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OSPF思维导图
这是一个关于OSPF的思维导图，这是一个关于OSPF思维导图的思维导图，主要内容包含区域划分、 结构突变、 不规则区域等。
编辑于2023-12-02 23:09:55- HCIP-OSPF
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OSPF
对比RIP优点
区域划分
要求
1.区域之间必须存在ABR：区域边界路由器 2.区域划分必须遵循星型拓朴结构-----星型拓扑中间区域称为骨干区域 3.为了方便对OSPF区域进行管理，我们给区域设计了一个编号---区域ID----骨干区域的area ID为 0
组播地址
当路由器接口配置了IP，并且配置了ospf之后，接口将发出hello报文进行窥探，hello报文使用的目标IP是组播地址224.0.0.5
优点
OSPF区域划分的优点： 在大型网络规模中，解决以下问题 1.LSDB占用过大，占路由器内存 2.LSDB过大，计算路由时消耗太多CPU 3.网络震荡时，当链路改变时，全路由器都需要更新LSDB 并重新计算，更新量过载
结构突变
结构突变
触发更新
条件匹配
同一个广播域(网段)出现多个路由器，LSDB更新效率将下降，OSPF中为了解决该问题，会在同一个广播域下的多个路由器中选择DR/BDR DR/BDR会与该网段的其它路由器(DRouther)建立邻接关系，DRouther之间建立邻居关系 DR设备存在非抢占模式：当一个网段中已有DR/BDR设备之后，新接入的路由器就算优先级更高Router-id再大也不会替代原先的DR设备
不规则区域
骨干区域
骨干区域的区域ID=0
远离骨干的非骨干区域
远离骨干的非骨干区域概念： OSPF区域划分遵守星型拓扑结构，中心区域称为骨干区域与骨干区域相连接的区域称为非骨干区域。 远离骨干的非骨干区域是指与骨干区域无连接点的区域 骨干区域以及未与该区域连接的非骨干区域都不可获得该区域的LSDB
与骨干区域AS相同
虚链路技术
OSPF中的虚拟链路（Virtual Link）技术可以将两个非直接相邻的区域（Area）连接起来，使其在逻辑上形成一个连通的区域。这种技术的应用场景一般是在网络设计中需要将一个区域与主干区域（Backbone Area）相连，但是两个区域之间又隔着一个中间区域。 通过虚拟链路，可以将中间区域视为一个中转地，将两个不直接相邻的区域连通，从而确保网络的连通性和数据的正常传输。虚拟链路的配置需要在两个连接的路由器之间进行，在配置时需要考虑网络的拓扑结构、路由器的ID等因素。
多进程双向重发布
在area 0-area1-area-2这种区域连接方式中，假设R4为area 1与 area 2的边界路由器。 由于area 2是远离骨干的非骨干区域，不满足星型拓扑结构，因此area 2 区域内的设备(除R4)无法获取 area 0 和 area 1区域的路由信息，同理 area 0与 area 1 也无法获取area 2的路由信息。 而R4作为作为非骨干区域(area 1)与 远离骨干的非骨干区域共有的边界设备，R4拥有 area 0 area 1 area 2区域内所有路由信息。 因此要想解决骨干区域+非骨干区域与远离骨干的非骨干区域的路由信息互通 1.可以通过ASBR(R4）将area 2的路由信息重发布到area 1 区域(area 1 区域获得 area 2的路由信息后可通过OSPF传递给area 0 区域) 2.ASB设备再将area 0 与area 1区域的路由信息重发布到area 2区域 上述两边区域都导入的重发布称为双向重发布 实际上可以将远离骨干的非骨干区域看作是独立的协议 若area 2 区域同样运行OSPF协议，则可以在ASBR设备配置OPSF时，创建进程1 运行area 1 区域的OSPF协议 创建进程 2运行area 2区域的OSPF协议，这样ASBR设备可以通过不同进程运行的OSPF协议获取双方的区域的路由信息，但此时R4设备上双方的路由信息独立存在，因此可以通过双向重发布技术将R4设备上相互独立存在的路由信息导入另一个区域 上述在ASBR设备上创建多个进程运行OSPF，同时双向重发布路由信息的操作称为多进程双向重发布。
与骨干区域AS不同
重发布
不同网络中接口类型
BMA
接口类型：broadcast
Broadcast，需要进行DR和BDR选举，hello时间默认10s，死亡时间默认40s broadcast类型需要进行DR/BDR选举，可以同时建立多个邻居
P2P
接口类型：P2P
P2P只能建立一个邻居，无需进行DR和BDR选举，hello--10s，deadtime--10s
P2MP
接口类型：P2MP
P2MP：可以建立多个邻居关系，不需要进行DR和·BDR选举，hello--30s dead time---120s 无需进行DR/BDR选举也可进行邻居关系建立 会学习邻居接口的主机路由
NBMA
接口类型：单播
Attemp---只有在NBMA网络环境下出现的OSPF状态机--尝试状态---等待对方指定单播邻居，如果对方指定的单播邻居收到指定的hello之后，将迅速进入到下一个状态 NBMA不支持广播或组播，OSPF通过组播形式传送，因此NBMA仅支持OSPF单播建邻，NBMA可以建立多个邻居关系，需要进行DR/BDR选举，hello--30s.dead time--120s ，需要手工建立邻居关系
状态机
Down
Init
Hello
hello未收完成前是周期更新时间10s 收敛完成后周期更新时间30min， 基于组播地址224.0.0.5发送
2-way
邻居建立成功
ExStart
基于DBD包中包含的LSA头部信息进行主从关系选举阶段
Exchange
基于DBD报文交换数据库信息LSDB
DBD/LSACK
Loding
根据邻居发送的LSDB报文，删选本地路由表中未知的路由信息 使用LSR请求LSU包并基于LSU包交换LSA信息
LSR/LSU/LSACK
Full
邻接建立成功
概要
OSPF数据包结构
头部字段
头部字段是每一个OSPF数据包公有的数据包头 头部字段包含以下内容： 版本号字段 头部字段是每一个OSPF数据包公有的数据包头 头部字段包含以下内容： 版本号字段(8bit) 报文长度字段(16bit) 路由器ID(32bit) 区域ID(32bit) 校验和 (16bit) 验证类型(16bit) 认证数据(32bit) 类型字段(8bit)： Hello包--1代表 DBD包--2 代表 LSR包--3 代表 LSU包--4 代表 LSACK包--5代表
hello包
影响hello包邻居关系建立的因素：hello/死亡时间 如果邻居之间不相同，则影响邻居关系建立 特殊区域标记 如果邻居双方特殊区域标记不同，则将无法建立邻居关系 网络掩码 如果邻居双方网络掩码不同，则邻居关系无法建立(只针对MA网络，p2网络不核查) 认证 邻居双方认证类型不同，认证数据不同则无法建立邻居关系 hello包中除了头部字段包含的内容以外，还包含以下内容： 网络掩码，hello间隔，8位可选项，路由器优先级，路由器失效时间，指定/备份路由器（DR/BDR未选出之前使用0.0.0.0填充），邻居列表
DBD包
可靠性体现：DBD交互过程中会逐次+1 R1发送给R2时DBD序列号为1，R2回复是DBD仍然为1，此为DBD序列号可靠性的体现 DBD序列号提供有序性和可靠性 MTU值：MTU值的作用是确保在OSPF网络中传输的数据包不会超过路由器所能处理的最大数据包大小，从而避免数据包被分片，提高网络传输效率 8位可选项标记中：如果 I 位置1 代表主从关系选举有的数据包，将不携带摘要信息 ，如果M位置1 代表后面还有更多的DBD包，置0代表这是最后一个DBD包 ，如果MS位置1代表该设备为主，置0代表为从
LSR包
LSU包
LSA信息
LSA分类
LSA三元组
LSA三元组又称LSA头部字段，每个LSA信息都包含LSA三元组 LSA三元组可以唯一标定一条LSA信息 Type：LSA的类型，该字段共有以下6种 LinkStateID：LSA信息的名字 用于区别LSA AdvRouter：发送该条LSA信息路由器的router-id Seq：LSA信息的序列号，LSA信息每更新依次Seq值+1
LSA信息Type字段分类
Type：P2P Link ID:邻居的Router ID Data:邻居发送该条LSA信息所使用的接口的IP Type：TransNet：代表该接口连接在MA网络中 Link ID：DR的接口IP地址 Data：DR设备发送该条LSA信息所使用的接口的IP Type：SubNet ：代表该接口连接在用户网段(环回/用户网段) Link ID：该Stub网段主机位全0的IP地址 Data：该Stub网段的网络掩码 Type：Virtual Virtual：虚拟邻居的Router ID Data：虚拟邻居发送该条LSA信息接口的IP地址
域内传播 LSA
域内传播LSA仅支持在本区域内传播
Type 1：router
Router LSA包含有关本地路由器与其相邻路由器之间的链接信息：包含链路数量，网段信息，网络掩码，开销信息等 区域内泛洪 router -LSA 只能描述发送router-LSA信息的路由器处于什么样的MA网络中，并未描述该网段中是否还有其它设备，发送该router-LSA信息的设备所使用接口的子网掩码信息 Tyep -2 LSA则起到补充作用 LS ID:通告者的Router-ID
Type 2：network
Type 2 LSA 也称为Network-LSA 1类LSA在MA网络中无法完整的描述发送LSA信息的设备的信息，仅可通过Link-Type为StubNet，判断在MA网络中，Data为23.0.0.2 判断DR设备发送接口的IP为23.0.0.2 并能通过以上信息判断DR设备接口的掩码长度是多少，更不能知道DR设备的邻接关系有哪些，因此2类LSA信息的作用是在M网络中对1类SA信息进行的补充。 Type-2 LSA：用来描述一个网段信息(包含网络号，掩码，该网段的所有路由器) 该条LSA由DR设备发出() NetMask：描述子网掩码位数 Attached Router：该网段包含的路由器 LS ID：DR接口的IP地址
域间传播LSA
Type 3：Sum-Net
用来描述一个区域内的所有网段信息，由ABR发出 3类LSA通过LinkState ID直接携带目标网段的网络号 LSA信息内部的Net Mask 携带目标网络号的掩码 当area 1将路由信息传递给ABR时，ABR会将传递过来的路由信息封装成3类LSA，通过Type--1 LSA和Type--2 LSA找到需要通告的设备的具体位置，再将含有area 1路由信息的Type--3 LSA传递给区域内部的其他路由器。 当需要跨一个区域传播时，area 1区域的ABR 1 (该ABR属于area 1 和 area 0)设备会将带有area 1 信息的 Sum-Net -LSA 直接发送给 area 0 区域的ABR 2 (该ABR属于area 0和area 2)，当ABR 2收到ABR 1发送过来的LSA信息后，将LSA信息三元组中的AdvRouter由原来ABR 1的AdvRouter 改为自己(ABR 2)的AdvRouter 重新封装之后 再通过Sum-Net -LSA通过router-LSA和network-LSA获取需要通告的路由器具体位置，再发送给该区域的其它路由器。 LS ID：需要通告网段的网络号
AS间传播
Type 4：summer
summer-LSa 用于描述ASBR的位置信息 与ASBR设备处于同一个区域的其它设备不会将summer-LSA添加到LSDB中，因为同一个区域的其它设备可以通过router-LSA+Network-LSA获取ASBR设备的位置信息，无需借助summer-LSA来获取
Type 5：AS-External
Type 5：AS-External 用来描述AS外部的网段信息， 该LSA会在AS域内泛洪，它是由ASBR（边缘路 由器）生成的，并包含从该AS到其他AS的路径信息 由于不同协议的开销值评判方式是不同的，所以，在进行重发布之后，将舍弃原先网络环境中的开销值，然后，赋予其一个初始度量值--种子度量值---华为设备默认赋予的种子度量值为1 E Type:标识路由的来源类型 0---类型1--所有设备到达域外网段的开销值为本地到达通 告者的开销值+种子度量值 2默认---所有设备到达域外网段的开销值为种子度量值 Forwarding Address 用于指定路由器的下一跳地址，以便在IP网络中转发数据包。当一个路由器收到一个数据包，并需要将其转发到另一个子网或网络时，它将使用Type-5 LSA中指定的Forwarding Address作为下一跳地址 LS ID:域外路由信息的目标网络号
Styb区域传播
Type 7：NSSA
普通Stub区域（末梢区域）中的ABR设备会将用于AS间传播的AS-External-LSA 和 summer-LSA 改为基于Type-3LSA通告的一条默认路由0.0.0.0 用于过滤掉AS外部进来的路由，防止路由表过大 因此Stub区域无法传播4类和5类LSA 普通Stub： 不允许4类和5类LSA进入，AS外部路由用默认路由代替 完全Stub区域： 不学习AS外部路由以及其它区域的路由，全部用默认路由代替 NSSA区域：不完全末梢区域 OSPF协议中为了防止NSSA区域中存在ASBR设备（普通stub区域中不允许5类和4类LSA泛洪，此时ASBR将无法发挥作用），定义了一种区域：NSSA 在该区域中使用新的LSA来代替5类LSA，此LSA被称为7类LSA 7类LSA在NSSA区域中的作用和5类一样 Type 7 LSA在OSPF NSSA区域内传递，在达到区域边界路由器 ABR 时会被转换为Type 5 LSA，然后在整个OSPF域内传递。需要注意的是，Type 7 LSA只在NSSA区域内传递，不会在整个OSPF域内传递。
OSPF优化
OSPF的优化就是通过缺省减少非骨干区域的LSA更新量，通过汇总减少骨干区域的LSA更新量。
路由汇总
当ABR设备收到area 1网段的信息时，会将router-LSA和network-LSA封装成Type 3 LSA 跨区域传播，当ABR设备准备向其它区域发送LSA信息时，会通告1类和2类LSA信息找到area 0 区域内各路由器的具体位置信息，再将3类LSA信息通告给area 0区域的路由器。 因此可以在ABR设备上将区域内可以汇总的网段，汇总为一条或几条网段（越少越好）以此达到减少3类LSA更新量的目的从而减少骨干区域的更新量。 在ASBR上进行域外路由汇总同样可以达到减少5类LSA更新量的目的
特殊区域
第一大类:区域内不存在ASBR
末梢区域
如果将一个区域配置为末梢区域，则这个区域将会拒绝学习4类和5类LSA 同时由连接骨干的ABR设备将自动生成一条指向骨干的3类缺省 当该区域需要传递数据给另外一个AS区域内的设备时，会通过缺省路由将该数据交给骨干区域的设备转发
完全末梢区域
末梢区域仅仅拒绝4类和5类LSA信息，仍然存在1--3类LSA信息，由于末梢区域由连接骨干的ABR设备将自动生成一条指向骨干的3类缺省，所以在末梢区域的基础上，完全末梢区域将进一步拒绝学习3类LSA，仅仅保留3类缺省。 完全末梢区域的设备将从骨干区域学习除了1类和2类以外的LSA信息
第二大类：区域内存在AASBR
非完全末梢区域
如果将一个区域配置成为非完全末梢区域，则这个区域会拒绝学习4类和5类LSA 同时由连接骨干的ABR设备自动生成一条指向骨干的7类缺省路由 Type 7 LSA在OSPF NSSA区域内传递，在达到AS边界路由器 ASBR 时会被转换为Type 5 LSA，然后在整个OSPF域内传递。需要注意的是，Type 7 LSA只在NSSA区域内传递，不会在整个OSPF域内传递。
完全的非完全末梢区域
在NSSA基础上，进一步拒绝学习3类LSA，并且会生成一条3类缺省。 由于完全的NSSA区域是在NASSA基础上进行的配置，因此会存在两条缺省路由--3类和7类