OSPF协议详解(最终版).doc

OSPF协议总结（完整版）OSPF的五个包:1Hello：9项内容，4个必要2DBD：数据库描述数据包（主要描述始发路由器数据库中的一些或者全部LSA信息），主要包括接口的MTU，主从位MS，数据库描述序列号等）；3LSR：链路状态请求数据包（查看收到的LSA是否在自己的数据库，或是更新的LSA，如果是将向邻居发送请求）；4LSU：链路状态更新数据包（用于LSA的泛洪扩散和发送LSA去响应链路状态请求数据包）；5LSACK：链路状态确认数据包（用来进行LSA可靠的泛洪扩散，即对可靠包的确认）。Hello包作用：1发现邻居;2建立邻居关系;3维持邻居关系;4选举DR，BDR5确保双向通信。Hello包所包含的内容：路由器idHello&Dead间隔 *区域id *邻居 DRBDR优先级验证 *末节区域 *注：1“*”部分全部匹配才能建立邻居关系。2邻居关系为FULL状态；而邻接关系是处于TWO-WAY状态。Hello时间间隔:在点对点网络与广播网络中为10秒；在NBMA网络与点对多点网络中为30秒。注：保持时间为hello时间4倍虚电路传送的LSA为DNA，时间抑制，永不老化.OSPF的组播地址:DR将使用组播地址224.0.0.5泛洪扩散更新的数据包到DRothersDRothers使用组播地址224.0.0.6发送更新数据包组播的MAC地址分别为：0100.5E00.0005，0100.5E00.0006OSPF的包头格式:| 版本 | 类型 | 长度 | 路由器ID | 区域ID | 验证和 | 验证类型 |验证 | 数据 | 1 byte | 1 | 2 | 4 | 4 | 2 | 2 | 8 | variance |OSPF支持的验证类型:OSPF支持明文和md5认证，用Sniffer抓包看到明文验证的代码是“1”，md5验证的代码是“2”。OSPF支持的网络类型:1广播2非广播3点对点（若MTU不匹配 将停留在EX-START状态）4点对多点 5虚电路（虚电路的网络类型是点对点）虚链路必须配置在ABR上， 虚链路的配置使用的命令是area transit-area-id virtual-link router-id虚链路的Metric等同于所经过的全部链路开销之和DR /BDR选举：1 优先级(0255; 0代表不参加选举;默认为1)；2 比较Router-id。次者为BDR。在Point-to-Point, Point-to-Multipoint(广播与非广播)这三种网络类型不选取DR与BDR; Broadcast, NBMA选取DR与BDR。先启动OSPF进程的路由器会等待一段时间，这个时间内你没有启动其它路由的OSPF进程的话，第一台路由就认为自己是DR，之后再加进来的也不能在选举了，这个等待时间叫做Wait Timer计时器，CISCO规定的Wait Timer是40秒。这个时间内你启动的路由是参与选举的，所以真实工作环境中，40秒你大概只启动了两台，DR会再前两台启动的路由中产生，工作一段时间以后，活的最久的路由最有可能成为DROSPF over FRAME-RELAY 的配置：(1)NBMA : 在HUB上指定邻居；SPOKE上设置优先级为0。(2)P-TO-P: 接口下配置命令 ip ospf network point-to-point。(3) P-TO-MULT P：接口下配置命令 ip ospf network point-to-multipoint。按需电路配置:接口下配置命令 ip ospf demand-cricuit。孤立区域问题解决:1 虚电路 （虚电路穿过的区域一定是标准区域，标准区域一定是全路由的）2 隧道 3 多进程重分发注：如果中间间隔区域为stub区域,则只能用隧道解决.OSPF分区域的原因:1LSA数据过大，造成带宽负载过大。2计算全网拓扑，对cup要求过高。3数据库过大，对内存要求过高。OSPF的区域类型:骨干: LSA:1 2 3 4 5标准: LSA:1 2 3 4 5stub: LSA1 2 3nssa:LSA1 2 3 7 7(default) AREA 1 NSSA DEFAULT INFORMATION-ORIGINATE(ABR上产生默认路由LSA 7)total-stub: 1 2一条默认3total-nssa: 1 2 7一条默认3LSA的类型：类型1:路由器链路信息内容包括:路由器链路Router-id; 接口地址; 接口网络; 接口花费可使用show ospf database router命令查看。类型2: 网络链路信息由DR通告，如果是点对点的网络类型，没有LSA2类型3、4：汇总链路(都是ABR通告)3号通告ospf区域间信息4号通告asbr的router-id信息(通告nssa区域的abr)类型5： 通告外部路由类型7： nssa区域外部路由类型11： 用于打标签类型代码类型名称描述1路由器LSA每台路由器都会产生，在区域内泛洪2网络LSADR产生，在区域内泛洪3网络汇总LSAABR始发，在整个OSPF域中泛洪4ASBR汇总LSAABR始发，在整个OSPF域中泛洪5AS外部LSAASBR始发，在整个OSPF域中泛洪6组成员LSA标识OSPF组播中的组成员，不做讨论7NSSA外部LSAASBR始发，8外部属性LSA没有实现9Opaque LSA（本地链路范围）用于MPLS流量工程，不做讨论10Opaque LSA（本地区域范围）11Opaque LSA（AS范围）OSPF邻居建立过程:A-Bdown init B收到A 发来hello进入init状态two way hello 4个“*”匹配，选举DR BDR ；A在hello中发现自己的Router-id;exstart 交换DBD;确立主从关系(多路访问Router-id高为主,低为从; 串行接口下接口地址大的为主)exchange 交换数据DBD （主的先发）loading 交换完整数据包LSR LSUfull注：每个LSA由序列号确认为最新的更新。当路由器收到LSA之后的处理过程：（1）如果数据库有这样的，再查看序列号，如果序列号相同，忽略这条LSA；如果序列号偏大，将其转到数据库，并进行SPF，更新路由表；如果序列号偏小，将一个包含自己的LSA新信息发送给发送方。（2）如果数据可没有这样的，将其加到数据库表，并发一个ACK返回，并运行SPF，更新路由表。OSPF的Metric值：Cost=10的8次方/带宽，简便记做100Mb/带宽值。Metric值是由cost值逐跳累加的。环回口的路由，掩码为/32，既我们所说的“主机路由”。在实际应用中，环回口以32位的居多，用作ospf的管理接口。但是如果你想让环回口模拟一个网段，我们可以通过以下配置来消除。R1(config)#int loopback 0R1(config-if)#ip ospf network point-to-point环回口只能配置成point-to-point这种类型，不可以配置成其它的类型。其他：1当一个路由器既是ABR又是ASBR时为了不让巨量外部路由分发进nssa区域使用命令：area 1 nssa no-redistribution default-information originate2配置命令show ip ospf database router用来查询拓扑3一个路由器在理论上支持65535个OSPF进程，在实际环境中一个路由器可支持的OSPF进程数量与其可用物理接口数量相等。（这个我对老师说的有疑问，如果我启用了很多环回口，每个环回口一个区域不可以吗？）OSPF汇总在OSPF骨干区域当中，一个区域的所有地址都会被通告进来。但是如果某个子网忽好忽坏不稳定，那么在它每次改变状态的时候，都会引起LSA在整个网络中泛洪。为了解决这个问题，我们可以对网络地址进行汇总。Cisco路由器的汇总有两种类型：区域汇总和外部路由汇总。区域汇总就是区域之间的地址汇总，一般配置在ABR上；外部路由汇总就是一组外部路由通过重发布进入OSPF中，将这些外部路由进行汇总。一般配置在ASBR上。区域汇总：area area-id range ip-address mask外部路由汇总：summary-address ip-address mask我设计的两个试验，把几个知识点串起来试验一用一个试验总结一下ospf over 桢中继的时候，OSPF几种网络类型的差别。 封装好FR，DEBUG看到的几种情况情况一：两边只起了OSPF进程，其它全部默认 这种情况下邻居需要手动配置！R2(config)#router ospf 10R2(config-router)#neighbor 12.1.1.3选举了DR,BDRhello的间隔是30sOSPF的数据包是单播传送的。情况二：两边的网络类型改为Broadcast（命令接口下ip ospf network broadcast）这种网络类型下是不需要手动配置邻居关系有DR与BDR的选举。Hello时间间隔为10s。使用224.0.0.5这个组播地址传送数据包。情况三：网络类型改为Point-to-Point（命令接口下ip ospf net point-to-point）不需要手动指定邻居没有DR/BDR的选举Hello时间间隔为10s使用224.0.0.5这个组播地址传送数据。情况四：Point-to-Multipoint（命令接口下ip ospf network point-to-multipoint）不需要手动指定邻居没有DR和BDR的选举Hello时间间隔为30s以224.0.0.5这个组播地址发送数据情况五：非广播的Point-to-Multipoint（命令接口下ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast）邻居需要手动指定，但是邻居只要在一边指定即可。没有DR和BDR的选取Hello时间间隔为30s使用单播传送OSPF数据列出一张表，方便看网络类型邻居自动发现有无DR选举Hello间隔传输方式默认否有30s单播Broadcast是有10s组播Point-to-Point是无10s组播Point-to-Multipoint是无30s组播Point-to-Multipoint(非广播)否，单边指即可无30s单播试验二OSPF的认证总结：OSPF的认证有2种类型（不验证也算的话是3种），使用DEBUG可以看到type0表示无认证，type1表示明文认证，type2表示MD5认证。明文认证发送密码进行认证，而MD5认证发送的是报文摘要。OSPF的认证可以在链路上进行，也可以在整个区域内进行认证。另外虚链路同样也可以进行认证。同样也是分情况来讨论。情况一：R1和R2明文验证R1(config)#int s1/0R1(config-if)#ip ospf authentication（启用认证）R1(config-if)#ip ospf authentication-key cisco（配置密码）不配置R2的话通过debug工具我们可以看到如下信息：*Aug 15 22:51:54.275: OSPF: Rcv pkt from 10.1.1.2, Serial1/0 : Mismatch Authentication type. Input packet specified type 0, we use type 1这里的type0是指对方没有启用认证，type1是明文认证。在R2上配置认证，使得邻居关系恢复。R2(config)#int s1/0R2(config-if)#ip ospf authenticationR2(config-if)#ip ospf authentication-key cisco*Aug 15 22:54:55.815: %OSPF-5-ADJCHG: Process 10, Nbr 1.1.1.1 on Serial1/0 from LOADING to FULL, Loading Done情况二：在R2和R3的串行链路上进行MD5认证的：R2(config)#int s1/1R2(config-if)#ip ospf authentication message-digest（定义认证类型为MD5） R2(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco（定义key和密码）R3(config)#int s1/0R3(config-if)#ip ospf authentication message-digest R3(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco情况三：增加R2和R3上串行链路的MD5认证的密码： 在R2原有的配置上加上下面这条命令：R2(config-if)#ip ospf message-digest-key 2 md5 openlabR2#sho ip ospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface3.3.3.3 0 FULL/ - - 11.1.1.2 OSPF_VL01.1.1.1 1 FULL/BDR 00:00:34 21.1.1.1 FastEthernet0/01.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:37 10.1.1.1 Serial1/03.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:31 11.1.1.2 Serial1/1邻居关系没有丢失。增加新的密码钥匙，然后在将原来的密码删除，候邻居关系不受影响。情况四：在Area0上进行区域认证（以前没做过吧）R1(config)#router ospf 10R1(config-router)#area 0 authentication还没有写下一步，就是刚启用，还没设置密码，邻居就down掉了同样，R2上启用一下，邻居就恢复或者都设置相同的密码也可以。 情况五：Area0上进行区域认证以后。R2#clear ip ospf pro清进程，A2区域的学不到邻居了。R3是通过虚链路连接到骨干区域的。因为virtual-link属于Area0，因此在R2配置完成Area0区域认证后，R3也需要相应的配置。R3(config)#router ospf 10R3(config-router)#area 0 authentication这样就可以了情况六：单纯的虚链路的认证（这个以前也没做过吧）明文认证，MD5认证。配置命令如下：明文：R2(config-router)#area 1 virtual-link 3.3.3.3 authentication-key ciscoR3(config-router)#area 1 virtual-link 2.2.2.2 authentication-key ciscoMD5：R2(config-router)#area 1 virtual-link 3.3.3.3 authentication message-digestR2(config-router)#area 1 virtual-link 3.3.3.3 message-digest-key 1 md5 ciscoR3(config-router)#area 1 virtual-link 2.2.2.2 authentication message-digestR3(config-router)#area 1 virtual-link 2.2.2.2 message-digest-key 1 md5 cisco另外通过实验知道虚链路在建立起来后是DNA LSA（不老化LSA），所以如果没有重启OSPF进程的话，即使一端配置了认证，虚链路也是不会断开的。后面是sniffer抓得包Hello包Lsu包LSACK包上面是一般情况，下面是明文验证的几个包HelloDBDLSRLSULSACK下面是MD5加密认证得包HelloDBDLSRLSULSACK