就措施，解决没有连接到区域0的区域问题。尽量不要使用，可能会带来次优路径等问题。
  
  

OSPF报文类型

• Hell-发现、建立和维持 邻接关系。
  
• DBD-数据库描述，包含路由的摘要信息。由于OSPF用于大中型网络，路由条目太多，因此发送LSA header相当于路由的目录。
  
• LSR-向另一台路由器请求特定路由的完整信息。
  
• LSU-用于LSA的泛洪或回应LSR该条路由的完整信息。只有LSU需要显示确认。
  
• LSAck-对LSU做确认。