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作者技福小咖·2022-10-19 10:44
网络工程师·技福小咖

运维人必会的OSPF故障排查10大技巧(上)

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大家好,前面我们发过几期OSPF的文章,有同学私信问我,说还是理不清OSPF该如何排错,下面我就给大家详细讲讲。

再简单给大家介绍一下今天的主角OSPF,即开放式最短路径优先(Open Shortest Path First,OSPF)是广泛使用的一种动态路由协议,它属于链路状态路由协议,具有路由变化收敛速度快、无路由环路、支持变长子网掩码(VLSM)和汇总、层次区域划分等优点。在网络中使用OSPF协议后,大部分路由将由OSPF协议自行计算和生成,无须网络管理员人工配置,当网络拓扑发生变化时,协议可以自动计算、更正路由,极大地方便了网络管理。但如果使用时不结合具体网络应用环境,不做好细致的规划,OSPF协议的使用效果会大打折扣,甚至引发故障。OSPF路由问题,需要排查的地方较多, 梳理一个清晰的OSPF排查思路极为重要。

为什么需要OSPF?

在OSPF出现前,网络上广泛使用RIP(Routing Information Protocol)作为内部网关协议。

由于RIP是基于距离矢量算法的路由协议,存在着收敛慢、路由环路、可扩展性差等问题,所以逐渐被OSPF取代。

OSPF作为基于链路状态的协议,能够解决RIP所面临的诸多问题。此外, OSPF还有以下优点:

✔ OSPF采用组播形式收发报文,这样可以减少对其它不运行OSPF路由器的影响。

✔ OSPF支持无类型域间选路(CIDR)。

✔ OSPF支持对等价路由进行负载分担。

✔ OSPF支持报文加密。

由于OSPF具有以上优势,使得OSPF作为优秀的内部网关协议被快速接收并广泛使用。

原理及处理过程

路由器类型

先讲一下OSPF协议中常用到的路由器类型,如图所示

表 路由器类型

路由器类型含义
区域内路由器(Internal Router)该类设备的所有接口都属于同一个OSPF区域。
区域边界路由器ABR(Area Border Router)该类设备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。
骨干路由器(Backbone Router)该类设备至少有一个接口属于骨干区域。所有的ABR和位于Area0的内部设备都是骨干路由器。
自治系统边界路由器ASBR(AS Boundary Router)与其他AS交换路由信息的设备称为ASBR。ASBR并不一定位于AS的边界,它可能是区域内设备,也可能是ABR。只要一台OSPF设备引入了外部路由的信息,它就成为ASBR。

路由类型

AS区域内和区域间路由描述的是AS内部的网络结构,AS外部路由则描述了应该如何选择到AS以外目的地址的路由。OSPF将引入的AS外部路由分为Type1和Type2两类。

如下表中按优先级从高到低顺序列出了路由类型。

表 路由类型

路由类型含义
Intra Area区域内路由。
Inter Area区域间路由。
第一类外部路由(Type1 External)这类路由的可信程度高一些,所以计算出的外部路由的开销与自治系统内部的路由开销是相当的,并且和OSPF自身路由的开销具有可比性。到第一类外部路由的开销=本设备到相应的ASBR的开销+ASBR到该路由目的地址的开销。
第二类外部路由(Type2 External)这类路由的可信度比较低,所以OSPF协议认为从ASBR到自治系统之外的开销远远大于在自治系统之内到达ASBR的开销。所以,OSPF计算路由开销时只考虑ASBR到自治系统之外的开销,即到第二类外部路由的开销=ASBR到该路由目的地址的开销。

OSPF是如何工作的?

OSPF协议路由的计算过程可简单描述如下:建立邻接关系和路由计算。

建立邻接关系

它的过程如下:

本端设备通过接口向外发送Hello报文与对端设备建立邻居关系。

两端设备进行主/从关系协商和DD报文交换。

两端设备通过更新LSA完成链路数据库LSDB的同步。

此时,邻接关系建立成功。

路由计算

OSPF采用SPF(Shortest Path First)算法计算路由,可以达到路由快速收敛的目的。

好了,了解完这些基础技术后,我们回到OSPF的故障处理来,首先根据多年工作经验,整理出如下 故障排查流程图

由于OSPF路由正确的加入到全局路由表,依赖于正确的OSPF路由计算,而OSPF计算路由依赖于正确的OSPF LSDB数据库信息,要建立正确的OSPF LSDB数据库则首先要确保邻居之间能够形成正确的邻接关系。 因此**OSPF路由问题的排查整体思路技巧为 :
**
首先检查OSPF邻居关系

然后检查OSPF LSDB数据库信息

最后检查全局路由表

—— 未完待续 ——

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