网络通信安全部分笔记——OSPF理论及实验
静态路由的缺点：手动添加、比较繁琐，而且没有办法更新路由信息（删除增加路由，旧的路由信息不会主动删除，新的路由信息还需要手动添加），不方便排错。（1~3台设备才会用到静态路由）
动态路由协议
可以自动更新学习路由信息——其实有多个协议OSPF、RIP、EIGRP、IS-IS
动态路由的分类：
①距离矢量路由协议：RIP\EIGRP(思科私有，15年之后才变为共有）
类似于一个方向标路牌，指明方向和距离（只有一条路）
②链路状态路由协议: OSPF\IS-IS
类似于地图中有很多路到达目的地，我们可以选择其中最快最近的路径（有多条路）
OSPF——开放式最短路径优先协议
是一个公有协议，属于链路状态路由协议，是以组播的方式发送。
OSPF组播地址：224.0.0.5 224.0.0.6
链路：路由器接口
状态：跟邻居设备之间的关系
优点：保证百分百无环路、收敛快、扩展性、支持认证
大型企业网中：由于每一台路由器都需要学习整个拓扑的路由信息，导致负担过重，通过多区域划分来解决负载过重的问题。
多区域划分：
①骨干区域 0（单区域时，必须有骨干区）
②非骨干区域
骨干区域一般都和非骨干区域相连
OSPF状态机制
OSPF中有五个报文
①HELLO报文（包）：用于邻居的发现、建立以及维护
思科 HELLO报文时间——10s（每隔10s会发出一个新的报文，华为一般是30s）
dead时间——40s（每10s发送一次HELLO报文，如果发送四次了都没有回复，就死掉了）
②DBD：记录数据库摘要信息
③LSR：链路状态请求报文
④LSU：链路状态更新报文
⑤LSack：链路状态确认
首先通过HELLO报文去发现并建立邻居关系，当所有的邻居关系都建立完之后，会把这些关系存到链路状态数据库当中，存进来之后，如果其中某一台路由信息断了，或者加了新的信息，这个时候路由器就会发送链路状态请求报文，请求新的邻居或者某一个邻居关系，看看是否断开或者有新加入的，另外一台路由器就会回复一个链路状态更新报文，在每一步的过程中都会有ack报文确认。
状态：
①Down 本地一旦发出hello包，进入下一个状态
②ini初始 本地收到的hello包中若存在本地RID，进入下一个状态
什么是RID呢？
RID：router ID——就是路由器的ID，是用来唯一标识某台OSPF路由器，在路由器的id在网络当中是唯一的，不能冲突（一般建议使用本台设备的IP作为RID）
RID的选举规则：
1.手工指定RID（优先级最高）
2.若没有手工指定RID，则优先使用回环口IP地址
3.没有手工指定RID，也没有创建回环口的时候，选择双up物理接口中最大的为RID
手工指定>回环口>物理接口大IP
③2way双向通信 邻居关系建立的标志
④Exstart预启动
⑤Exchange准交换
⑥loading加载
⑦Full转发 邻接关系建立的标志 到达full状态表示OSPF完全写成功
OSPF三张表
邻居表：启用OSPF之后，会加进组播地址224.0.0.5，并且会往组播地址里面发送hello包，处于这个组播中的其他OSPF路由器会接收到来自本台设备发送的hello包，将这个hello包里的RID加到自己的邻居表里面
查看邻居表命令：
cisco：show ip ospf neighbor（一般都是在特权模式下查看，想在配置模式下查看前加个do）
huawei：display ospf peer brief
（display ospf brief——查看OSPF摘要信息）
拓扑表（链路状态数据库LSDB）：
包含了收到所有的链路状态通告，OSPF在发送路由更新时，发送的就是链路状态数据库
查看拓扑表命令：
cisco：show ip ospf database
huawei：display ospf （进程号）lsdb
路由表：
通过链路状态数据库去运行SPF算法得到最优路径（SPF算法——树形结构），然后将最优路径添加到自己的路由表中。
查看路由表命令：
cisco：show ip ospf route
huawei：display ip routing-table protocol ospf
SPF算法
OSPF的选路标准，以自己为中心，构建一个最短的路径树
OSPF的选路标准：
1.OSPF的链路代价计算：从源到目的路径上，所有的路由器出站接口开销的总和
2.OSPF接口开销的计算：cost=10^8/接口带宽（单位是BW）
DR和BDR的选举机制
DR：指定路由器
BDR：备份指定路由器
DRTHOR：其他路由
DR和BDR的信息是相通的，都会加入一个组播地址224.0.0.6。只有在广播多路的访问的环境下才有DR和BDR的概念。（在串行链路中是没有DR和BDR选举机制的）
先选举BDR，然后BDR会自动升级为DR，再选举一台BDR。DR和BDR的选举必须是在同一个网段。（类比与太子上位成皇上，立新的太子，太子和皇上的选举必须是在同一个国家）
DR的选举：非抢占的（太子得等皇上死了之后才能上位）
1：端口优先级。（优先级越大越优先。串行链路不参与选举 ）
2：如果有回环口，选择回环口最大的IP地址的路由器作为本网的DR。
3：如果没有回环口，会选择物理端口最大的IP的路由器作为本网的DR.
优先级>回环口>RID
OSPF基本配置
新建拓扑（ensp华为模拟器和CPT）
ensp华为模拟器
先将接口ip全部配置好
[Huawei]ospf 接进程号XXX //启用ospf进程号为XXX——如图，进程号范围为1——65535
我们先来配置R1↓
[Huawei]ospf 110 //启用ospf，进程号为110
需要将信息通告到某一个区域，首先需要进入那个区域
[Huawei-ospf-110]area 0 //进入骨干区域（0表示骨干区域）
[Huawei-ospf-110-area-0.0.0.0]network 12.12.12.0 0.0.0.255 //通告直连路由的路由信息（注意，是直连网段） network后接直连的网段 以及其网段对应的反掩码，所谓反掩码就是子网掩码取反得到的，简单来说就是转换成二进制之后0变成1,1变成0.
接着再来配置R2
注意这里的进程号是可以选择和R1同一个进程号的，没有说进程号一定要唯一匹配
R2有两个直连网段，要注意两个直连网段都要通告
R3的配置同理R1，不再赘述
配置完成之后实现R1和R3的通信
[Huawei]ospf 110 router-id 1.1.1.1 //手工指定RID
思科CPT
新建拓扑
首先第一步还是去配置各个端口的ip地址，注意再注意，配置各个端口ip地址的时候顺便把no shutdown打开端口， 思科跟华为不同，默认端口都是关闭的。
配置与华为有些许差别。
Router(config)#router ospf 110——启用ospf，进程号为110
Router(config-router)#network 12.12.12.0 0.0.0.255 area 0 ——通告直连路由的路由信息，进入骨干区0
同理配置R1,R2
查看R1的拓扑表，观察到R1的RID为23.23.23.2，在同一台路由器R1上，R1左边的接口ip为12.12.12.2，由于23.23.23.2更大，所以作为R1的RID。这里注意,RID的选举是在同一台设备上进行比较的，而不是在一条链路中比较，R1的RID是通过左右两个端口的IP地址比较得到的，R0和R2都只有一个端口，那么那个端口的IP地址就是他们的RID。而DR是在链路中比较的，例如这个拓扑，R1的右端是23.23.23.2,R2是23.23.23.3，所以这条链路当中，就选择23.23.23.3作为DR，另外一条链路一个是12.12.12.1，还有一个是12.12.12.2，选择12.12.12.2作为DR，图中可能因为小bug导致显示12.12.12.1为DR
Router#sh ip ospf database——查看拓扑表
Router#show ip ospf neighbor——查看邻居表
我们想更改DR可以选择改变优先级或者手工指定rid（是先比较优先级再比较rid的）
企图手工指定rid，提示需要先清空OSPF进程
Router#clear ip ospf process //清除OSPF进程
Router(config)#router ospf 110
Router(config-router)#router-id 1.1.1.1 //手工指定rid (要先进入进程号）
DR选举是非抢占的，当DR没有消失的时候，尽管你更改了rid，依旧没有用，这就是清除OSPF进程的作用，可以理解为重新选举DR，这个时候更改了的rid才能够派上用场。
OSPF实验
依照拓扑图新建拓扑
华为（ensp）
R3和R4之间像闪电一样的线表示串行线。本次实验不要关闭日志，后面做ospf需要看日志提示。
用Serial线连接Serial口，Serial表示串行链路
交换机暂时还没有讲到，不需要做配置，连上去就好
配置R1：
配置R2：
另一个接口作为PC1的网关
配置R3：
配置R4：
另一个接口作为PC2的网关
略
R1：
R2：
R3：
R4：
配置R1：
注意R1只需要通告一次，R2和R3都需要通告两次，配置略。
实验需求：在R4上使用接口级命令的方式启用OSPF
[Huawei-Ethernet0/0/0]ospf enable 110 area 0——接口级命令的方式启用OSPF
注意了，这里是先进入接口，然后再启用OSPF，常规的router ospf启用方法是，选择进程号——area 0进入骨干区——network写直连网段信息
为什么用接口级命令的方式启用OSPF，不用通告直连网段的信息呢？
因为在接口上他会直接把接口上的ip直接通告进去
如果是思科的设备，这个时候就已经启用成功了，PC1已经可以实现和PC2的通信。但是华为设备不行。
还需要创建进程——配置骨干区域，相当于进入端口启用OSPF起到了，省略了通告直连网段信息的步骤，但前两步还是不能省略。
查看邻居表：
观察到R1的RID为192.168.123.1，不应该是回环口优先，应该是1.1.1.1才对嘛？因为我们回环口没有通告进ospf中。同时下面的Neighbor id对应的应该是2.2.2.2和3.3.3.3，其实就是出了bug。
通告回环口，同理去通告R2,R3,R4的回环口。
通告完之后要reset ospf，这里提到一下undo ospf 110 和reset ospf process的区别问题
undo就是把这个ospf删掉，reset就是清除进程，原来在ospf区域当中选举出了DR和BDR，reset就是把选举环节中间的缓存清除，恢复成一开始刚配置OSPF的一个状态，然后重新选举DR和BDR。
结果我们发现最后RID还是192.168.123.1，这边借用一下大佬的回答
查看拓扑表：
会发现在同一区域中的设备，拓扑表基本都差不多，只发现age值不一样，因为不同设备启用ospf的时间不一样，先启用的age值就会更大。
查看路由表：
后接protocol ospf表示限制只看ospf的路由表，也可以不加。
直接display ospf brief
在串行链路中，不参与DR和BDR的选举，只有在广播多路访问中才会出现DR和BDR的选举。
查看邻居表，链路状态数据库等等都可以，略。
display ospf brief
观察到R3是DR。
观察到R2是DROther。
观察到R1是BDR。
这里依旧出现了一个小bug，如果优先级相等，而且没有回环口的情况下DR——BDR——DOther是按RID大小往下排，所以这里的BDR应该是R2才对。但没关系，ensp的bug就是很多，隔一段时间重新display一下路由器都能发现有些配置变了。
想让R2成为DR，两种办法——更改优先级和指定RID。我们先来尝试更改优先级。
[Huawei-Ethernet0/0/0]ospf dr-priority 优先级设置——更改优先级
现在R2成为DR，我们还想让R3成为BDR。
如图，再把R3的优先级改成50,50也比本来的10来的大，现在正常情况下，DR是R2，BDR是R3。
我们发现DR还是R3，因为之前提到的，DR的选举是非抢占的，所以必须要先把前面的数据清零，重新选举。
reset ospf process——注意是在用户模式下的命令。
还有一个注意点，我们修改了R2和R3的优先级，需要分别在R2和R3 reset。
一致，自己去看，略。
配置R2：
提示显示，你需要restart ospf进程才可以，就是之前提到的reset。
[Huawei]ospf 110 router-id 1.1.1.1 //手工指定RID
修改成功。R3同理。
新增路由器，配置ip地址，再通告直连网段。小细节，R5和R1，R6和R4都要通告，不要仅通告R5和R6。
测试联通成功。
这项实验目的主要就是让你感受动态路由比静态路由方便的地方。
思科（EVE）
同理配置其他路由器
配置R1,R2,R3：
Router(config)#router ospf 110——启用ospf，进程号为110
Router(config-router)#network 12.12.12.0 0.0.0.255 area 0 ——通告直连路由的路由信息，进入骨干区0
对比华为——三步走
R4使用接口级命令启用OSPF：
对比一下华为的，[Huawei-Ethernet0/0/0]ospf enable 110 area 0
查看路由表：
show ip route ——查看路由表
show ip route ospf（show ip ospf route也可以）——查看只有ospf的路由表
C表示直连，O表示OSPF。
查看邻居表：
show ip ospf neighbor——查看邻居表
思科邻居表上可以查看到DR.BDR.DROTHER的信息。
我们查看一下R3的邻居表
Pri表示优先级，ospf为1，串行链路为0，0表示不参与DR和BDR的选举。
查看拓扑表：
show ip ospf database——查看拓扑表
刚刚在R1上启用了回环口，所以这个时候R1的RID变成了1.1.1.1，思科就没有bug真好。
这个部分就是对DR的描述，去同链路中其他路由器查看拓扑表，这一块的信息是一样的。
详情见实验要求六，略。
R1#show ip ospf database——查看拓扑表
R1#show ip ospf neighbor——查看邻居表
ospf默认优先级为110。要让R2成为DR，修改优先级>110。
我们再把R1的优先级改为90。理想状态下，DR变成了R2，BDR变成了R3，DOTHER变成了R1。记得要清除OSPF进程。
小细节——不仅仅要clear R1，还要clear R2和R3。
再来查看
总结：对于DR和BDR的选举，优先级>回环口>RID大小
略
Router(config)#router ospf 110
Router(config-router)#router-id 1.1.1.1 //手工指定rid (要先进入进程号）
还是那句话，记得clear ospf进程。