OSPF协议

threcial 发布于 2026-05-02 71 次阅读

OSPF 全称为 Open Shortest Path First，开放式最短路径优先协议。OSPF 协议属于内部网关协议和链路状态路由协议，使用组播地址224.0.0.5，采用多区域设计，支持大规模网络 ，具备灵活性好、易于扩展、收敛速度快等优点，被广泛应用于企业内网、园区网、运营商内部网络等场景。

OSPF协议工作原理

在链路状态路由协议中，通告的不是路由表而是链路状态，OSPF 也是如此，它的工作原理为：

  1. 运行运行 OSPF 的路由器会通过发送 hello报文 发现邻居并建立邻居关系

  2. 然后彼此之间进一步建立邻接关系并开始交互 LSA（链路状态通告） ，LSA 信息中包含：这台路由器是谁、它有哪些接口、它连接了哪些网段、它连接了哪些邻居、每条链路的 cost 等信息

  3. 将收集到的 LSA 信息放入 LSDB 表中，同一区域的路由器中 LSDB 是一致的

  4. 路由器根据 LSDB 中的拓扑信息通过 SPF 最短路径优先算法计算最优路径，将计算结果放入 OSPF 路由表，视情况加入全局路由表中

OSPF 目前有两个版本，v2 主要用于 IPv4，v3 主要用于 IPv6

OSPF 区域 area

OSPF 通过区域 area 来划分网络。area 可以理解为 OSPF 的逻辑分区，一个 OSPF 网络被拆分为多个区域，每个区域内部独立维护 LSDB。多区域有以下优点：可以组建更大规模的网络，在区域边界设备上可以进行路由汇总减少路由表规模，限制 LSA泛洪 的范围来进行网络优化

area 分为骨干区域 area0 和非骨干区域 非area0

area0 是 OSPF 的核心区域，OSPF 规定非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域 area0 传递，这样可以形成清晰的层次化结构，减少环路风险并提高扩展性

OSPF 的区域是配置在接口上的，一台路由器上可以有多个区域的配置

Router-ID

Router-ID 是一种 OSPF 协议标识符，格式类似 IPv4 地址，用于在该 OSPF 路由域中唯一标识一台路由器的身份，注意不是一个区域而是整个路由域

一般情况下，Router-ID 的选择规则是：

  1. 如果手动配置了 Router ID，优先使用手动配置

  2. 如果没有手动配置，选择环回接口中最大的 IPv4 地址

  3. 如果没有环回接口，选择物理接口中最大的 IPv4 地址

一般情况下都是手动配置 Router-ID ，这样便于管理

配置命令

ospf 进入ospf视图
ospf router-id 2.2.2.2 手动配置Router-ID
reset ospf process 配置完需要重启ospf进程

OSPF 度量值

在 OSPF 中每个接口都维护着一个度量值，计算公式为 100M/接口带宽，最小为1

配置命令

进入接口
ospf cost 100 修改cost为100

display ospf interface 可以查看相关信息

OSPF 报文类型

OSPF 有五种报文类型

Hello发现和维护邻居关系
DD描述本地 LSDB 摘要
LSR请求所需的 LSA
LSU携带具体的 LSA
LSAck确认收到的 LSA

OSPF 状态

OSPF 有七种状态

Down双方设备初始情况下没有发送 hello 信息时，处于 down
Init收到对方 Hello，但对方 Hello 中没有自己的 Router ID
2-WayHello 中携带对方的 Router-ID，处于 2-Way 中表示已经建立邻居关系
Exstart发送空 DD 报文，双方开始协商主从关系，并确定 DD 报文序列号
Exchange双方正式交换 DD 报文，描述自己的 LSDB 摘要，用于同步
Loading对缺少的 LSA 发送 LSR 请求，对方使用 LSU 返回具体 LSA，收到后使用 LSAck 确认
Full双方 LSDB 同步完成，邻接关系正式建立

OSPF 三大表项

邻居表、LSDB 表、OSPF 路由表

display ospf peer brief 显示邻居表
display ospf lsdb 显示LSDB表
display ospf routing 显示OSPF路由表

OSPF 支持的网络类型

广播型多路访问 BMA
非广播型多路访问 NBMA
点到点 P2P
点到多点 P2MP
在接口中
ospf network-type p2p 修改网络类型为p2p

OSPF 路由器类型

OSPF 路由器类型主要分为以下几种

区域内路由器 IR所有接口都属于同一个非骨干区域
骨干路由器 BR至少有一个接口属于 area0
边界路由器 ABR同时连接多个 area
自治系统边界路由器 ASBR将外部路由引入 OSPF 的路由器

一台路由器可以同时属于多个类型

ospf视图中
import-route rip 引入rip协议，引入的路由优先级为150

rip协议视图中也能引入ospf

DR BDR 和 DRother

在 ma （多路访问）网络中如果每台设备都建立邻接关系，会导致过多关系存在，造成设备资源损耗、负担增大等问题，所以 OSPF 在 BMA 和 NBMA 网络中引入（P2P和P2MP网络中不存在）：

  • DR，Designated Router，指定路由器

    代表该网段与其他路由器建立邻接， 负责在该多路访问网段中集中同步 LSA， 减少邻接数量

  • BDR，Backup Designated Router，备份指定路由器

    作为 DR 的备份，当 DR 故障时，BDR 接替成为新的 DR

  • DRother，非 DR/BDR 路由器

    与 DR 建立 Full 邻接，与 BDR 建立 Full 邻接，与其他 DRother 只保持 2-Way 邻居关系

每个网段都会产生 DR 和 BDR，DR 和 BDR 通过接口 OSPF优先级 选出（越大越优先），默认为1，0代表不参与选举，优先级相同则选择 Router-ID 较大的。DR 拥有不可抢占原则，选举成功后不可通过优先级修改

在接口中 
ospf dr-priority 10 修改优先级为10

OSPF 虚连接

OSPF 要求所有非骨干区域必须连接到骨干区域，但有时因为网络设计不规范或其他原因，有些非骨干区域无法直接连接骨干区域，这时就可以通过虚连接让两个区域相连

虚连接通常建立在两个 ABR 之间，并且这两个 ABR 必须共同连接到一个普通区域，这个区域叫做中转区域

配置命令

ospf 1
area 1
vlink-peer 2.2.2.2

ospf 1
area 1
vlink-peer 1.1.1.1

在相同的中转区域内，两台 ABR 互相配置 vlink-peer 对端 Router ID，即可建立 OSPF 虚连接

OSPF 配置命令

ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动ospf并配置Router-ID
area 0 进入区域0
network 192.168.1.0 0.0.0.255 通告ip，注意要用反掩码
display ospf peer brief 
display ospf lsdb
display ospf routing
display ospf interface 查看ospf接口
ospf cost 100 接口内，修改cost
ospf network-type p2p 接口内 修改网络类型
ospf dr-priority 10 接口内，修改DR优先级
reset ospf process 重启ospf进程