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OSPF 基础

# OSPF 基础

## 动态路由

AS (自治系统): 由同一个技术机构进行管理并且运行相同的路由选路策略的一组路由器.

### 动态路由分类

按照使用范围分类:

- IGP: 内部网关协议，运行于 AS 内部的路由协议 (RIP, OSPF, IS-IS)
- EGP: 外部网关协议，运行于 AS 之间的路由协议 (BGP)

按照算法分类:

- 距离矢量路由协议：通过距离和矢量两个参数来描述一个路由信息进行计算，距离指的是由多远能到达目标 (开销，跳数). (RIP, BGP)
- 链路状态路由协议：通过每台路由器自动生成链路状态信息，通过在一定的区域内交互链路状态信息，得到区域内完整的拓扑，最终通过最短路径树算法，计算得到最优的树状路径. (OSPF IS-IS)

按照主类进行分类:

- 有类路由协议：在传递信息时，不携带掩码，根据传递路由的主类网络以及接收路由的接口掩码的配置，自动计算路由. (RIPv1)
- 无类路由协议：在传递信息时，协议带子网掩码，可以支持更广泛的应用，支持 VLSM, CIDR. (RIPv2, OSPF, IS-IS, BGP)

### 动态路由特点

路由器通过动态路由协议自动计算得到的路由信息可以根据网络的变化自动进行路由表的改变.

1. 可以减少网络的管理任务.
2. 动态路由协议会占用部分网络的带宽.
3. 可以实现路由的自动调整.

## 链路状态

LS: 链路状态，设备直接相连的网络或节点信息.

LSA: 链路状态通告.

LSDB: 链路状态数据库，是所有 LSA 的集合.

SPF: 最短路径树算法.

## OSPF 工作原理

1. 建立邻居关系.
2. 泛洪 LSA, 并同步 LSDB.
3. 根据 SPF 算法计算最优路径.
4. 将计算得出的路由放入到路由表中.

## 区域

AREA: 区域，OSPF 通过区域可以实现网络的分层，并实现管理域的隔离，缩小 LSDB 的规模，每个 OSPF 设备在运行时需要指定接口所在的区域，每个区域会有一个区域号进行标识，一般写作点分十进制。区域是从逻辑上将设备分为不同的组.

OSPF 区域分为两层:

- 骨干区域：固定的区域号为 `0` 或 `0.0.0.0` 必须有且只能有一个.
- 非骨干区域: AS 内可以存在多个非骨干区域，区域号非 0, 所有的非骨干区域和骨干区域相连，非骨干区域之间不能相连.

## 路由器角色

`IR`: 区域内部路由器，所有的接口属于同一个 OSPF 区域的路由器.

`BR`: 骨干路由器，至少有一个路由器接口运行于 OSPF 的骨干区域的路由器.

`ABR`: 区域边界路由器，连接多个区域且所连接的区域中包括骨干区域的路由器.

`ASBR`: 自治系统边界路由器，OSPF 中，AS 和 AS 相连的路由，一般在 ASBR 上将其他 AS 路由注入进 OSPF 中形成 OSPF 外部路由.

## Router-ID

32bit 的无符号整数，每个 OSPF 设备在网络中的唯一标识，经常用点分十进制表示，每个设备在运行 OSPF 的 AS 内都有唯一的 RID.

### 生成规则

1. 如果手工配置了 RID, 则手工配置优先.
2. 如果没有手工配置，则设备会使用最大的 lookback 接口 IP 作为 RID.
3. 如果没有 lookback 接口，则优选物理接口最大的 IP 地址作为 RID.

### 全局 RID

默认情况下，设备的全局标识.

### 协议 RID

默认情况下，路由协议会使用全局 RID 作为协议 RID, 如果手工指定协议 RID, 则优先使用手工指定的 RID.

## Cost

OSPF 以 cost 作为度量值，是一个 16bit 正整数，取值范围 1-65535, 数值越小越优.

OSPF 计算的开销是到达目的网络所有链路的总开销，从目的到本设备的入向接口开销总和.

cost 只与带宽有关.

cost = 参考带宽值 / 接口带宽值 (参考带宽值 100Mbit/s)

如果修改参考带宽值，所有 OSPF 设备都要修改.

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