基于华为ENSP的OSPF-开放式最短路径优先协议保姆级别详解（1）

本篇博文摘要 🌟

• 动态路由分类简介:OSPF的结构化部署-区域划分；路由器角色；OSPE数据包等保姆级别具体详解步骤；精典图示举例说明、注意点及常见报错问题所对应的解决方法等

动态路由的三大评判标准

1. 占用资源：评估协议在带宽、内存和处理器资源上的消耗，协议资源消耗低时，网络运行效率高。
2. 收敛速度：收敛速度快的协议能够更迅速地响应网络拓扑变化，减少网络中断的时间。
3. 选路：选路质量直接决定了网络的性能，包括带宽利用率、延迟、容错性等因素

1.动态路由分类简介：

1.1IGP

DV型---距离矢量型---RIP

LS型---链路状态型---OSPF

• OSPF（Open Shortest Path First 开放最短路径优先） 是一种链路状态型协议，比RIP更加复杂且高效，广泛用于大型企业和ISP网络中。
• 原理：OSPF通过链路状态广告（LSA）与其他路由器交换网络拓扑信息，每个路由器都会生成一份完整的网络拓扑图，然后使用Dijkstra算法（最短路径优先算法）计算出到其他路由器的最佳路径。
• 特点：
  • 收敛速度较快：OSPF能够更快速地响应网络拓扑的变化，避免环路并能高效地计算新路径。
  • 层次化设计：OSPF支持多区域设计，网络被划分为多个区域，每个区域内部处理自己的路由信息，减少了计算复杂度和资源消耗。
  • 无环路特性：OSPF能有效避免路由环路问题，适合较大规模的网络。
  • 支持VLSM和CIDR：支持变长子网掩码（VLSM）和无类域间路由（CIDR），提高了IP地址的利用率。

1.2EGP---外部网关协议

BGP（边界网关协议）

• BGP 是一种路径向量协议，主要用于自治系统之间的路由信息交换，广泛用于互联网核心路由。
• 原理：BGP路由器交换的是完整的网络路径（而不仅仅是网络目标地址），并根据策略选择最佳路径。BGP支持多种路由策略，如AS路径、前缀长度等，适应复杂的网络环境。
• 特点：
  • 收敛速度慢：相比于IGP，BGP的收敛速度较慢，因为BGP协议必须根据各种复杂的策略和路径信息做出路由决策。
  • 策略导向：BGP允许根据策略（如AS路径、路由过滤、优先级等）来决定路径选择，而不仅仅依赖于距离或带宽等度量。
  • 可扩展性强：BGP能够处理极为庞大的路由表，适应全球互联网规模的路由需求。
  • 支持多个路径：BGP支持多条路径并进行负载均衡，避免单点故障。
  • 防止路由环路：BGP通过AS路径来防止路由环路的发生。
• 适用场景：BGP是互联网核心路由协议，广泛用于大型网络中，尤其是在ISP和数据中心之间的路由选择中。

1.3OSPF---无类别的路由协议

• 无类别的路由协议：OSPF 支持无类域间路由（CIDR）和变长子网掩码（VLSM），允许更加灵活和精细的网络划分。
• 组播地址 224.0.0.5 和 224.0.0.6：OSPF 使用这两个地址进行路由信息交换，减少了网络中的广播流量，并提高了效率。
• 触发更新机制：OSPF 只在网络拓扑发生变化时才发送更新信息，而不像 RIP 那样依赖周期性更新，节省了带宽和计算资源。
• 周期链路刷新：每 30 分钟，OSPF 会重新广播链路状态信息，以确保网络拓扑信息的准确性和一致性，防止过时或丢失的路由信息。

2.OSPF的结构化部署---区域划分

• 目的：为了减少OSPF域中LSA的数量。
• 如果一台路由器的多个接口分别接入到了多个不同的区域，则该设备会为每一个区域单独维护一套LSDB。

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要求：

1、OSPF要求域中的所有非骨干区域（区域ID不为0）都必须与Area0相连。 2、骨干区域不能被分割。

OSPF区域结构部署规则的必要性

ABR设备规则：
1、至少连接两个区域
2、连接的区域中至少有一个是区域0
3、在区域0中至少存在一个活跃的邻居

ABR功能：传递区域间路由信息

OSPF为了保证所有工程师遵循两条区域划分规则，作出如下规定：

• 非骨干区域之间不允许直接相互发布区域间路由信息。---因为不存在ABR设备。
• 从非骨干区域收到的路由信息，ABR能接收但不会使用这条路由信息-----OSPF的区域水平分割机制（从一个区域学习到的路由信息，不能再传递回该区域）。

OSPF有如下规定：

1、对于伪ABR设备，不允许转发区域间路由信息。
2、对于真是ABR设备：
	可以将直连的非骨干区域的区域内路由信息传递给骨干区域
	可以将直连的骨干区域的区域内路由信息传递给非骨干区域
	能够将自己从骨干区域学习到的域间路由信息传递给非骨干区域

3.路由器角色

• 内部路由器---IR---所有接口都接入同一个OSPF区域
• 骨干路由器---BR---接入Area0的路由器
• 区域边界路由器---ABR
• AS边界路由器---ASBR---1、工作在OSPF自治系统的边界，负责将OSPF域外的路由引入到本OSPF域中。 1.设备连接在不同的AS，且具有活跃的邻居。
• 2.该设备执行了重发布操作。

4.OSPF数据包

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4.1hello包

• 发现、建立、周期保活。---->邻居关系，通过组播224.0.0.5发送。hello time 10S。当超过4倍的hello时间，则认为邻居不存在。 RID---Router-ID 全域唯一，用以标识路由器的身份。以IP地址形式存在。 配置方式： 1、手工配置，满足上面两条规则即可。 2、自动配置，路由器默认优选最大环回IP地址，没有环回则选择最大物理IP地址。

注意：

• 启动OSPF进程前，必须有接口IP地址。若有，则在第一次启动OSPF进程时，选择第一个配置的IP地址作为RID值。在思科中，若没有IP，则OSPF启动失败。在华为中，RID会设定为0.0.0.0。
• 华为逻辑：在第一次启动设备时，选择第一个UP的接口的IP作为全局RID。之后按照国际标准执行。

4.2DBD包

• 数据库描述报文--->携带路径信息的摘要信息。----为了避免重复更新和减少更新量。

4.3LSR包

• 链路状态请求报文--->根据DBD中的信息，请求获取未知的LSA信息。

4.4LSU包

• 链路状态更新报文--->真正携带了完整LSA信息的数据包。

4.5LSAck包---链路状态确认报文