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OSPF 配置全攻略：从基础原理到实战演练

news 2025/6/18 12:54:07

OSPF 配置全攻略：从基础原理到实战演练

前言

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作者：神的孩子都在歌唱

OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先） 是一种非常重要的 动态路由协议，他是一个内部网关协议 （Interior Gateway protocol, IGP）,用于在 单一自治系统（Autonomous System , AS） 内决策路由。适合小型，中型，较大规模的网络。

与 RIP（路由信息协议）相比，OSPF 具有 更快的收敛速度、更高的扩展性和更精确的路由计算能力。它基于 链路状态（Link-State） 运行，使用 Dijkstra 最短路径优先（SPF）算法 计算最优路径，并通过 区域（Area）划分 提高网络可扩展性。

一. OSPF 协议概述

1.1 OSPF 的核心特点

✅ 基于链路状态数据库（LSDB）：每个 OSPF 路由器都会维护整个自治系统的拓扑信息，而不是像 RIP 仅存储下一跳信息。
✅ 采用 SPF（最短路径优先）算法：确保数据包始终走最优路径，避免 RIP 那样的跳数限制问题。
✅ 支持 VLSM 和 CIDR：相比 RIP，OSPF 可以使用 可变长度子网掩码（VLSM），提高地址利用率。
✅ 收敛速度快：当网络拓扑发生变化时，OSPF 只会更新变化部分，而不是像 RIP 那样定期广播整个路由表。
✅ 支持区域（Area）划分：可以将大型 OSPF 网络划分为多个区域，减少路由器的计算和存储负担，提高可扩展性。
✅ 支持多路径负载均衡：可以同时使用多条路径进行数据转发，提高带宽利用率。

1.2 OSPF 的工作原理

OSPF 通过 五种不同类型的数据包（Hello、DBD、LSR、LSU、LSAck） 进行邻居发现、链路状态更新和路由计算，具体过程如下：

1️⃣ 邻居发现（Hello 报文）

OSPF 路由器通过 Hello 报文 在网络上发现邻居，并建立 OSPF 邻接关系。

2️⃣ 建立邻接关系（DBD、LSR、LSU、LSAck）

交换 数据库描述报文（DBD），了解彼此的拓扑数据库。
通过 链路状态请求（LSR） 和 链路状态更新（LSU） 交换完整的 LSDB 信息。
使用 链路状态确认（LSAck） 确认更新信息是否正确。

3️⃣ 计算最优路径（Dijkstra SPF 算法）

每个 OSPF 路由器都会运行 SPF 算法 计算最优路径，并更新本地路由表。

4️⃣ 链路状态更新（LSU 触发式更新）

当拓扑发生变化时，OSPF 只会传播受影响部分的更新，而不会周期性广播整个路由表。

二. OSPF 典型拓扑示例

为了更好地理解 OSPF，我们使用 华为 ENSP 搭建一个简单的 OSPF 网络拓扑：

需要网络拓扑文件可关注公众号获取

设备	接口	IP 地址	子网掩码
R1	G0/0/0	10.1.1.1	255.255.255.0
R1	G0/0/1	10.1.2.1	255.255.255.0
R2	G0/0/0	10.1.1.2	255.255.255.0
R2	G0/0/1	192.168.2.1	255.255.255.0
R3	G0/0/0	10.1.2.2	255.255.255.0
R4	G0/0/0	192.168.2.2	255.255.255.0

OSPF相关命令

命令	作用
`ospf [进程号]`	进入 OSPF 进程，例如 `ospf 1`
`area [区域号]`	配置 OSPF 区域，例如 `area 0`
`network [网络地址] [反掩码]`	将接口划入 OSPF，例如 `network 10.1.1.0 0.0.0.255`
`display ospf peer`	查看OSPF邻居关系
`display ospf routing`	查看OSPF的路由信息

三. OSPF 配置步骤

3.1 启用 OSPF 并进入 OSPF 进程

在 R1、R2、R3 上分别执行：

<Huawei> system-view
[Huawei] sysname R1  # 修改设备名称
[R1] ospf 1  # 启动 OSPF 进程 1

3.2 配置 OSPF 网络区域

在各个路由器上添加对应网络到 OSPF：

[R1] interface GigabitEthernet 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 # 配置接口IP
[R1] interface GigabitEthernet 0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/0] ip address 10.1.2.1 255.255.255.0 # 配置接口IP
[R1] ospf 1
[R1-ospf-1] area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0] network 10.1.1.0 0.0.0.255 # 将接口划入 OSPF
[R1-ospf-1] area 1
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1] network 10.1.2.0 0.0.0.255

神唱小知识：配置完成后可以通过display ospf routing查看

对于 R2 和 R3和R4，执行类似命令：

[R2] ospf 1
[R2-ospf-1] area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0] network 10.1.1.0 0.0.0.255[R2] ospf 1
[R2-ospf-1] area 2
[R2-ospf-1-area-0.0.0.2]network 192.168.2.0 0.0.0.255[R3] ospf 1
[R3-ospf-1] area 1
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1] network 10.1.2.0 0.0.0.255[R4] ospf 1
[R4-ospf-1] area 2
[R4-ospf-1-area-0.0.0.2] network 192.168.2.0 0.0.0.255