华小智问道IE面试 | 路由协议之OSPF基本概念

“Hello，同学们，有没有想我哦！”在长老踏着愉快的步伐走进教室。“哇，这是谁？这不是我每天想念的在长老吗？”华小智高兴的叫了起来。“是的，我回来了，这段时间跟着华小阮老师听课，大家没有偷懒吧？”在长老说道。“没有，没有，我们可听话啦！”华小育回答道。“那就好，那我们今天继续分享知识点。今天开始学习OSPF模块的内容哦。”在长老说罢，准备开始上课。首先我们了解一下OSPF的概念。OSPF（Open Shortest Path First，开放*短路径优先）是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议（IGP）。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2，针对IPv6协议使用的是OSPF Version 3。本次我们先讨论OSPF Version 2，OSPF Version 3我们将放在IPv6模块再进行讨论。

OSPF协议特点OSPF 协议是典型的链路状态路由协议，它具有以下特点：1）支持较大规模的网络：OSPF 协议无路由跳数限制，所以其适应范围广，支持网络规模更大。在特定的组网环境下， OSPF 单区域甚至可支持几十台路由器。2）组播触发式更新：OSPF 协议在收敛完成后，会以触发方式发送拓扑变化的信息给其它路由器，从而占用了较少的链路带宽；同时，在某些类型的链路上以组播方式发送协议报文，减少对其他设备的干扰。3）收敛速度快：在网络的拓扑结构发生变化后， OSPF 会立即发送更新报文，从而使拓扑变化很快扩散到整个自治系统；同时，OSPF 采用周期较短的 Hello 报文来维护邻居状态。4）以开销（Cost）作为度量值：OSPF 协议在设计时，就考虑到了链路带宽对路由度量值的影响。OSPF 采用链路开销作为度量值，而链路开销与链路带宽成反比，即带宽越高，开销越小。这样，OSPF选路主要基于带宽因素。5）协议设计避免路由环路：由于 OSPF 根据收集到的链路状态用*短路径树算法计算路由，从算法本身保证了不会生成自环路由。6）应用广泛：目前在互联网有大量的应用实例，是使用*广泛的 IGP 之一。

OSPF分层结构OSPF 协议通过将自治系统划分成不同的区域（Area）。区域是从逻辑上将路由器划分为不同的组，每个组用区域号（Area ID）来标识。区域的边界是路由器，而不是链路。一个网段（链路）只能属于一个区域，或者说每个运行 OSPF 的接口必须属于某个特定区域。OSPF分层结构如下图1所示。并非所有的 OSPF 区域都是平等的关系。其中有一个区域是与众不同的，它的区域号（Area ID）是 0，通常被称为骨干区域。骨干区域负责区域之间的路由，非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发。对此，OSPF 有两个规定：1）所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通。2）骨干区域自身也必须保持连通。

OSPF 协议的区域划分可以带来以下好处（优势）：1）减少区域内 LSA 的数量：减少了区域内LSDB中链路状态信息的数量，降低了运行OSPF协议对路由器性能的要求。2）便于管理：可以将相同功能性或者在一个区域内，以便于管理。3）减少路由震荡的影响：隔离拓扑变化，减少路由震荡对整个自治系统的影响。

OSPF路由器类型根据路由器在 AS 中的不同位置， OSPF 路由器可以分为以下四类：1）区域内路由器：该类路由器的所有接口都属于同一个 OSPF 区域。 2）区域边界路由器（ABR）：该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域。ABR 用来连接骨干区域和非骨干区域，它与骨干区域之间既可以是物理连接，也可以是逻辑上的连接（虚连接方式）。3）骨干路由器：该类路由器至少有一个接口属于骨干区域。因此，所有的 ABR 和位于 Area0 的内部路由器都是骨干路由器。4）自治系统边界路由器（ASBR）：与其他 AS交换路由信息的路由器称为 ASBR。ASBR 并不一定位于 AS 的边界，它有可能是区域内路由器，也有可能是 ABR。只要一台 OSPF 路由器引入了外部路由的信息，它就成为 ASBR。

Router IDRouter ID是一个 32 比特无符号整数，在自治系统中地标识一台路由器，路由器在启动 OSPF 协议之前，会首先检查 Router ID 的配置。Router ID可以手动配置，路由器优先选择手动配置的Router ID，如果没有通过相关命令配置Router ID，则会按照如下优先顺序选择Router ID：1）如果存在配置 IP 地址的 Loopback 接口，则选择 Loopback 接口地址中*大的作为Router ID。2）如果没有配置 IP 地址的 Loopback 接口，则从其他接口的 IP 地址中选择*大的作为Router ID（不考虑接口的 up/down 状态）。建议：一般都会配置loopback接口，并将loopback接口的IP地址配置为路由器的Router ID，方便管理。

OSPF网络类型OSPF根据链路层协议不同，共支持四种类型，分别如下：1）Broadcast（广播型网络）2）NBMA（非广播多路访问网络）3）P2MP（点对多点网络）4）P2P（点对点网络）闻道有先后，术业有专攻，扫描下方二维码，添加好友，让我们一起进步吧！

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