OSPF（一）

OSPF：Open Shortest Path First，最短路径优先
1）基本概念：
标准的LS型协议–共享拓扑
组播更新：224.0.0.5/6
触发更新，存在周期更新 30min
OSPF是跨层封装协议，协议号89
OSPF需要结构化部署：1、区域划分 2、IP地址规划
链路状态型路由协议的距离矢量特征：在OSPF中，区域之内传拓扑，区域之间传路由
管理距离110，使用COST值作为度量值，有计算公式
2）OSPF数据包
hello：用于发现、建立和保活（10s）邻居关系。存在全网唯一的Router-ID，表示路由器建立邻居关系所用的身份标识，使用
IP地址的方式表示
DbD：Database Description，携带着链路状态的目录
LSR：链路状态请求
LSU：链路状态更新–携带了真正的LSA
LSAck：确认
LSA：链路状态通告，就是OSPF中不同的拓扑或者路由信息
LSDB：链路状态数据库，是所有LSA的集合
3）OSPF状态机：
down：未开启OSPF协议。一旦启动协议并宣告之后，接口发出hello包，立即切换到下一状态
Init：初始化状态，若接收到的hello包中存在自己的Router-ID,则和对方一起进入下一状态
2-way:此状态表明邻居关系建立完成。
条件匹配：关注网络类型，点到点网络类型直接将进入邻接关系的建立，MA网络类型需要DR/BDR的选举，选举时间40s
Exstart:预启动，双方使用类hello的DBD包，进行主从关系选举-比较RID，大者优先进入下一状态
Exchange：准交换，交互真正的DBD报文，需要使用ACK确认
Loading:加载，使用LSR/LSU/LSAck获取未知的LSA信息
Full:邻接关系建立完成
4）OSPF的工作过程
启动配置完成后，本地基于224.0.0.5组播收发hello包，建立邻居关系，生成邻居表；
再进行条件的匹配，匹配失败将停留于邻居关系，仅hello包周期保活即可；
匹配成功者间可以建立邻接（毗邻）关系，需要DBD共享数据库目录，LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息，当收集完网络中所有的LSA后，生成数据表–LSDB
LSDB建立完成后，本地基于SPF选路规则，计算本地到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表中；完成收敛
收敛完成后–hello包周期保活
– 30min周期的DBD比对，若不一致将使用LSR/LSU/LSack重新获取
网络结构发生变化：
1、新增
2、断开
3、设备无法通信：hello 10s保活 dead time 40s，dead time 计时到后，邻居关系断开，删除所有从该邻接处学习到的所有LSA信息；
OSPF配置：
R1(config)#router ospf 1 //启动协议时需要配置进程号，进程号仅具有本地意义
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1 //手工配置RID。不配置时，环回最大>物理接口最大
宣告：1、激活接口 2、发布拓扑或路由 3、区域划分
R1(config-router)#network 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0
反掩码
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
区域划分规则：
1、必须拥有骨干区域0，所有非骨干区域必须直连骨干区域 2、必须拥有ABR–区域边界路由器
反掩码：32位二进制，使用点分十进制的形式表示，由连续的0和连续的1构成；0表示固定位，1表示可变位 使用ACK数据包直接确认称为显式确认
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 字母问题：
O 本区域内通过LS计算所得的路径
O IA 区域之间通过ABR引入的
O E1/2 从其他路由协议或者其他OSPF进程通过重发布技术引入的路由
O N1/2 从其他路由协议或者其他OSPF进程通过重发布技术引入的路由同时本地是NSSA区域
管理距离110，使用COST值作为度量值，有计算公式
COST=参考带宽÷接口带宽 默认参考带宽位100M
当接口带宽大于参考带宽时，COST取1，会导致选路不佳
可以修改参考带宽–必须全网一致
5）成为邻接关系的条件–关注网络类型
基于网络类型------点到点 MA多路访问
在点到点网络中，邻居关系必须成为邻接关系，否则无法正常收敛
在MA网络若全网均为邻接关系，那么将可能出现大量重复性的LSA洪泛；
为避免该现象，将进行DR/BDR的选举；所有的非DR/BDR间不得建立成为邻接关系；
选举规则：1、先比较接口优先级----- 默认1；大优；0标识不参选，点到点接口默认为0；
2、优先级相同，比较设备的RID，数值大优；
角色关系：
DR与DROTHER之间是邻接关系
DR与BDR之间是邻接关系
DROTHER与DROTHER邻居关系（2WAY）
BDR与DROTHER之间是邻接关系
干涉选举的方法：
1、修改DR最大优先级，BDR次大
r1(config)#interface fastEthernet 0/0
r1(config-if)#ip ospf priority 3
注：DR选举非抢占，故修改优先级后必须重启设备的OSPF进程
r1#clear ip ospf process
Reset ALL OSPF processes? [no]: yes
2、修改DR最大优先级，BDR次大；剩余所有设备优先级修改为0；
不需要重启设备的进程；切记不得将所有设备优先级修改为0，至少必须存在DR；
六、OSPF的接口网络类型----OSPF协议在不同网络类型下的接口上，不同的工作方式；
r1#show ip ospf interface lo0 查看OSPF协议在某个接口上的工作方式
OSPF接口工作方式：
网络类型 OSPF接口工作方式
环回接口 LOOPBACK 无hello，使用主机路由发送
点到点（HDLC/PPP） POINT_TO_POINT hello time 10s 不选DR
BMA （以太网） BROADCAST hello time 10s 选DR
NBMA （MGRE） POINT_TO_POINT hello time 10s 不选DR
注：点到点的工作方式，仅适用于一个网段两个节点的网络；
故在MGRE环境下若适用tunnel口默认的工作方式，那么一个网段内若存在两个以上节点将出现邻居关系翻滚；
解决：
1、所有节点修改 BROADCAST
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network broadcast
注：若MGRE环境下，不同接口处于不同的网络类型；若hello time一致将建立邻居关系，当工作机制的不同导致LSA更新出现问题；必须所有节点处于相同的工作方式
注2：MGRE环境下，若构建的OSPF工作环境不是一个全连结构（网段内所有设备间均建立邻居关系），那么一旦使用broadcast工作方式，就必须将DR固定在中心站点位置，否则将出现DR位置混乱，导致网络无法正常收敛；
2、所有节点修改为点到多点模式；
点到多点为cisco为OSPF协议额外设置的工作方式
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint
点到多点的工作：hello time30；无DR选举；生成访问各个节点的精确路由；