运维人必会的OSPF故障排查10大技巧

OSPF，即开放式最短路径优先（OpenShortestPathFirst，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（RoutingInformationProtocol）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（InternalRouter）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（AreaBorderRouter）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（BackboneRouter）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（ASBoundaryRouter）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IntraArea区域内路由。InterArea区域间路由。第一类外部路由（Type1External）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（Type2External）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（ShortestPathFirst）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OSPFLSDB数据库信息,要建立正确的OSPFLSDB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OSPFLSDB数据库信息最后检查全局路由表解决方案具体排查如下：1.OSPF邻居状态查看两端OSPF邻居状态是否正常，正常情况下DRother之间的邻居关系应该稳定在2-way状态，非DRother之间的邻居关系应该稳定在Full状态命令：displayospfpeerx.x.x.x例如：通过命令查看，可以确认OSPF的邻居状态是否正常。2.是否加入OSPF路由表查看OSPF路由表中是否存在相应路由。命令：displayospfroutingx.x.x.x例如：查看外部路由9.9.9.9是否加入ospf路由表3.接口使能OSPF及邻居参数是否匹配第一步确认接口启动OSPFOSPF的运行是基于设备接口的，如果OSPF没有在接口启动，那么邻居关系肯定无法形成。在接口上启用OSPF是通过Area视图下的network命令实现的，必须确保network中的网络范围包括需要启动OSPF的接口地址。命令：displayospfinterface例如：通过命令查看接口是否启动OSPF第二步确认邻居两端OSPF参数匹配命令：displayospferror例如：通过命令查看邻居两端OSPF参数匹配反复使用以上命令显示，对应错误数增加则存在问题相应的参数匹配问题。常见几种错误如下：(1)OSPF区域配置是否匹配启动OSPF的接口属于某个区域，同时区域有多种类型，区域依靠区域ID进行标识，如果两边的区域类型或区域ID不匹配，则不会形成邻居关系。(2)OSPF验证配置是否匹配OSPF支持报文验证功能，验证分为简单验证和MD5验证两种类型，如果两边验证类型或密钥配置不同，则OSPF无法通过验证，邻居关系无法形成。(3)两端OSPF接口上计时器设定值是否匹配OSPF通过周期性的交互Hello报文维系邻居关系，Hello报文中携带了Hello报文的发送间隔计时器及邻居失效计时器，如果这些计时器的值在两边的Hello报文中不匹配，那么OSPF的邻居关系无法形成。注意deadtimer的值至少应为hellotimer值的4倍。(4)两端OSPF接口类型是否匹配OSPF邻居关系的正常建立需要确保邻居两端接口的OSPF网络类型一致，否则将无法形成邻居关系。需要说明的是若邻居双方一端设置为P2P类型另一端设置为广播类型，那么邻居状态可以达到FULL状态，但此时无法计算出路由信息。(5)广播网络中两端接口子网掩码是否相同OSPFHello报文中携带子网掩码信息。在广播网络中，如果两端接口属于不同的IP子网，那么邻居关系无法形成。(6)NBMA网络是否指定邻居OSPF网络类型为NBMA时必须手工指定邻居的IP地址，否则端口无法发送Hello报文，无法形成邻居关系。命令：displaycurrent-configurationinterfacedisplaycurrent-configurationconfigurationospf例如：通过命令查看接口下的OSPF参数设置是否一致。4.是否使能静默端口当接口在OSPF协议视图中被设置为静默端口时，它将不能发送OSPFHello报文，因此OSPF邻居关系无法形成命令：displaycurrent-configurationconfigurationospf例如：通过命令查看接口正确启动OSPF并设置为非静默端口，下例中配置了静默端口5.全局路由表是否正确查看OSPF路由是否正确加入到全局路由表内，只有加入到全局路由表的路由才能指导数据包的转发。如果相同的路由信息同时也从其他路由协议学到，为了确保OSPF学习的路由能够最终加入全局路由表，需要确保其优先级为最优命令：displayiprouting-tablex.x.x.xverbose6.路由信息是否正确发布若查看OSPF路由表未发现相应路由信息，请首先确认路由信息是否在OSPF中正确发布，对于未进行发布的路由请修改配置将路由正确发布命令：displaycurrent-configurationconfigurationospf例如：查看10.1.145.4/24的路由信息是否在OSPF中发布7.确认LSA信息正确确认OSPFLSDB数据库中是否存在路由计算所需的正确LSA信息。对于区域内的路由需要检查是否存在该路由始发者的RouterLSA，DR的NetworkLSA（广播网络）；对于区域间的路由需要首先检查是否存在LSID为该网段的SummaryLSA，然后检查是否存在该SummaryLSA所对应AdvRtr的RouterLSA；如果外部路由是通过区域内学习到的，需要首先检查是否存在LSID为该网段的ASELSA，然后检查是否存在该ASELSA中所对应AdvRtr的RouterLSA；如果外部路由是通过区域间学到的那么首先检查对应的ASELSA，然后检查是否存在该ASELSA所对应AdvRtr的AsbrSumarryLSA，最后检查该AsbrSummaryLSA所对应AdvRtr的RouterLSA。命令：displayospflsdbrouterdisplayospflsdbnetworkdisplayospflsdbsummarydisplayospflsdbasbrdisplayospflsdbase例如：通过命令查看外部路由9.9.9.9相关的LSA信息。例如：通过命令查看区域内路由10.1.145.0/24相关的LSA信息例如：通过命令查看区域间路由10.1.35.0/24相关的LSA信息导致OSPF数据库中LSA异常或缺失的原因主要包括如下几种情况，需要从相关的配置或规划角度进行修正：1.骨干区域被分割，导致LSA缺失2.虚连接配置错误，导致LSA缺失3.RouterID冲突，导致LSA震荡8.外部路由FA地址确认若外部路由携带FA地址确认FA路由为有效路由。OSPF必须能够通过区域内或区域间路由到达该FA地址，否则该外部路由不会加入OSPF路由表。例如：外部路由172.1.40.0携带了FA地址为10.1.4.4，通过OS