《高級(jí)路由技術(shù)（理論篇）》-教學(xué)PPT3-2：精通OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議

單元3：精通OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議《高級(jí)路由技術(shù)》(理論篇）主講教師：XXX技術(shù)背景隨著Internet技術(shù)在全球飛速發(fā)展，OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議也成為互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的路由技術(shù)，特別是OSPF協(xié)議以其協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)，支持廠家多，成為以TCP/IP協(xié)議為核心的Internet網(wǎng)和Intranet為主的企業(yè)網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)以及電信網(wǎng)絡(luò)中最廣泛應(yīng)用路由協(xié)議。某企業(yè)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，通過實(shí)施OSPF路由實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互連互通。學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)OSPF動(dòng)態(tài)路由技術(shù)中3張表：

鄰居關(guān)系表、鏈路狀態(tài)表、路由表了解OSPF動(dòng)態(tài)路由技術(shù)中五種報(bào)文掌握OSPF路由技術(shù)路由學(xué)習(xí)原理3.1認(rèn)識(shí)鏈路狀態(tài)路由鏈路狀態(tài)路由協(xié)議收集網(wǎng)絡(luò)中鏈路狀態(tài)（Link-state）信息，使用最短路徑樹算法，生成路由表。這里鏈路狀態(tài)信息包括接口地址、連接網(wǎng)絡(luò)類型、鏈路開銷、在線（UP）狀態(tài)和離線（DOWN）狀態(tài)等。鏈路狀態(tài)信息封裝在鏈路狀態(tài)通告LSA中，鏈路狀態(tài)路由協(xié)議收集路由器上鏈路狀態(tài)信息，在區(qū)域內(nèi)建立一個(gè)鏈路狀態(tài)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）。依據(jù)LSDB拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)，計(jì)算路由表。3.1.1區(qū)別鏈路狀態(tài)路由&距離矢量路由3.1認(rèn)識(shí)鏈路狀態(tài)路由連接在同一OSPF區(qū)域內(nèi)路由器收到LSA鏈路狀態(tài)信息，都拷貝一份LSA副本，更新自己鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）。然后，再將LSA鏈路狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)給鄰居，這種擴(kuò)散機(jī)制稱泛洪（Flooding）。每臺(tái)路由器以自己為根，使用Dijkstra算法（SPF算法），計(jì)算到每一個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)最佳路徑，建立一棵最短路徑樹。最后，從最短路徑樹里選出最佳路徑，生成路由表。3.1.2鏈路狀態(tài)路由算法3.1認(rèn)識(shí)鏈路狀態(tài)路由OSPF路由使用最短路徑樹（ShortestPathTree，SPT）算法生成路由表。每臺(tái)運(yùn)行OSPF協(xié)議路由器將自己放置于最短路徑樹樹根位置，其它路由器作為樹的葉子節(jié)點(diǎn)，根據(jù)到達(dá)各個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的路徑開銷（Cost），計(jì)算出到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)最短路徑。3.1.2鏈路狀態(tài)路由算法3.2掌握OSPF工作機(jī)制（1）OSPF能有效解決網(wǎng)絡(luò)中存在的路由自環(huán)問題。（2）0SPF能支持變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VLSM）技術(shù)。（3）0SPF通過劃分區(qū)域，能解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中路由學(xué)習(xí)問題。（4）OSPF支持等值路徑，實(shí)施路由傳輸過程中的負(fù)載分擔(dān)。（5）OSPF支持路由安全驗(yàn)證，能防止外部網(wǎng)絡(luò)針對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起的路由攻擊安全。（6）0SPF路由收斂速度快，可保障大規(guī)模互連的網(wǎng)絡(luò)快速穩(wěn)定。（7）OSPF通過組播方式傳播路由信息，節(jié)省互連的網(wǎng)絡(luò)中鏈路上帯寬資源。（8）OSPF使用IP協(xié)議（協(xié)議號(hào)89）封裝，依靠自身傳輸機(jī)制保障路由傳輸可靠性。3.2.1了解OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議3.2掌握OSPF工作機(jī)制OSPF路由器首先需要生成一個(gè)RID。RouterID通過手工配置方式指定，也可以自動(dòng)學(xué)習(xí)生成RID。OSPF路由器的RID選舉過程如下所示。首先，選擇路由器上有Loopback接口上最大IP地址，作為RID。如果該路由器沒有配置Loopback口，就在激活物理接口上，選擇擁有最大IP地址，作為RID。3.2.1了解OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議3.2掌握OSPF工作機(jī)制（1）啟動(dòng)OSPF進(jìn)程路由器，使用Hello包建立鄰居關(guān)系，監(jiān)視這種關(guān)系存在和消失。在廣播型網(wǎng)絡(luò)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，Hello包的發(fā)送間隔是10秒；在非廣播型的多路訪問（NBMA）網(wǎng)絡(luò)中，Hello包的發(fā)送間隔是30秒。（2）Hello包通過組播地址224.0.0.5發(fā)送，鄰居路由器之間Hello報(bào)文交換完畢，互連的路由器之間能看到對(duì)方的RID，形成鄰居關(guān)系，使用“showipospfneighbor”命令鄰居關(guān)系信息。（3）鄰居路由器之間通過交換LSA鏈路狀態(tài)消息，完成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)LSDB的同步。同步完成后，雙方進(jìn)入完全鄰居狀態(tài)（Full狀態(tài)）。路由器發(fā)送新的LSA給相連的鄰居路由器，保證整個(gè)區(qū)域內(nèi)LSDB的完全同步。使用“showipospfdatabase”命令查詢鏈路狀態(tài)信息。3.2.2建立OSPF鄰居關(guān)系3.2掌握OSPF工作機(jī)制在多路訪問網(wǎng)絡(luò)中部署OSPF，多臺(tái)路由器互連之間形成鄰居關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)中鄰居關(guān)系將是n(n-1)/2。鄰居路由器之間互相傳播LSA報(bào)文，網(wǎng)絡(luò)中就會(huì)很多重復(fù)信息。為減少OSPF網(wǎng)絡(luò)中鄰居關(guān)系，在廣播型接口的OSPF網(wǎng)絡(luò)中，首先選舉一臺(tái)指定路由器（DesignatedRouter，DR），選舉一臺(tái)備份指定路由器（BackupDesignatedRouter，BDR）。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路，不進(jìn)行DR/BDR選舉，只實(shí)施主(M)、從(S)關(guān)系選舉。3.2.3選舉DR和BDR路由器3.2掌握OSPF工作機(jī)制在廣播型多路訪問網(wǎng)絡(luò)中，為了避免路由器之間建立完全的鄰接關(guān)系而引起大量帶寬開銷，在部署OSPF的網(wǎng)絡(luò)中，要求選舉一臺(tái)DR路由器（實(shí)際是接口，OSPF基于接口選舉機(jī)制），每臺(tái)路由器都要與DR路由器建立鄰接關(guān)系；每臺(tái)路由器都只與DR路由器交換鏈路狀態(tài)信息，由DR路由器負(fù)責(zé)通告整網(wǎng)拓?fù)錉顟B(tài)信息。DR路由器也稱指定路由器，保證在一個(gè)區(qū)域內(nèi)所有OSPF路由器都擁有相同鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。備份指定路由器BDR承擔(dān)DR路由器的備份。在指定路由器DR失效情況下，備份路由器BDR代替DR路由器工作。3.2.3選舉DR和BDR路由器3.2掌握OSPF工作機(jī)制OSPF網(wǎng)絡(luò)連接場(chǎng)景是一種典型的廣播型多路訪問網(wǎng)絡(luò)，連接到MA網(wǎng)絡(luò)中路由器都通過以太接口連接一個(gè)廣播域。每臺(tái)路由器都需與其他路由器之間建立OSPF完全鄰居關(guān)系，這意味著網(wǎng)絡(luò)中共需要建立n(n-1)/2個(gè)鄰居關(guān)系，極大消耗了網(wǎng)絡(luò)資源。此外，一旦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涑霈F(xiàn)變更時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中形成的LSA泛洪會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。為減少鄰居關(guān)系建立，在MA網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，OSPF路由協(xié)議會(huì)在廣播型鏈路接口上，進(jìn)行DR和BDR選舉。3.2.3選舉DR和BDR路由器3.2掌握OSPF工作機(jī)制一個(gè)接口生成一條LSA消息，LSA具有以下特征。（1）LSA會(huì)被擴(kuò)散到整個(gè)OSPF區(qū)域。（2）LSA有序列號(hào)和壽命，確保每臺(tái)路由器都有最新的LSA版本。（3）LSA定期刷新，確保拓?fù)湫畔⒌挠行?，直到LSA從LSDB中被刪除。（4）LSA的擴(kuò)散需要保證可靠性。3.2.4了解鏈路狀態(tài)通告（LSA）3.2掌握OSPF工作機(jī)制相鄰路由器之間傳播鏈路狀態(tài)通告過程，就是LSA擴(kuò)散過程。LSA通告擴(kuò)散使區(qū)域中所有路由器都收到該LSA通告消息，形成統(tǒng)一的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。每條LSA通告條目都有老化時(shí)間，通過老化定時(shí)器（Agingtimer）來(lái)控制。在OSPF路由協(xié)議中，每隔1800秒進(jìn)行LSA通告刷新，最初生成該LSA通告的路由器也會(huì)重新泛洪L(zhǎng)SA通告消息。當(dāng)LSA消息在鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)LSDB中的累計(jì)時(shí)間超過3600秒后，該LSA通告會(huì)被認(rèn)為無(wú)效。然后，會(huì)從LSDB中清除。3.2.4了解鏈路狀態(tài)通告（LSA）3.2掌握OSPF工作機(jī)制在OSPF路由協(xié)議中，每臺(tái)路由器都會(huì)生成相應(yīng)接口上的LSA通告消息。在相鄰路由器之間分發(fā)鏈路狀態(tài)通告過程，就是LSA通告擴(kuò)散過程，區(qū)域中所有互連的路由器都收到該LSA通告。為了保障傳輸過程可靠，每個(gè)鏈路狀態(tài)通告消息都必須得到應(yīng)答。因此，鄰居路由器收到每一個(gè)LSA通告后，都發(fā)送一個(gè)LSAck確認(rèn)報(bào)文。3.2.4了解鏈路狀態(tài)通告（LSA）3.2掌握OSPF工作機(jī)制（1）如果LSDB中沒有該條目，將其加入到LSDB中，返回一個(gè)鏈路狀態(tài)確認(rèn)LSAck報(bào)文，并將該LSA擴(kuò)散給鄰居路由器。然后，進(jìn)行SPF計(jì)算，更新路由表。（2）如果LSDB中存在該條目，且LSA中包含的鏈路信息與之相同，則忽略。（3）如果LSDB中存在該條目，且LSA中包含鏈路信息有更新，將其加入到LSDB中，返回一個(gè)LSAck；并將該信息擴(kuò)散到其它路由器。然后，進(jìn)行SPF計(jì)算，并更新路由選擇表。（4）如果LSDB中存在該條目，但LSA中包含信息沒有更新舊信息，則將包含新信息LSA發(fā)送給對(duì)方。3.2.5熟悉鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)LSDB3.2掌握OSPF工作機(jī)制運(yùn)行OSPF協(xié)議的路由器之間，需要同步鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)LSDB，保證同一區(qū)域內(nèi)部的所有的路由器之間鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)完全相同，以此構(gòu)建區(qū)域內(nèi)部的OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。然后，才能通過最短路徑優(yōu)先算法（SPF）算法計(jì)算出路由表。3.2.6使用SPF算法計(jì)算路由表3.2掌握OSPF工作機(jī)制在OSPF網(wǎng)絡(luò)中，區(qū)域內(nèi)所有路由器擁有相同鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)LSDB。每一臺(tái)路由器都把自己放進(jìn)SPF樹中，并以自己為根（Root），構(gòu)建全網(wǎng)的最短路徑樹。然后，根據(jù)每條鏈路的路徑開銷Cost值，計(jì)算出到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最短路徑。最后選出最短路徑，放進(jìn)路由表。如圖3-16所示，呈現(xiàn)了使用SPF算法計(jì)算路由過程。首先，路由器H向路由器E通告，以表明自己的存在。路由器E將路由器H和自己的LSA通告泛洪給鄰居路由器（路由器C和路由器G）。其中，路由器G將這些通告及自己的通告?zhèn)鬟f給路由器D，依此類推。3.2.6使用SPF算法計(jì)算路由表3.3熟悉OSPF報(bào)文類型OSPF協(xié)議使用IP報(bào)文封裝OSPF報(bào)文，協(xié)議號(hào)為89。五種不同類型的OSPF報(bào)文，使用多重信息封裝，但每一種報(bào)文都由一個(gè)OSPF報(bào)頭開始。這五種OSPF報(bào)文都使用相同OSPF報(bào)頭格式，長(zhǎng)度為24字節(jié)，如圖3-17所示OSPF報(bào)文頭中包含字段內(nèi)容。其中，報(bào)文頭中參數(shù)解釋如下。3.3.1OSPF報(bào)頭格式3.3熟悉OSPF報(bào)文類型OSPF協(xié)議使用Hello報(bào)文建立和維護(hù)鄰居路由器的鏈路關(guān)系。Hello報(bào)文內(nèi)容包括定時(shí)器數(shù)值、DR、BDR以及鄰居RID。激活OSPF協(xié)議接口采用組播地址224.0.0.5，周期性發(fā)送Hello報(bào)文，確保鄰居之間建立通信，維護(hù)鄰接關(guān)系。接入OSPF網(wǎng)絡(luò)中路由器，首先需要建立鄰居關(guān)系，向鄰居路由器證明存在，就像人與人之間打招呼一樣。通過彼此“看到”對(duì)方RID，建立鄰居關(guān)系，共享鏈路狀態(tài)信息。一臺(tái)路由器在從收到鄰居發(fā)送過來(lái)的Hello報(bào)文中“看到”自己RID，便進(jìn)入雙向通信狀態(tài)。3.3.2鄰居關(guān)系報(bào)文Hello3.3熟悉OSPF報(bào)文類型數(shù)據(jù)庫(kù)描述（DatabaseDescriptionPacket，DD）報(bào)文描述本地路由器上鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）信息。兩臺(tái)互連的OSPF路由器之間建立鄰居關(guān)系，完成初始化連接之后，要交換數(shù)據(jù)庫(kù)描述DD報(bào)文，完成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的同步。數(shù)據(jù)庫(kù)描述DD報(bào)文只是簡(jiǎn)單描述而非實(shí)際地傳送鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容。由于數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容可能相當(dāng)長(zhǎng)，需要多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文來(lái)描述整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。鄰居路由器之間交換DD報(bào)文過程。3.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文DD3.3熟悉OSPF報(bào)文類型兩臺(tái)路由器建立鄰居關(guān)系，完成two-way初始化連接后，使用DD報(bào)文描述各自LSDB，包括DD報(bào)文序列號(hào)和LSDB中每一條LSA頭部信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)同步。鄰居路由器根據(jù)收到DD報(bào)文中OSPF報(bào)頭，判斷是否已有這條LSA。由于鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中信息很多，需要多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文DD描述整個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。所以在DD報(bào)文中使用三個(gè)專門I、M和M/S比特位標(biāo)識(shí)，描述不同數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)文類型。3.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)描述報(bào)文DD3.3熟悉OSPF報(bào)文類型鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文（LinkStateRequestPacket，LSR）用于請(qǐng)求鄰居路由器上鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）中一部分?jǐn)?shù)據(jù)信息。當(dāng)兩臺(tái)鄰居路由器交換完成DD報(bào)文摘要后，一方路由器還希望了解鄰居路由器上更多LSA信息：如鄰居路由器上還有哪些LSA是本地LSDB中缺少？哪些LSA已經(jīng)失效……這時(shí)，該路由器會(huì)發(fā)送幾個(gè)鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文LSR給鄰居路由器，向?qū)Ψ秸?qǐng)求所需要LSA，期望了解更多鏈路狀態(tài)信息LSA。二臺(tái)鄰居路由之間，發(fā)送LSU報(bào)文前后的交換信息。3.3.4鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文LSR3.3熟悉OSPF報(bào)文類型鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文（LinkStateRequestPacket，LSR）用于請(qǐng)求鄰居路由器上鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）中一部分?jǐn)?shù)據(jù)信息。當(dāng)兩臺(tái)鄰居路由器交換完成DD報(bào)文摘要后，一方路由器還希望了解鄰居路由器上更多LSA信息：如鄰居路由器上還有哪些LSA是本地LSDB中缺少？哪些LSA已經(jīng)失效……這時(shí)，該路由器會(huì)發(fā)送幾個(gè)鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文LSR給鄰居路由器，向?qū)Ψ秸?qǐng)求所需要LSA，期望了解更多鏈路狀態(tài)信息LSA。二臺(tái)鄰居路由之間，發(fā)送LSU報(bào)文前后的交換信息。3.3.4鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文LSR3.3熟悉OSPF報(bào)文類型LStype：LSA的類型號(hào)。LinkStateID：指定OSPF描述部分區(qū)域，根據(jù)LSA中的LSType和LSAdescription信息，在路由域中描述一個(gè)LSA。AdvertisingRouter：通告路由器，產(chǎn)生此LSA路由器的RouterID。鄰居路由器之間收到兩個(gè)LSA一樣時(shí)，根據(jù)LSA報(bào)文中的中LSsequencenumber、LSchecksum和LSage判斷所需要LSA新舊，決定是否更新。3.3.4鏈路狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文LSR3.3熟悉OSPF報(bào)文類型鏈路狀態(tài)更新報(bào)文（LinkStateUpdatePacket，LSU）是應(yīng)答鄰居路由器LSR請(qǐng)求報(bào)文，向鄰居路由器發(fā)送所需LSA信息。LSU報(bào)文中包含內(nèi)容是多條LSA完整內(nèi)容集合，累計(jì)發(fā)送的LSA數(shù)量，每條LSA的完整內(nèi)容。在支持組播和廣播鏈路上，LSU報(bào)文以組播方式泛洪出去。為了實(shí)現(xiàn)泛洪可靠傳輸，每收到一個(gè)LSU都使用LSAck報(bào)文確認(rèn)。沒有收到確認(rèn)報(bào)文需重傳。重傳時(shí)，LSU直接發(fā)送到?jīng)]有收到應(yīng)答確認(rèn)路由器，不再泛洪。鏈路狀態(tài)更新報(bào)文LSU不僅用于對(duì)LSA請(qǐng)求應(yīng)答，也可以泛洪更新的LSA。一個(gè)LSU中可以包括多個(gè)LSA條目。3.3.5鏈路狀態(tài)更新報(bào)文LSU3.3熟悉OSPF報(bào)文類型鏈路狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文（LinkStateAcknowledgmentPacket，LSAck）是路由器收到鄰居發(fā)來(lái)的LSU報(bào)文后，針對(duì)該報(bào)文發(fā)出確認(rèn)應(yīng)答報(bào)文，包括需要確認(rèn)的LSA頭部（LSAHeaders）等等。一個(gè)LSAck報(bào)文可對(duì)多個(gè)LSA進(jìn)行確認(rèn)。OSPF路由消息傳播特點(diǎn)是：可靠地泛洪L(zhǎng)SA報(bào)文?？煽啃砸馕吨邮辗奖仨殤?yīng)答。否則，鄰居路由器無(wú)法知道LSA報(bào)文是否準(zhǔn)確接受。因此，鏈路狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文LSAck對(duì)接收到每一個(gè)LSU報(bào)文進(jìn)行確認(rèn)。3.3.6鏈路狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文LSAck3.4了解OSPF路由學(xué)習(xí)7種狀態(tài)運(yùn)行OSPF路由器RB收到Hello報(bào)文后，發(fā)現(xiàn)Hello報(bào)文中的RID，進(jìn)入Init狀態(tài)。RB路由器把RA的RID添加進(jìn)自己NeighborList中。然后，以單播形式發(fā)送自己的Hello報(bào)文，對(duì)路由器RA做出應(yīng)答。因此，RA路由器發(fā)現(xiàn)對(duì)方的RID。鄰居路由器之間通過Hello報(bào)文，都從Hello報(bào)文里找對(duì)方RID，加入自己NeighborList，二臺(tái)互相連接路由器進(jìn)入2-way狀態(tài)（也稱Two-way狀態(tài)）。3.4.1建立雙向通訊階段3.4了解OSPF路由學(xué)習(xí)7種狀態(tài)二臺(tái)互連路由器建立2-way關(guān)系后，此時(shí)，如果連接鏈路是廣播型網(wǎng)絡(luò)，如通過以太網(wǎng)接口連接，需要進(jìn)行DR和BDR選舉。如果鄰居路由器之間通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口建立鄰接關(guān)系，需要進(jìn)行主/從（M/S）關(guān)系選舉，進(jìn)入Exstart狀態(tài)。在Exstart狀態(tài)里，OSPF路由器需要完成DR/BDR選舉，或主/從關(guān)系選舉，都是以RID數(shù)值最高為主，次高為輔選舉機(jī)制。如圖3-29顯示二臺(tái)鄰居路由器之間，進(jìn)行主/從（M/S）關(guān)系選舉，開啟DD報(bào)文交換過程。其中，用于DD報(bào)文交換的第一個(gè)序列號(hào)，也在Exstart狀態(tài)中決定。3.4.2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)同步階段3.4了解OSPF路由學(xué)習(xí)7種狀態(tài)鄰居路由器收到DD報(bào)文以后，使用LSAck報(bào)文確認(rèn)。同時(shí)，將其和自己現(xiàn)有的DD報(bào)文比較。如果DD報(bào)文中有鏈路狀態(tài)更新條目，馬上發(fā)送LSR請(qǐng)求報(bào)文給鄰接路由器，從而進(jìn)入Loading狀態(tài)。鄰接路由器收到LSR請(qǐng)求報(bào)文后，以LSU報(bào)文作為應(yīng)答，包含LSR請(qǐng)求需要完整信息。收到LSU報(bào)文后，再次發(fā)送LSAck報(bào)文做出確認(rèn)。最后，二臺(tái)路由器都添加新的條目到各自的LSDB中，生成完全相同的LSDB，進(jìn)入Full狀態(tài)。3.4.2鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)同步階段3.4了解OSPF路由學(xué)習(xí)7種狀態(tài)預(yù)啟動(dòng)狀態(tài)，二臺(tái)互連的OSPF路由器建立主、從（M/S）關(guān)系（或者在廣播型網(wǎng)絡(luò)中選舉DR/BDR）。然后，協(xié)商一個(gè)序列號(hào)準(zhǔn)備傳送（需要采用確認(rèn)機(jī)制保證可靠），頭兩個(gè)DD報(bào)文為空，不包含LSA的數(shù)據(jù)。其中，涉及的DD報(bào)文字段摘要信息如下。在路由器RouterA中標(biāo)識(shí)信息為：DDseq=x，I=1，M=1，MS=1。其中，I是第一個(gè)報(bào)文；M是more表示還有后續(xù)報(bào)文；MS是表示RouterA路由器是Master角色。3.4.3OSPF路由學(xué)習(xí)狀態(tài)機(jī)3.5優(yōu)化OSPF傳輸?shù)膮^(qū)域同一個(gè)區(qū)域內(nèi)所有路由器上的LSDB都完全相同。同一個(gè)區(qū)域內(nèi)所有路由器收到的LSA通告太多。OSPF內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)蕩，會(huì)引起全網(wǎng)路由器上的SPF計(jì)算。區(qū)域內(nèi)路由無(wú)法匯總，路由表越來(lái)越大，資源消耗過多，影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。OSPF 路由器維持每一條路由，需要經(jīng)過頻繁SPF運(yùn)算，這對(duì)路由器硬件資源消耗也會(huì)過大，造成網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)緩慢。3.5.1了解OSPF區(qū)域3.5優(yōu)化OSPF傳輸?shù)膮^(qū)域把一個(gè)OSPF網(wǎng)絡(luò)劃分為三個(gè)獨(dú)立區(qū)域：Area0、Area1、Area2。如果Area1區(qū)域內(nèi)的鏈路狀態(tài)發(fā)生了變化，只會(huì)把該路由的變化在Area1區(qū)域內(nèi)收斂，而不會(huì)傳播到Area0、Area2區(qū)域內(nèi)。這樣，Area0和Area2區(qū)域中的路由器不必關(guān)心Area1區(qū)域中具體那條鏈路狀態(tài)發(fā)生變化，從而減少LSA報(bào)文傳播，提高了路由的計(jì)算效率。不僅僅區(qū)域中每一臺(tái)路由器資源消耗少，還減小每臺(tái)路由器上路由表大小，限制LSA報(bào)文的擴(kuò)散，加快收斂，增強(qiáng)了OSPF網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。3.5.1了解OSPF區(qū)域3.5優(yōu)化OSPF傳輸?shù)膮^(qū)域在OSPF網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的IP劃分成多個(gè)不同子網(wǎng)，可以根據(jù)子網(wǎng)段來(lái)劃分OSPF區(qū)域。例如：將同一標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)下各個(gè)子網(wǎng)（如172.16.0.0/18）分為一個(gè)區(qū)域。這樣劃分的好處是便于在ABR路由器上配置路由匯聚，減少網(wǎng)絡(luò)中路由信息數(shù)量。在OSPF的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，一個(gè)區(qū)域中最好不要超過50臺(tái)路由器，按照這樣數(shù)字進(jìn)行區(qū)域劃分。隨著路由器CPU處理速度，內(nèi)存容量增強(qiáng)，有測(cè)試表明，一個(gè)區(qū)域可以容納多達(dá)200臺(tái)路由器，也可以實(shí)現(xiàn)非?？焖俚氖諗?。3.5.2劃分OSPF區(qū)域方法3.5優(yōu)化OSPF傳輸?shù)膮^(qū)域OSPF層次化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，所有非骨干區(qū)域都與骨干區(qū)域Area0相連，表現(xiàn)出如下優(yōu)點(diǎn)。減少了路由選擇表?xiàng)l目。將區(qū)域內(nèi)拓?fù)渥兓挠绊懴拗圃诒镜?。將LSA擴(kuò)散限制在區(qū)域內(nèi)，隔LSA泛洪的區(qū)域。要求采取層次網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。在OSPF網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上，建議每個(gè)區(qū)域中部署的路由器的數(shù)量為50到100臺(tái)。3.5.2劃分OSPF區(qū)域方法3.5優(yōu)化OSPF傳輸?shù)膮^(qū)域內(nèi)部路由器中的所有接口都屬于同一個(gè)區(qū)域。這些路由器不與其它區(qū)域相連，維護(hù)所在區(qū)域內(nèi)部的LSDB。內(nèi)部路由器不與其它區(qū)域內(nèi)的路由器交換LSA，如果需要只能通過區(qū)域的邊界路由器轉(zhuǎn)發(fā)。同一區(qū)域內(nèi)部的OSPF路由器共享LSA信息，把LSA報(bào)文泛洪到區(qū)域內(nèi)每一臺(tái)路由器，使用任何可用鏈路轉(zhuǎn)發(fā)LSA。OSPF區(qū)域內(nèi)部拓?fù)湫畔⒉粫?huì)被傳輸?shù)絽^(qū)域邊界之外，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)路由收斂的過程只發(fā)生在區(qū)域內(nèi)部，這種收斂方式既加速收斂，又增加網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。3.5.3OSPF區(qū)域路由器類型3.6OSPF網(wǎng)絡(luò)類型廣播型的多路訪問（BroadcastMulti-Access，BMA）網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)在以太網(wǎng)連接的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，由于以太網(wǎng)廣播通訊機(jī)制，OSPF路由協(xié)議需要進(jìn)行DR/BDR選舉，以減少鄰居關(guān)系計(jì)算。所有DRother路由器和DR/BDR之間形成完全鄰居關(guān)系。在廣播型的多路訪問網(wǎng)絡(luò)中，如果每臺(tái)路由器之間都建立鄰居關(guān)系，不僅僅網(wǎng)絡(luò)干擾多，還會(huì)產(chǎn)生LSA的冗余擴(kuò)散問題。因此，在廣播型的多路訪問網(wǎng)絡(luò)中，一定需要選舉DR和BDR路由器角色，一來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)中路由更新數(shù)據(jù)流；二來(lái)快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中鏈路狀態(tài)同步。3.6.1廣播多路訪問網(wǎng)絡(luò)3.6OSPF網(wǎng)絡(luò)類型非廣播型多路訪問（non-broadcastmultipleaccess，NBMA）網(wǎng)絡(luò)也廣泛應(yīng)用OSPF路由協(xié)議，如幀中繼、ATM和X.25網(wǎng)絡(luò)。這些類型的網(wǎng)絡(luò)中也實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備連接，雖不具備廣播功能，但也具有多路訪問的特點(diǎn)，因此，OSPF協(xié)議在NBMA網(wǎng)絡(luò)中，也要選舉DR和BDR，其選舉的過程和機(jī)制和廣播型多路訪問網(wǎng)絡(luò)相同。如圖3-39所示ATM網(wǎng)絡(luò)中非廣播多路訪問類型。在非廣播型的多路訪問網(wǎng)絡(luò)中，為了順利建立鄰居關(guān)系，一般用單播方式發(fā)送Hello報(bào)文。默認(rèn)情況下，NBMA網(wǎng)絡(luò)中Hello報(bào)文發(fā)送時(shí)間間隔和Dead時(shí)間間隔分別是30秒和120秒。但NBMA網(wǎng)絡(luò)中的鄰居之間不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，需要手工建立一張鄰居列表。3.6.2非廣播型的多路訪問網(wǎng)絡(luò)3.6OSPF網(wǎng)絡(luò)類型在點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接中，OSPF路由協(xié)議將自動(dòng)檢測(cè)接口類型。如果兩臺(tái)設(shè)備采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路連接，則二層接口上封裝協(xié)議為PPP、HDLC等，其相應(yīng)OSPF網(wǎng)絡(luò)類型為P2P。需要注意的是，在OSPF路由協(xié)議中，將幀中繼（ATM）的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)子接口也看作是點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。如果封裝的幀中繼子接口類型為P2P，則OSPF網(wǎng)絡(luò)類型也為P2P。在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，OSPF路由協(xié)議不需要進(jìn)行DR/BDR選舉。鄰居通過使用組播地址（224.0.0.5）發(fā)送Hello報(bào)文動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)鄰居。在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，Hello報(bào)文默認(rèn)的發(fā)送間隔是10秒，Dead間隔是40秒。3.6.3點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)3.6OSPF網(wǎng)絡(luò)類型點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)類型（Point-to-Multipoint，P2MP）需要根據(jù)接口封裝自動(dòng)設(shè)別，并需要網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)配置接口，在這種OSPF網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，也無(wú)需選舉DR和BDR角色，鄰居路由器能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)。在P2MP網(wǎng)絡(luò)類型上，OSPF路由協(xié)議以組播方式發(fā)送Hello報(bào)文，以單播方式發(fā)送其他報(bào)文。事實(shí)上，沒有哪一種網(wǎng)絡(luò)真正屬于點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，但可以在接口上使用“ipospfnetworkpoint-to-multipoint”命令，將接口配置為點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)類型。3.6.4點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)3.6OSPF網(wǎng)絡(luò)類型在NBMA網(wǎng)絡(luò)中，需在DR/BDR路由器上使用Neighbor命令。如果是星形拓?fù)?，Neighbor命令使用在中心路由器上。在全互連的NBMA網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)該在所有路由器上使用Neighbor命令，除非是手工指定DR/BDR角色。把鄰居路由器的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0，保證路由器RouterA為DR。使用如下命令完成關(guān)鍵配置。3.6.5配置OSPF網(wǎng)絡(luò)類型3.6OSPF網(wǎng)絡(luò)類型在非廣播型點(diǎn)到多點(diǎn)（point-to-multipointnonbroadcast）模式，是點(diǎn)到對(duì)多點(diǎn)（point-to-multipoint）模式擴(kuò)展，鄰居必須手工指定，不選舉DR/BDR角色。在某些鄰居不能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)合下，使用如下命令定義subinterface操作。Router(config)#inter