视频版讲解>>>>>>>>>>>>>>>>>>>OSPF最短路径树构建与路由计算练习（一）

在 OSPF 协议的学习中，“纸上谈兵” 不如 “实战推演”—— 尤其是以特定路由器为主视角，从 LSA（链路状态通告）解析到 SPF 树绘制，再到路由表验证的全流程，更是理解 OSPF 路由计算逻辑的关键。本文将以 R1 为核心视角，结合设备实操，一步步拆解 SPF 树构建细节，带你吃透 OSPF 最短路径计算的底层逻辑。

一、前期铺垫：明确网络环境与 DR 身份

在绘制 SPF 树前，需先理清网络拓扑与核心参数 —— 这直接决定了 LSA 的生成规则与 SPF 树的拓扑结构。

1.1 核心网络拓扑

本次实战的网络包含 2 个关键网段，4 台路由器（R1、R2、R3、R4），拓扑特性如下：

• 广播型网段（10.1.123.0/24）：连接 R1、R2、R3，网络类型为默认以太网（需选举 DR/BDR），是 SPF 树的 “核心交汇点”；

• 点到点网段（10.1.34.0/24）：仅连接 R3 与 R4，默认 PPP 模式（无需 DR/BDR），属于 “分支网段”。

1.2 验证 R3 的 DR 身份

OSPF 广播型网段的 DR（指定路由器）是二类 LSA 的唯一生成者，也是 SPF 树中 “伪节点” 的载体，必须优先确认。由于设备启动顺序为 “先启动 R3”，根据 OSPF DR 选举规则（优先级默认 1，先启动设备优先），R3 应成为 10.1.123.0/24 网段的 DR。通过设备命令验证：进入 R3 的 G0/0/0 接口（属于广播网段），执行display ospf interface，截图中清晰显示 “Interface State: DR”，且 DR IP 为 10.1.123.3（R3 的接口 IP），确认 DR 身份无误。

二、SPF 树绘制全流程（R1 主视角）

SPF 树的绘制逻辑是 “从 R1 自身出发，逐台解析 LSA 信息，先标拓扑节点，再挂路由信息”—— 每一步都需对照设备 LSA 截图，确保数据准确。

2.1 第一步：解析 R1 自身的一类 LSA，确定初始节点

R1 视角下，最初仅知晓自身的链路状态，需先查看 R1 生成的一类 LSA（LSA ID=R1 的 Router ID：1.1.1.1）。执行display ospf lsdb router 1.1.1.1，关键信息如下：

• Transit Network（拓扑信息）：描述 R1 与广播网段的连接，Link ID=10.1.123.3（DR 的接口 IP，即 “伪节点” 标识），Link Data=10.1.123.1（R1 的接口 IP），Metric=1（R1 到 DR 的出接口开销）；

• Stub Network（路由信息）：描述 R1 的环回网段（1.1.1.1/32），Metric=0（后续挂载路由用，暂不关注）。

基于此，绘制初始 SPF 树节点：

1.标注 “根节点 R1”（黑色，Router ID：1.1.1.1）；

2.标注 “伪节点 10.1.123.3”（红色，代表广播网段的 DR）；

3.用黑色实线连接 R1 与伪节点，蓝色标注链路开销 = 1（R1 到 DR 的出接口开销）。

2.2 第二步：解析二类 LSA，补充广播网段节点

二类 LSA 由 DR（R3）生成，LSA ID=DR 的接口 IP（10.1.123.3），作用是 “枚举广播网段内所有路由器”。执行display ospf lsdb network 10.1.123.3，截图中 “Attached Routers” 字段显示 3 个 Router ID：1.1.1.1（R1）、2.2.2.2（R2）、3.3.3.3（R3）。

此时 R1 已在树中，需补充另外两个节点：

1.在伪节点右侧标注 “R2（2.2.2.2）”“R3（3.3.3.3）”（黑色）；

2.用黑色实线连接伪节点与 R2、R3，暂时标注 “开销 =？”（后续通过 R2、R3 的一类 LSA 补充）。

2.3 第三步：解析 R2 的一类 LSA，完善链路开销

查看 R2 生成的一类 LSA（LSA ID=2.2.2.2），执行display ospf lsdb router 2.2.2.2，截图中 Transit Network 字段显示：Link ID=10.1.123.3（伪节点），Link Data=10.1.123.2（R2 的接口 IP），Metric=1（R2 到 DR 的出接口开销）。

完善 SPF 树：在伪节点到 R2 的链路上，蓝色标注开销 = 1。

2.4 第四步：解析 R3 的一类 LSA，扩展点到点网段

R3 的一类 LSA 包含两个网段的拓扑信息，执行display ospf lsdb router 3.3.3.3，截图中关键字段如下：

• Transit Network：Link ID=10.1.123.3（伪节点），Metric=1（R3 到自身伪节点的开销，补充到 SPF 树）；

• Point-to-Point：Link ID=4.4.4.4（R4 的 Router ID），Link Data=10.1.34.3（R3 的接口 IP），Metric=48（R3 到 R4 的出接口开销）。

扩展 SPF 树：

1.在伪节点到 R3 的链路上，蓝色标注开销 = 1；

2.在 R3 右侧标注 “R4（4.4.4.4）”（黑色）；

3.用黑色实线连接 R3 与 R4，蓝色标注开销 = 48。

2.5 第五步：解析 R4 的一类 LSA，完成拓扑闭环

查看 R4 生成的一类 LSA（LSA ID=4.4.4.4），执行display ospf lsdb router 4.4.4.4，截图中 Point-to-Point 字段显示：Link ID=3.3.3.3（R3 的 Router ID），Metric=48（R4 到 R3 的出接口开销）。

完善 SPF 树：在 R3 到 R4 的链路上，补充标注 “R4 侧开销 = 48”，确保双向链路开销一致，拓扑闭环完成。