OSPF（一）

OSPF：Open Shortest Path First，最短路徑優先
1）基本概念：
標準的LS型協議–共享拓撲
組播更新：224.0.0.5/6
觸發更新，存在週期更新 30min
OSPF是跨層封裝協議，協議號89
OSPF需要結構化部署：1、區域劃分 2、IP地址規劃
鏈路狀態型路由協議的距離矢量特徵：在OSPF中，區域之內傳拓撲，區域之間傳路由
管理距離110，使用COST值作爲度量值，有計算公式
2）OSPF數據包
hello：用於發現、建立和保活（10s）鄰居關係。存在全網唯一的Router-ID，表示路由器建立鄰居關係所用的身份標識，使用
IP地址的方式表示
DbD：Database Description，攜帶着鏈路狀態的目錄
LSR：鏈路狀態請求
LSU：鏈路狀態更新–攜帶了真正的LSA
LSAck：確認
LSA：鏈路狀態通告，就是OSPF中不同的拓撲或者路由信息
LSDB：鏈路狀態數據庫，是所有LSA的集合
3）OSPF狀態機：
down：未開啓OSPF協議。一旦啓動協議並宣告之後，接口發出hello包，立即切換到下一狀態
Init：初始化狀態，若接收到的hello包中存在自己的Router-ID,則和對方一起進入下一狀態
2-way:此狀態表明鄰居關係建立完成。
條件匹配：關注網絡類型，點到點網絡類型直接將進入鄰接關係的建立，MA網絡類型需要DR/BDR的選舉，選舉時間40s
Exstart:預啓動，雙方使用類hello的DBD包，進行主從關係選舉-比較RID，大者優先進入下一狀態
Exchange：準交換，交互真正的DBD報文，需要使用ACK確認
Loading:加載，使用LSR/LSU/LSAck獲取未知的LSA信息
Full:鄰接關係建立完成
4）OSPF的工作過程
啓動配置完成後，本地基於224.0.0.5組播收發hello包，建立鄰居關係，生成鄰居表；
再進行條件的匹配，匹配失敗將停留於鄰居關係，僅hello包週期保活即可；
匹配成功者間可以建立鄰接（毗鄰）關係，需要DBD共享數據庫目錄，LSR/LSU/LSack來獲取未知的LSA信息，當收集完網絡中所有的LSA後，生成數據表–LSDB
LSDB建立完成後，本地基於SPF選路規則，計算本地到達所有未知網段的最短路徑，然後將其加載到路由表中；完成收斂
收斂完成後–hello包週期保活
– 30min週期的DBD比對，若不一致將使用LSR/LSU/LSack重新獲取
網絡結構發生變化：
1、新增
2、斷開
3、設備無法通信：hello 10s保活 dead time 40s，dead time 計時到後，鄰居關係斷開，刪除所有從該鄰接處學習到的所有LSA信息；
OSPF配置：
R1(config)#router ospf 1 //啓動協議時需要配置進程號，進程號僅具有本地意義
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1 //手工配置RID。不配置時，環回最大>物理接口最大
宣告：1、激活接口 2、發佈拓撲或路由 3、區域劃分
R1(config-router)#network 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0
反掩碼
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
區域劃分規則：
1、必須擁有骨幹區域0，所有非骨幹區域必須直連骨幹區域 2、必須擁有ABR–區域邊界路由器
反掩碼：32位二進制，使用點分十進制的形式表示，由連續的0和連續的1構成；0表示固定位，1表示可變位 使用ACK數據包直接確認稱爲顯式確認
R1#show ip route ospf
2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O 2.2.2.2 [110/2] via 12.1.1.2, 00:08:20, FastEthernet1/0
3.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets
O IA 3.3.3.3 [110/66] via 12.1.1.2, 00:08:20, FastEthernet1/0
23.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
O IA 23.1.1.0 [110/65] via 12.1.1.2, 00:08:20, FastEthernet1/0 字母問題：
O 本區域內通過LS計算所得的路徑
O IA 區域之間通過ABR引入的
O E1/2 從其他路由協議或者其他OSPF進程通過重發布技術引入的路由
O N1/2 從其他路由協議或者其他OSPF進程通過重發布技術引入的路由同時本地是NSSA區域
管理距離110，使用COST值作爲度量值，有計算公式
COST=參考帶寬÷接口帶寬 默認參考帶寬位100M
當接口帶寬大於參考帶寬時，COST取1，會導致選路不佳
可以修改參考帶寬–必須全網一致
5）成爲鄰接關係的條件–關注網絡類型
基於網絡類型------點到點 MA多路訪問
在點到點網絡中，鄰居關係必須成爲鄰接關係，否則無法正常收斂
在MA網絡若全網均爲鄰接關係，那麼將可能出現大量重複性的LSA洪泛；
爲避免該現象，將進行DR/BDR的選舉；所有的非DR/BDR間不得建立成爲鄰接關係；
選舉規則：1、先比較接口優先級----- 默認1；大優；0標識不參選，點到點接口默認爲0；
2、優先級相同，比較設備的RID，數值大優；
角色關係：
DR與DROTHER之間是鄰接關係
DR與BDR之間是鄰接關係
DROTHER與DROTHER鄰居關係（2WAY）
BDR與DROTHER之間是鄰接關係
干涉選舉的方法：
1、修改DR最大優先級，BDR次大
r1(config)#interface fastEthernet 0/0
r1(config-if)#ip ospf priority 3
注：DR選舉非搶佔，故修改優先級後必須重啓設備的OSPF進程
r1#clear ip ospf process
Reset ALL OSPF processes? [no]: yes
2、修改DR最大優先級，BDR次大；剩餘所有設備優先級修改爲0；
不需要重啓設備的進程；切記不得將所有設備優先級修改爲0，至少必須存在DR；
六、OSPF的接口網絡類型----OSPF協議在不同網絡類型下的接口上，不同的工作方式；
r1#show ip ospf interface lo0 查看OSPF協議在某個接口上的工作方式
OSPF接口工作方式：
網絡類型 OSPF接口工作方式
環回接口 LOOPBACK 無hello，使用主機路由發送
點到點（HDLC/PPP） POINT_TO_POINT hello time 10s 不選DR
BMA （以太網） BROADCAST hello time 10s 選DR
NBMA （MGRE） POINT_TO_POINT hello time 10s 不選DR
注：點到點的工作方式，僅適用於一個網段兩個節點的網絡；
故在MGRE環境下若適用tunnel口默認的工作方式，那麼一個網段內若存在兩個以上節點將出現鄰居關係翻滾；
解決：
1、所有節點修改 BROADCAST
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network broadcast
注：若MGRE環境下，不同接口處於不同的網絡類型；若hello time一致將建立鄰居關係，當工作機制的不同導致LSA更新出現問題；必須所有節點處於相同的工作方式
注2：MGRE環境下，若構建的OSPF工作環境不是一個全連結構（網段內所有設備間均建立鄰居關係），那麼一旦使用broadcast工作方式，就必須將DR固定在中心站點位置，否則將出現DR位置混亂，導致網絡無法正常收斂；
2、所有節點修改爲點到多點模式；
點到多點爲cisco爲OSPF協議額外設置的工作方式
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint
點到多點的工作：hello time30；無DR選舉；生成訪問各個節點的精確路由；