OSPF的四次工作过程

OSPF:开放式最短路径优先协议

无类别链路状态型路由协议；组播更新224.0.0.5、224.0.0.6支持等开销负载均衡；

链路状态协议，邻居间共享拓扑，优势在于防环和选路，缺点为更新量和计算量很大；

故OSPF为了能够在大型网络生成，设计了结构化部署规则---

1、良好的地址规划  2、区域划分

触发更新，每30min一次周期更新；

【1】OSPF的5种数据包

hello包 --邻居、邻接关系的发现、建立、周期保活（10s）

DBD包 -- 数据库描述包 ---本地数据库目录
LSR包-- 链路状态请求 --用于询问本地未知的LSA信息

LSU包--链路状态更新 --- 用于共享具体的LSA信息

LSack包--链路状态确认

LSA--链路状态通告--具体的一条一条拓扑或者路由信息

【2】OSPF的状态机

Down     一旦接到到其他设备发出的hello包进入下一个状态

init初始化  一旦接收到的hello包中，本地我方RID进入下一状态

2way双向通讯 邻居关系建立的标志

条件：点到点直接进入下一状态；MA网络将进行DR/BDR选举（40S），非DR/BDR之间不能进入下一状态；

Exstart预启动  使用不携带数据库目录的DBD包，进行主从关系的选举，RID数值大的为主，优先进入下一个状态--其目的在于对DBD包进行排序，避免更新量同一时间的激增

exchange准交换  --- 使用DBD包进行数据库目录信息的交换

loadling加载 -- 基于接收的数据库目录和本地比对，然后基于本地未知的LSA信息，使用LSR进行查询，对端使用LSU来应答，需要本地最后ack确认--获取本地未知的LSA信息

full转发  --- 邻接（毗邻）关系建立的标志

【3】OSPF的工作过程

启动配置完成后，本地路由器开始收发ospf的hello包，建立邻居关系，生成邻居表；

之后与邻居表中所有邻居进行条件的匹配，匹配失败者间维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；

匹配成功者间，将建立邻接关系；先使用类hello的DBD进行主从关系选举，之后使用DBD包进行数据库目录的共享；再使用LSR进行查询，LSU进行应答，ack确认；

----  使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；

当本地的数据库与邻居的数据库一致时，同步完成--本地存在数据库表（LSDB链路状态数据库--所有LSA集合）；

同步完成后，本地启动SFP算法，将数据库转换为有向图-->最短路径树；然后以本地为起点，到达所有未知网段的最短路径，加载于本地的路由表中；

收敛完成后，仅hello每10s周期保活邻居、邻接关系；再每1800s周期和邻接比对数据库；

结构的突变：

1. 新增网段 -- 直连新增网段的设备，将直接使用LSU告知本地所有的邻接，再扩散到全网；需要邻接关系确认该更新包；
2. 断开网段--直连断开网段的设备，将直接使用LSU告知本地所有的邻接，再扩散到全网；需要邻接关系确认该更新包；
3. 无法沟通 ---  存在dead time ，默认为hello time的4倍；dead time到时时，将断开邻居关系，删除信息

【4】OSPF的基础配置

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动时可以定义进程号，仅具有本地意义；默认为1；建议同时定义该设备的RID -- 使用IPV4地址，全网唯一；手工配置--环回接口最大数值的ip地址---物理接口最大数值的ip地址  一旦RID生效，默认不能直接修改

[r1-ospf-1]

宣告：1、激活接口协议  2、共享接口信息  3、区域划分

[r1-ospf-1]area  0

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network  192.168.1.65 0.0.0.0

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network  192.168.1.0 0.0.0.255

[r2-ospf-1]area  1

[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]net

[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.1.5 0.0.0.0  

宣告时，使用反掩码精确的匹配

区域划分规则：

1. 星型结构   中间为骨干区域，区域编号0；大于0为非骨干编号，所有非骨干区域必须连接骨干区域，否则无法正常收敛
2. 必须存在ABR -- 区域边界路由器

宣告配置完成后，邻居间开始收发hello包，获取对端的RID，建立邻居关系，生成邻居表：

[r2]display ospf peer 查看邻居表-详细

[r2]display  ospf peer brief  查看邻居关系简表

邻居关系建立后，邻居间进行条件的匹配；匹配失败，仅hello保活邻居关系即可；匹配成功者间，可建立邻接关系，基于DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的所有LSA信息；完整本地的数据库；

[r2]display  ospf lsdb

当本地数据库同步完成后，本地启动SFP（最短路径优先算法），将数据库中所有的1/2类LSA整合为有向图，再生成最短路径树；然后以本地为起点计算到达本地所有未知网段的最短路径，将它们加载于本地的路由表中来完成收敛；

display  ip routing-table protocol  ospf

华为设备通过OSPF协议学习到的路由，正常其优先级为10；使用的度量为cost值；

cost值=开销值= 参考带宽/接口带宽

默认参考带宽为100兆；若接口带宽大于参考带宽，cost值为1；可能导致选路不佳，建议修改参考带宽

[r1]ospf 1

[r1-ospf-1]bandwidth-reference ?

  INTEGER<1-2147483648>  The reference bandwidth (Mbits/s)

[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000  若修改参考带宽，全网设备需要修改为一致

OSPF默认选择cost值之和最小的路径，为最佳路径来加载到路由表中；

【5】OSPF的扩展配置

1. 从邻居关系建立成为邻接关系的条件

需要关注网络类型

点到点 --- 一个网段内只能存在两个节点--物理限制，无法添加第三个节点--串行链路（串线）

MA--多路访问 -- 在一个网段内节点的数量不限制，不由当下连接了几个节点来决定，而是该网络是否限制了连接数量来决定--以太网（RJ-45双绞线、光纤、同轴电缆、WIFI。。。）

在点到点网络中，所有邻居关系直接建立为邻接关系；

在MA网络中，若两两之间皆为邻接，那么将出现大量的重复更新，且ospf需要和邻接之间对比数据库，故不能像RIP协议一样，使用接口水平分割来规避；

最终OSPF协议在MA中进行DR/BDR选举来解决重复更新；

在一个网段，只有非DR/BDR路由器之间为邻居关系

选举规则：

先比较参选接口的优先级，0-255，大优；默认为1；若优先级相同，比较参选设备的RID，数值大优；

通过修改接口优先级，可以干涉选举

[r7]interface g0/0/0 在参选接口上配置

[r7-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 2 

该选举是非抢占性；因此在修改优先级后，需要手工重启所有参选设备的OSPF进程；

reset ospf process

Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

建议将非DR/BDR的设备优先级修改为0，0代表不参选，不用重启进程；

切记：在一个ma网段，有且至少有一台参选，否则该网段无任何邻接关系；

2）认证 --- 邻居间使用共享秘钥核实身份，华为设备同时可以加密ospf信息

[r1]interface g0/0/1 在直连邻居的接口上配置

[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456

                                             模式 编号  加密   秘钥

要求邻居间模式、编号、秘钥、加密完全一致

1. 汇总 --- OSPF不支持接口汇总，因为区域内部传递拓扑信息，不可能修改；区域之间传递的路由条目信息，可以进行汇总--- ospf支持区域汇总

[r2]ospf 1

[r2-ospf-1]area  0 该区域编号为，明细路由的来源区域

[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.1.64 255.255.255.192

1. 沉默接口 -- 仅接收不发送路由协议信息，仅用于连接终端用户的接口，不得用于连接邻居的接口，否则邻居间无法收发hello，无法建立邻居关系

[r1]ospf 1

[r1-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2

1. 缺省路由 -- 在边界路由器上配置后，将内部所有运行OSPF协议的路由器发送缺省路由信息，使得内部所有运行ospf协议的路由，自动生成缺省路由，指向边界路由器方向

[r3]ospf 1

[r3-ospf-1]default-route-advertise always