网络基础笔记（四）ospf

OSPF：开放式最短路径优先协议 无类别链路状态IGP动态路由协议 
1.距离矢量协议：
        运行距离矢量路由协议的路由器周期性的泛洪自己的路由表。通过路由的交互，每台路由器都从相邻的路由器学习到路由，并且加载进自己的路由表中；对于网络中的所有路由器而言，路由器并不清楚网络的拓扑结构，知识简单的知道要去往某个目的地方向在哪儿，距离多远。这既是距离矢量协议。
2.链路状态协议：
         与距离矢量协议不同，链路状态协议通告的是链路状态而不是路由表。运行链路状态协议的路由器之间首先会建立一个协议的邻居关系，然后彼此之间开始交互LSA（链路状态通告）。每台路由器都会产生自己的LSA，路由器将接收到的LSA放进自己的LSDB（链路状态数据库）中。路由器通过LSDB，掌握了全网的拓扑结构。最后，路由器将计算出来的优选路径加载进自己的路由表中。

支持等开销负载均衡:
基于组播进行更新-----224.0.0.5  224.0.0.6  
支持触发更新；每30min进行一次周期更新 
 需要结构化的部署----区域划分  地址规划 区域划分的规则：
1.星型结构  骨干区域为0区；大于0为非骨干区域，所有非骨干区域必须连接在骨干区域上
2.ABR---域间路由器  两个区域相连时，必须存在ABR--同时工作在两个区域 
  Router-ID  路由器标识符，用于在一个OSPF域中唯一的标识一台路由器 
 Router-ID 的设定 可以通过手工配置的方式，或 使用系统自动配置的方式。  
定义rid，建议使用IP地址去定义；全网需要唯一；如果不进行手工配置rid，则会自动配置---优先配置环回的最大数值，如果没有环回地址则选择物理接口的最大数值。  
使用cost值为度量值:
cost=开销值=参考带宽/接口带宽；默认参考带宽为100M；整段路径cost值之合最小为最佳。若接口带宽大于参考带宽，则度量值默认为1；将可能导致选路不佳；故 在接口带宽大于参考带宽的网络中，可以人为修改参考带宽。  

基于华为Ensp模拟器中:
一：ospf的数据包类型  
1.hello包  用于邻居的发现  建立关系 和 周期保活
2.DBD包  数据库描述包  用于携带本地数据库目录
 3.LSR包  链路状态请求包  在查看完对端邻居的DBD包后，基于本地的LSA进行信息查询，然后去索要没有的LSA信息。
4.LSU包  链路状态更新包  用于携带各种LSA信息
5.LSack包  链路状态确认包  用于确认接收到了对端的信息
二：OSPF的状态机 

1.Down状态：表示未被激活的状态，一旦本地发出hello包进入下一个状态机
2.Init状态：表示初始化的状态。
3.2-Way状态：双向通信的建立，表示建立了邻居关系  
4.Exstart：预启动状态  使用不携带数据库目录信息的DBD包进行主从选举，RID数值大者为主，优先进入下一个状态机。 
5.Exchang：准交换状态  携带具体数据库目录新的DBD包进行目录交换，需要ack确认。
6.Loading状态：加载状态  在查看完对端邻居的DBD包后，基于本地的LSA进行信息查询，然后去索要没有的LSA信息。本地也会根据其他人的LSR包回复LSU包。
7.FULL状态：转发  邻接关系建立的标志  

三：OSPF的工作过程

启动配置完成后，本地组播 224.0.0.5 发送hello包Hello包将携带本地RID值，及本地已知的所有邻居的RID若接收到来自对端的hello包中，存在本端的RID，那么视为双方认识，邻居关系建立，生成邻居表。
邻居关系建立后，进行条件匹配。匹配失败则停留于邻居关系，仅hello包周期保活即可；若匹配成功，则表明可以建立邻接关系。先使用不携带数据库目录的DBD包进行主从选举，RID大为主，优先共享数据库目录，最后基于对端的DBD包来查询本地位置的LSA。之后通过 LSR  LSU  LSACK  来获取未知的LSA信息。
最终生成数据库表（LSDB----链路状态数据库）之后本地启用SPF算法，基于本地的LSDB生成有向图，根据有向图算出最短路径树，在基于树形结构，算出本地为起点到达所有位置网段的最短路径，随后加载于本地路由表中。收敛完成后，hello周期保活。每min30分钟邻接关系间，在进行DBD的比对，若一致，则继续保活，若不一致，将重新收敛。

结构突变：
1.新增一个网段---直连新增网段的设备，直接使用更新包告知邻接关系，需要ack确认。
2.断开一个网段---直接使用更新包告知邻接关系，需要ack确认。
3.无法沟通： hello time 10s  ， dead time 40s ，时间到了就删除邻居信息

四：OSPF的基础配置
宣告：1.激活  2.传递路由或拓扑  3.区域划分

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 确定ospf进程的同时配置RID 
 [R1-ospf-1]area 0  创建0区/进入0区
 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255反掩码：掩码反过来
[R1]display ospf peer 查看详细邻居关系
  [R1]display ospf lsdb 查看数据库表的目录
 [R1]display ospf lsdb router 2.2.2.2  打开具体的数据库目录内容
[R2]display ip routing-table protocol ospf  查看由OSPF生成的路由表

默认优先级10；使用cost值作为度量值
[R2-ospf-1]bandwidth-reference 1000  
修改参考带宽为1000注意：后缀单位；一旦修改参考带宽，全网所有设备，均需修改。

五：OSPF的扩展配置

1.从邻居关系建立成为邻接关系的条件 网络类型---两个类型
      1.点到点：在一个网段内仅支持存在两个节点
      2.MA：多路访问---在一个网段中，存在节点数量不限制OSPF协议在点到点的网络中，所有邻居关系将直接建立成为邻接关系；MA网络中，若有所的设备间均为邻接关系，将可能出现大量的重复更新；故要进行DR/BDR的选举；所有非DR/BDR设备间维持邻居关系。
选举规则：
①先比较参选接口的优先级，默认1；0-255，大为优
②若参选接口优先级相同，比较参选设备的RID，数值大为优。

[R1-GigabitEthernet0/0/0]
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 3 更改参选接口的优先级为3
切记：DR/BDR的选举是非抢占性；需要重启网段内所有参选设备的OSPF进程；若参选接口优先级为0，则视为放弃参选；一个网段至少应该存在一台DR设备；
<R1>reset ospf process  重启ospf进程

2.手工认证
在邻居间接口上定义完全密钥
[R1-GigabitEthernet0/0/0] 进入邻居间接口
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456  (模式 编号 密码)

3.手工汇总--区域汇总 
 在ABR（域间路由器）上将A区域的路由共享到B区域时，方可进行手工汇总的配置。
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 1.0.0.0 255.0.0.0 

 4.被动接口---沉默接口---仅接收不发送路由协议信息，只能用于连接用户PC的接口去使用。
[R1-ospf-1]silent-interface g 0/0/1 设置沉默接口

5.加快收敛---修改计时器
Hello time 10s   dead time 40s 
修改一台路由器某个接口的hello time，该接口的 dead time 将自动关闭切记：邻居间直连接口的hello time  和dead time 时间若不一致 将不能建立邻居关系 ；同时修改时也不建议修改的过小  /  不建议修改时间
 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 10 修改hello  time 时间为10s
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer dead 40修改 dead time 时间为40s 
6.缺省路由
在连接外网的边界路由器上，配置一条缺省路由信息后，该设备将向内网发送信息，是的内部所有ospf设备，生成缺省路由，下一跳全部指向边界路由起方向，但是边界路由器通往外网的路由条目仍需网络管理员手工边写。
[R3-ospf-1]default-route-advertise always