OSPF-開發最短路徑優先協議-學習筆記
一、OSPF分類屬性
1、分類：屬於IGP內部協議。
2、算法：屬於鏈路狀態協議。
不發路由，發送LSA（鏈路狀態通告），包含拓撲信息和路由信息，收到LSA後，加入LSDB（鏈路狀態數據庫），經過SPF樹形算法，根據開銷cost，將最優路由加入路由表。
3、網絡類型：無類路由協議，支持VLSM和CIDR。
4、封裝：OSI四層-傳輸層。
協議端口號89，組播地址：224.0.0.5,224.0.0.6（DR/BDR）
| L2 | IP | OSPF | FCS |
5、鏈路狀態協議的優點：
① 瞭解的信息多，不容易產生環路。
② 每臺路由器都有區域內的整個拓撲信息。
③ 層次結構設計：劃分區域的星型結構設計。
[--骨幹區域0（傳輸區域，必須）
[--非骨幹區域
（部署爲單個區域時，可以不是區域0）。
二、OSPF劃分區域是基於路由器接口劃分，劃分區域的優點：
1、減少路由條目數量，在區域邊界可以進行彙總、聚合。
① 只支持手工彙總，區域內部無法手工彙總。
{--區域間彙總
{--域外匯總
{--無域內彙總
② 可以減少LSDB數條目，不同區域LSDB不相同，一個路由器屬於不同區域，會爲每個區域維護一張獨立的LSDB。
③ 傳遞到不同區域的LSA，包含的是路由信息。
2、將拓撲變化限制在一個區域內，減少鏈路翻動對整網的影響。
3、某些LSA只能在一個區域內傳遞，減少LSDB數量。
4、劃分區域基於層次結構。
① 優化，適用於中到大型網絡。
② 星型拓撲設計，防環路。
骨幹路由器，屬於區域0。
③ 一個ABR建議最多關聯三個區域。
④ 在單個區域內的路由器最多50臺。
⑤ 一臺路由器的鄰居最多60臺。
【ABR】-->區域邊界路由器，一個接口屬於區域0，一個接口屬於非骨幹區域。ABR把非骨幹區域連接到區域0。
【ASBR】-->系統邊界路由器，除OSPF外還運行其他路由協議，並且通過路由重分發將其他路由注入OSPF。既可以是ABR，也可以使區域0內的路由器，也可以是非骨幹區域內的路由器。
三、鄰居建立
--鄰居：三層直連。
--鄰接：七級OSPF狀態。
--點到點網絡：full狀態。
--MA網絡（LAN）：DR-->指定路由器，BDR-->備份路由器，DROtheres。
--DR/BDR：full
--DROthers：two-way
1、五類報文：
① Hello：建立鄰居。
hello週期：10s或30s
HoldTime：40s或120s（hello的4倍）
各路由器的hello時間和dead時間必須相同才能建立鄰居。
② DBD：數據庫描述，包含LSA摘要。
③ LSR：鏈路狀態請求。
④ LSU：鏈路狀態更新，發送LSA。
⑤ LSAck：確認。
2、確認機制：
顯式確認：用一個報文回覆。
隱式確認：基於序列號的機制，返回相同的序列號。
Hello不需要確認，DBD自己確認自己，LSU確認LSR，LSAck確認LSU。
3、鄰居建立狀態：
① Down：初始狀態，接口剛宣告進OSPF。
② Init：發送一份hello。
③ Two-way：收到對方hello，含自身Router-ID.MA網段選舉DR/BDR。
④ Exstart：交互三個不帶LSA的DBD，選擇Master/Slave。
⑤ Exchange：由Master發起，包含LSA的DBD。
⑥ Loading：交互LSR、LSU，以及LSAck，實現LSDB的同步。
⑦ Full：LSDB同步完成。
4、MTU值不一致，會卡在Exstart狀態
Router#clear ip ospf process 清進程。
① 進入接口下輸入以下命令無視MTU
Router(config-if)#ip ospf mtu-ignore 只需要在一端修改即可。
② 修改hello時間（在接口下）
Router(config-if)#ip ospf hello-interval 12 改成了12秒
修改hello時間後，dead時間和wait時間會自動改爲hello的四倍。
修改dead時間，wait時間也會變，hello時間不變。
兩端的hello時間和dead時間必須一致。
5、在MA網絡選舉DR/BDR的原則：
① 比較參與該MA網段路由器接口的OSPF優先級，越高越好，取值範圍0-255，默認爲1。
② 該MA網段所連路由器的RID（router-id），越高越好。
③ 在wait時間內選擇，40秒或120秒。
④ DR和BDR不會被搶佔。
修改接口優先級：接入接口下，Router(config-if)#ip ospf priority 255
⑤ DR掛了，BDR會立即成爲DR，BDR在DROther中選舉出。
⑥ DR和BDR都是路由器接口的概念，每個網段的DR和BDR都通過相同機制單獨選舉。
⑦ MA網段接口的OSPF優先級如果是0，代表的不是最小值，而是該接口沒有資格在這個網段參選DR和BDR，只能成爲DROther，（two-way狀態）。
⑧ 可以只有一個DR，沒有BDR，應用在幀中繼網絡中，hub節點爲DR，spoke節點都爲DROther。
⑨ 如果一個MA網段中沒有DR和BDR，就沒有LSA交互，（接口優先級都爲0）。
⑩ 一臺運行OSPF的路由器，只要一個接口開啓了OSPF進程，該接口就會立即監聽224.0.0.5的組播地址，而僅當一個節點成爲DR或BDR時，該接口才會同時監聽224.0.0.5和224.0.0.6。
在一個MA網段內，所有路由器發給DR和BDR的報文的目的地址都是224.0.0.6。
而DR將LSA整合之後以224.0.0.5的地址發給網段內其他路由器。
四、SPF算法
1、區域內每臺路由器擁有相同的LSDB。
2、每臺路由器都先將自己作爲root樹根。
3、計算最低鏈路開銷。
4、將最佳路由加入路由表。
5、LSU更新報文：
① 首先判斷本地是否有該LSA。
② 沒有就加入LSDB，發送LSAck確認。
③ 如果有，查看LSA序列號，一致就不管；如果比本地的LSA新，就加入LSDB，如果比本地的LSA舊，發送LSU給源路由器。
Aging Time（老化時間）：60分鐘。
泛洪更新週期：30分鐘。
五、OSPF包
1、版本：V2--IPv4，V3--IPv6。
2、Router-ID：域內唯一，標識路由器、LSA。
① 手工配置
② 環回接口最大IP地址
③ 物理接口最大IP地址（UP狀態接口）
3、Area-ID：與接口關聯。
表現形式有：點分十進制和數字形式。
每個網段只能是屬於同一個區域。
4、認證類型：不認證，明文認證和密文認證（MD5）。
六、OSPF命令
1、配置命令
Router(config)#router ospf 110 /*進程號只在本地有效
Router(config-router)#router-id 1.1.1.1
Router(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
區域表示方式：
0 = 0.0.0.0
1 = 0.0.0.1
255 = 0.0.0.255
256 = 0.0.1.0
2、查詢命令
Router#show ip protocols
Router#show ip ospf neighbor
Router#show ip ospf interface
Router#show ip route ospf /*查看OSPF路由條目
環回接口會以32位掩碼進入OSPF路由，被當做末節主機，避免路由黑洞。
Router(config-if)#ip ospf network point-to-point
在環回接口下修改網絡類型爲點到點網絡，可以還原真實掩碼。
Router#clear ip route * /*清路由表
Router#show ip ospf database /*顯示本地LSDB LSA數據庫
七、LSA類型
1、router LSA：路由LSA，純拓撲信息。
① 只在一個區域內泛洪，無法穿越ABR。
② 一個區域內每臺路由器都會發送一條1類LSA，無論有幾個接口在區域內。
③ 每條1類LSA都有一個標識，即發送該條LSA-1的路由器的RID。
④ 1類LSA包含的是純拓撲信息，描述的是路由器直連的鏈路，和這些鏈路的前綴，掩碼，鏈路類型，度量值。
⑤ 一臺路由器把多個接口宣告進同一個區域，通過這個區域發送的LSA-1包含所宣告進該區域所有接口的鏈路信息。
-- Link-ID：通告該LSA的路由器的RID（router-id）。
-- ADV Router：通過該LSA的路由器的RID。
Router#show ip ospf database router /*查看1類LSA命令。
建立了OSPF鄰居後，不能修改RID，需要重置OSPF進程。
Router#clear ip ospf process
2、network LSA：網絡LSA
3、summary LSA：彙總LSA
4、summary ASBLSA:
5、External LSA：外部LSA
6、multicast OSPF LSA：
7、NSSA LSA：