1.1 OSPF 定义#

OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是基于链路状态的内部网关协议（IGP），使用 Dijkstra 的最短路径优先（SPF）算法计算最优路由。

• 协议号：89（IP 头部中的 Protocol 字段）
• 组播地址：
  • 224.0.0.5：AllSPFRouters，所有 OSPF 路由器监听
  • 224.0.0.6：AllDRouters，DR/BDR 监听
• 封装方式：直接封装在 IP 报文中，不使用 TCP/UDP

1.2 OSPF 三大特点#

1.3 OSPF 路由器角色#

1.4 RID 选举规则#

RID（Router ID）是 OSPF 路由器在 AS 中的唯一标识，选举优先级从高到低：

1. 手动配置：router-id 命令指定的 IP 地址
2. Loopback 接口最大 IP：选择最大的 Loopback 接口 IP
3. 物理接口最大 IP：选择最大的物理接口 IP

选举顺序：手动配置 > Loopback 最大 IP > 物理接口最大 IP

2.1 区域划分目的#

• 减少 LSA 泛洪范围
• 降低路由表规模
• LSDB 只需同步区域内信息
• 简化管理和故障排查

2.2 区域类型#

2.3 区域间路由规则#

• 所有非骨干区域必须与骨干区域直接相连（物理或逻辑相连）
• ABR 负责在区域间传递路由信息（Type 3 LSA）
• 跨区域路由必须经过 Area 0 转发

2.4 区域划分拓扑图#

ABR 同时连接 Area 0 和非骨干区域，负责区域间路由转发。

3.1 五种报文详解#

3.2 报文发送时机与方式#

3.3 五种报文对比表#

4.1 邻居状态详解#

注意：2-Way 和 Full 是稳定状态，其他为过渡状态。广播网中 DR Other 之间只到 2-Way。

4.2 关键状态说明#

• 2-Way 状态：DR/BDR 选举在此状态后进行。广播网中 DR Other 之间保持 2-Way，不进入后续状态。
• ExStart 状态：主从关系选举，比较 RID，RID 大者为主（Master）。Master 控制序号。
• Exchange 状态：主从双方交换 DD 报文，携带 LSDB 摘要。
• Loading 状态：发现本地缺失的 LSA 后，发送 LSR 请求。

4.3 状态机流程图#

5.1 选举场景#

5.2 选举规则#

1. 先比优先级：默认 1，范围 0-255，大者优先
2. 再比 RID：优先级相同时，RID 大者优先
3. 优先级为 0：表示不参与 DR/BDR 选举（成为 DR Other）

5.3 选举过程#

1. 接口 OSPF 启用后进入 Waiting 状态（等待 40s = Dead Interval）
2. Waiting 结束后，检查收到的 Hello 中的 DR/BDR 字段
3. 优先级最高的为 DR，次高为 BDR
4. 若优先级相同，比较 RID

5.4 DR/BDR 不可抢占性#

• DR/BDR 选举完成后，即使有更高优先级的路由器加入，也不会重新选举
• DR 故障后，BDR 升级为 DR，重新选举 BDR
• DR Other 只与 DR/BDR 建立 Full 邻接关系，与其他 DR Other 保持 2-Way

OSPF DR 选举与 IS-IS DIS 选举的核心区别：OSPF DR 不可抢占，IS-IS DIS 可抢占。

6.1 LSA 类型总表#

6.2 各 LSA 详细说明#

7.1 四种特殊区域对比#

7.2 Stub 区域#

• 不接受 Type 4 和 Type 5 LSA
• ABR 自动下发默认路由（Type 3 LSA，cost 为本区域到 ABR 的开销）
• 区域内所有路由器必须配置为 Stub
• 不能存在 ASBR
• 不能是 Area 0

7.3 Totally Stub 区域#

• 在 Stub 基础上，进一步不接受 Type 3 LSA
• 只保留区域内路由和 ABR 下发的默认路由
• 只需在 ABR 上配置 stub no-summary，其他路由器配置 stub

7.4 NSSA 区域#

• 不接受 Type 4 和 Type 5 LSA，但允许引入外部路由（Type 7 LSA）
• ABR 默认不下发默认路由，需手动配置
• Type 7 LSA 由 ABR 转换为 Type 5 后泛洪到其他区域
• 适合需要引入外部路由但不接受外部路由的区域

7.5 Totally NSSA 区域#

• 在 NSSA 基础上，进一步不接受 Type 3 LSA
• ABR 自动下发默认路由
• 只需在 ABR 上配置 nssa no-summary

8.1 ABR 汇总（区域间汇总）#

• 配置位置：ABR 上
• 汇总对象：Type 3 LSA
• 作用：将多个区域间路由汇总为一条

1
# 在 Area 1 的 ABR 上汇总 10.1.1.0/24 和 10.1.2.0/24 为 10.1.0.0/16
2
[Router-ospf-1] area 1
3
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] abr-summary 10.1.0.0 255.255.0.0

8.2 ASBR 汇总（外部路由汇总）#

• 配置位置：ASBR 上
• 汇总对象：Type 5/Type 7 LSA
• 作用：将多个外部路由汇总为一条

1
# 在 ASBR 上汇总外部路由
2
[Router-ospf-1] asbr-summary 172.16.0.0 255.255.0.0

8.3 汇总配置命令示例#

1
# 进入 OSPF 进程
2
[Router] ospf 1 router-id 1.1.1.1
3

4
# ABR 区域间汇总
5
[Router-ospf-1] area 1
6
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] abr-summary 10.1.0.0 255.255.0.0 cost 10
7
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
8

9
# ASBR 外部路由汇总
10
[Router-ospf-1] asbr-summary 172.16.0.0 255.255.0.0 tag 100

9.1 开销计算公式#

$接口开销 = \frac{参考带宽}{接口带宽}（向下取整，最小为 1）$

• 默认参考带宽：100 Mbit/s
• 计算示例：
  • 100M 接口：100M / 100M = 1
  • 10M 接口：100M / 10M = 10
  • 1G 接口：100M / 1000M = 0.1 → 向下取整 → 1（注意：实际上取最小值 1）

9.2 参考带宽修改#

修改参考带宽需在所有 OSPF 路由器上统一修改，否则可能导致次优路径。

1
[Router-ospf-1] bandwidth-reference 1000

9.3 OSPF Cost 配置命令#

1
# 方法一：接口下直接配置 cost 值
2
[Router-GigabitEthernet0/0/0] ospf cost 50
3

4
# 方法二：修改参考带宽
5
[Router-ospf-1] bandwidth-reference 1000

10.1 基础 OSPF 配置#

1
# 创建 OSPF 进程并指定 RID
2
[Router] ospf 1 router-id 1.1.1.1
3

4
# 配置区域并宣告接口
5
[Router-ospf-1] area 0
6
[Router-ospf-1-area-0.0.0.0] network 10.0.0.0 0.0.0.255
7
[Router-ospf-1-area-0.0.0.0] quit
8

9
[Router-ospf-1] area 1
10
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] network 192.168.1.0 0.0.0.255
11
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] quit

10.2 特殊区域配置#

1
# Stub 区域配置（所有路由器）
2
[Router-ospf-1] area 1
3
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] stub
4
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
5

6
# Totally Stub 区域配置（ABR 上加 no-summary，其他路由器只需 stub）
7
[Router-ospf-1] area 1
8
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] stub no-summary
9
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
10

11
# NSSA 区域配置
12
[Router-ospf-1] area 1
13
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] nssa
14
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
15

16
# Totally NSSA 区域配置（ABR 上加 no-summary）
17
[Router-ospf-1] area 1
18
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] nssa no-summary
19
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] quit

10.3 路由汇总配置#

1
# ABR 区域间汇总
2
[Router-ospf-1] area 1
3
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] abr-summary 10.1.0.0 255.255.0.0
4
[Router-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
5

6
# ASBR 外部路由汇总
7
[Router-ospf-1] asbr-summary 172.16.0.0 255.255.0.0

10.4 引入外部路由#

1
# 引入直连路由
2
[Router-ospf-1] import-route direct
3

4
# 引入静态路由
5
[Router-ospf-1] import-route static
6

7
# 引入其他协议路由（如 BGP），并设置开销类型和值
8
[Router-ospf-1] import-route bgp type 1 cost 50
9

10
# 引入 OSPF 进程间路由
11
[Router-ospf-1] import-route ospf 2

10.5 接口开销配置#

1
# 接口下配置 OSPF Cost
2
[Router-GigabitEthernet0/0/0] ospf cost 50

10.6 参考带宽修改#

1
[Router-ospf-1] bandwidth-reference 1000

10.7 静默接口配置#

1
# 配置 Silent Interface（只接收不发 Hello，不建邻居）
2
[Router-ospf-1] silent-interface GigabitEthernet0/0/0

11.1 邻居关系无法建立#

11.2 邻居卡在 ExStart/Exchange 状态#

11.3 路由学习不全#

11.4 常用诊断命令#

1
# 查看 OSPF 邻居关系
2
display ospf peer
3

4
# 查看 OSPF 链路状态数据库
5
display ospf lsdb
6

7
# 查看 OSPF 路由表
8
display ospf routing
9

10
# 查看 OSPF 接口信息
11
display ospf interface
12

13
# 查看 OSPF 错误信息
14
display ospf error
15

16
# 查看 OSPF 进程概要
17
display ospf brief
18

19
# 查看 OSPF 报文统计
20
display ospf packet

总结：OSPF 是 HCIP-Datacom 考试的核心内容之一，重点掌握 LSA 类型、邻居状态机、DR/BDR 选举、特殊区域及开销计算。