HCIP-OSPF

学习方法：
1.是什么？概念
2.解决什么问题？作用
3.用在哪里？使用场景

设备形态：

• 框式设备：根据项目需要，采购的业务板卡，插卡式设备

• 盒式设备：一般出厂板卡已经固定，没有板卡插槽

• G0/0/0 插槽号/子卡插槽号/接口号
  G0/0/0/0(堆叠技术) 设备id/插槽号/子卡插槽号/接口号

OSPF基础

OSPF报文格式和类型

Type    报文名称                报文功能        
 1       Hello              发现和维护邻居关系
 2  Database Description    交互链路状态数据库摘要
 3  Link State Requst       请求特定的链路状态信息
 4  Link State Update       发送详情的链路状态信息
 5  Link State Ack          确认ACK

• OSPF报文直接采用IP封装，在报文的IP头部中，协议号为89

hello报文影响OSPF邻居关系建立的因素：

1、router id 不能冲突
2、area id 要相同
3、auth type 要一致
4、auth data 要一致
5、hello interval 要一样
6, dead interval
要一样，默认是hel1o间隔的4倍。
7、option中 N bit 和 E bit 要一致以上7个因素是任何情况都必须要同时满足建立邻居关系的条件影响OSPF邻居关系建立的其他因素：
1、广播型/NBMA型要求地址在同一个网段，掩码要一致才能建立邻居
2、P2MP链路，接口地址必须在同一个网段，默认要求掩码一致，但通过命令可以忽略掩码检测。
3、P2P（PPP, HDLC）不对地址和掩码做要求

主从选举

主从选举是DD报文会携带接口IP MTU的参数，要求DD报文的携带的MTU值一致，才能完成主从选举。
默认情况下 华为设备DD报文携带的IP MTU值为0
默认情况下 华为设备不对DD报文的IP MTU值做一致性检测

ospf mtu-enable

• 接口启用该命令后
  1、该接口发送dd报文携带接口IP MTU值
  2、该接口对接收的DD报文做IP MTU值的检测，只要IP MTU值小于本接口的IP MTU才处理这个DD报文。

OSPF Lsa更新机制

1、周期性更新：当链路状态稳定时，每个30分钟周期性更新自身产生的LSA，并在邻居之间泛洪。
如果一条LSA在LSDB中经过60分钟还没被更新，则从LSDB中删除
2、触发更新：当链路状态发生变化时，立刻产生一份更新的LSA，并在邻居之间泛洪
更新时，LSA seq +1，chksum
LSA的新旧判断机制
重新计算，lsa age 设置 e
1 比较LSA seq 号，越大越新
2 1sa seq 一样，则比较chksum，越大越新
3 chksum 一样，则看1sa age 是否等于360es，如果等于360es 认为是最新的，该机制用于删除一条LSA。
4、LSA age 不等于3600s，则比较lsa age差值，如果大于900s，则lsa age 小的最新，如果小于900s，则认为是相同LSA。

OSPF计算

区域内路由计算

router的LSA包含“stubNet、P-2-P、TransNet、Vlink”

OSPF network-type <网络类型>    
dis ospf lsdb  环回地址
dis ip routing-table protocol ospf  查看协议是OSPF的IP地址表
dis ospf peer
dis ospf lsdb

一类LSA(4种描述直连链路状态)

p-2-p对应一条一类LSA

1类LSA 称为 router lsa：用于描述路由器自身直连链路的状态，每台路由器都会产生一条一类lsa。

Type: router        1类LSA，描述路电器真连链路状态，在产生的区域内泛洪
LS id :   1.1.1.1   1sa名字，取值为产生该LSA的路由器的router id，名字取决于LSA的类型
Adb rtr : 1.1.1.1   产生该LSA的路由器的router id
                    type, 1s id,adv rtr 用于唯一的标识一条LSA

Link ID:    1.1.1.0         直连网络号
Data:       255.255.255.0   直连的子网掩码
Link type : stubNet         描述直连网络号
Metric:     0               自身到该直连网络的OSPF的开销值
------------------------------
Link ID:    2.2.2.2         邻居的Router-id
Data:       10.1.12.1       自身和邻居相连的接口IP
Link type : p-2-p           描述P2P点或者P2MP链路上的邻居
Metric:     48              描述到邻居的开销
------------------------------
Link ID:    10.1.123.4      伪结点的router id ，DR接口的地址充当         
Data:       10.1.123.3      自身和伪结点相连的接口IP 
Link type : TransNet        描述broadcast和NBMA链路上的伪结点，对应一条type-2的LSA   
Metric:     1               到伪结点的开销              

二类LSA

以太网链路中选举一个DR，对应一个二类LSA

Type: Network             2类LSA，每条BRO-NBMA链路的DR都会产生
LS id :   1.1.1.1         DR的接口地址，伪结点的router id
Adb rtr : 1.1.1.1         DR的router id
NET mask：255.255.255.0   DR的接口掩码

Attached Router 4.4.4.4   伪结点的邻居，对应一条type-1 LSA
Attached Router 3.3.3.3   伪结点到节点的开销永远等于0
Attached Router 5.5.5.5

构建SPF最短路径树

先算拓扑(Transit)，再算叶子(Stub)

区域间路由计算

• 大型网络中，单区域OSPF存在的问题
  一系列连续的OSPF路由器构成的网络称为OSPF域(Domain)
  单区域的设计，使得OSPF无法部署路由汇总

• 划分区域后，路由器分为两种角色
  1.区域内部路由器：所有接口都属于同一个OSPF区域
  2.区域边界路由器(Area Border Router)：接口分别连接两个及两个以上的不同区域,也称为骨干路由器

区域间路由信息传递

• 是通过ABR产生的Network Summary LSA (3类LSA) 实现的
  sum-Net(汇总网络LSA)

dis ospf abr-asbr   查看abr的信息

• ABR的定义
  1.连接多个区域，并且至少一个活动接口在area 0中存在
  2.配置了Vlink路由器

• ABR的作用
  1.将直连区域的区域路由(1类，2类LSA计算出的路由)，转换成直连区域的3类LSA
  2.将区域0中通过Type-3 LSA计算出的路由，转换成其他直连的非骨干区域的type-3 LSA

3类LSA携带路由信息，不携带拓扑信息，区域间的路由是SPF(最短路径)+DV(路由矢量) 结合的一种计算

“以它做了什么样的事，从而判断他的角色”
在网络里面存在偏差

type-1 的LSA通过Flag 来表达路由器角色
V   1代表存在vlink    0代表不存在vlink

E   1代表ASBR      0代表不是ASBR      

B   1代表ABR       0代表不是ABR

区域间路由计算规则

cost = IR到ABR的开销+ABR到路由的开销
下一跳 = 到ABR的下一跳

Type: sum-net             汇总网络LSA，3类LSA，ABR产生，在产生的区域内泛洪
LS id :   2.2.2.0         区域间路由的网络号
Adb rtr : 1.1.1.1         ABR的router id

NET mask：255.255.255.0   区域间路由的子网掩码
TOS 0 metric: 1           ABR到该路由的开销值

区域间路由的选路机制和防环机制

特点：OSPF要求所有的非骨干区域必须与area0直接相连，区域间路由需要由area0中转

dispaly ospf routing  查看OSPF路由表

1.非骨干区域和骨干区域直接相连，区域形成无环拓扑
1.一类二类LSA，优于三类LSA
2.骨干区域3类优于非骨干区域的3类
3.ABR在区域0存在full邻居时，不会用非骨干区域三类进行区域间路由的计算

4.一类，二类LSA变成三类LSA的前提：ABR通过OSPF路由计算后能进入OSPF的路由表，并没有被过滤就可以

5.area 0 三类 变成非骨干三类LSA的前提：ABR上通过OSPF路由计算后能进入到OSPF的路由表，并没有被过滤就可以

6.直连区域的一类，2类，转换给其他区域的三类

7.区域0中的三类，转换成非骨干区域的三类

• 华为区域内部路由：cost > pre,cost一样负载分担，不比较区域ID大小

虚链路

• OSPF协议区域的规范
  1.骨干区域有且只有一个，而且连续，骨干区域为 area0
  2.非骨干区域原则必须和骨干区域直接相连

如果存在不连续的区域0 或者 存在没有骨干区域直连非骨干，我们用VLINK来解决以上问题

虚链路的特点：
1.本身永远只属于区域0，在区域0中进行描述
2.Vlink经过的区域称为中转区域，并且只经过一个中转区域，配置了vlink的路由器直接成为ABR
3.vlink不建议纳入到常规OSPF网络设计
4.vlink也建议临时使用，也可以作为area0的备用链路
5.特殊区域不能创建虚链路

vlink-peer <对端router-id>    建立虚链路的两端分别敲

cost:通过SPF算法得出
state:P2P
Type:Virtual(1类LSA)
Transit Area:0.0.0.1  中转区域

• 虚链路防环机制
  1.通过vlink传递1类，2类，3类，不会变成中转区域的3类

区域外部路由

• 引入路由

import-router  引入静态/动态路由

• Type4=sum-Asbr
  1.ABR产生，在产生的区域内泛洪
  2.由本区域接收到5类或7类LSA的ABR产生

• Type5=External
  1.泛洪区域在整个AS内部，特殊区域除外
  2.引入时外部路由的默认tag为1
  3.开销、开销类型、标签可以修改

ospf外部路由的计算(FA地址为0.0.0.0)

cost = 自身到SABR的开销+引入时的开销
nexthop = 自身到ASBR的下一跳

ospf外部路由选路机制

cost-type1:体现引入开销和AS内部路径开销和
cost-type2:仅体现引入时的开销，不体现AS内部路径开销

cost-type1 的外部路由选路机制(选择路由意义上最近的出口)
1.选择开销小的优先
2.相同就负载分担

cost-type2 的外部路由选路机制(选择管理意义上最近的出口)
1.比较引入时的开销，小的优先，不考虑AS内部开销
2.引入时开销相同，比较到ASBR的开销，小的优先
3.引入时开销相同，到ASBR的开销也相同，则负载分担

cost-type 1 总是优先于 cost-type 2

1类，2类 > 骨干区域的3类 > 非骨干区域的3类

4类LSA和5类LSA都可以单独出现
1.在只有一个区域的OSPF网络引入外部路由就不会产生4类
2.空引入外部路由时，可以产生4类LSA，不会产生5类LSA

特殊区域

ospf特殊区域的作用： 1.减少LSDB中的LSA的数量 2.减少路由表条目

• 传输区域:骨干区域

• 末节区域(Stub)

stub

1.ABR不会在该区域泛洪5类LSA
2.ABR不会再该区域产生4类LSA
3.ABR依然产生3类LSA实现区域间路由的互访
4.ABR产生3类缺省LSA实现对外部路由访问，默认情况缺省3类LSA的cost为1
5.区域视图下使用default-cost修改缺省3类LSA的开销值
6.stub会存在次优路径的问题，通过default-cost来解决次优路径问题
7.stub区域不能引入外部路由，stub区域ABR可以引入外部路由到其他区域泛洪
8.区域0不能是特殊区域
9.stub区域不能创建虚链路

• 完全末节区域(Totally Stub)

stub no summary ABR配置

1.ABR不会在该区域泛洪5类LSA
2.ABR不会再该区域产生4类LSA
3.ABR不会产生3类LSA，通过缺省3类LSA访问外部路由和区域间路由
4.ABR产生3类缺省LSA实现对外部路由访问，默认情况缺省3类LSA的cost为1
5.区域视图下使用default-cost修改缺省3类LSA的开销值
6.stub会存在次优路径的问题，通过default-cost来解决次优路径问题
7.stub区域不能引入外部路由，stub区域ABR可以引入外部路由到其他区域泛洪
8.区域0不能是特殊区域
9.stub区域不能创建虚链路

• 不完全的末节区域(NSSA)

NSSA
NSSA no summary

4类：由ABR产生
5类：由ASBR(自治系统边界路由器)产生
7类LSA：NSSA区域内传播

NP(N bit)：该7类LSA能够执行7转5的操作

1.ABR不产生4类，产生3类
2.ABR不泛洪其他区域的5类
3.ABR产生7类缺省路由访问其他区域的外部网络
4.NSSA区域引入的外部路由通过7类LSA在NSSA泛洪
5.NSSA区域存在多个ABR时，默认情况下，RID大的路由器来执行7转5的操作

通过 nssa translator-always命令指定执行7转5的操作

OSPF汇总

1.能减少LSDB的规模和路由表的规模
2.精确汇总保持路由的精确性

OSPF的区域间路由汇总

1.只能在ABR上执行区域间的路由汇总
2.ABR只能做直连区域内的路由汇总
3.区域存在多个ABR时，需要做相同的汇总
4.默认情况下汇总路由继承明细路由开销最大的

ABR-summary <网段> <子网>

OSPF外部路由汇总

ASBR-summary <网段> <子网>

1.只能在ASBR上执行
2.NSSA区域的7转5路由器上也可以执行外部路由汇总
3.如果出现网络号相同，子网掩码不同ospf路由表会用每个网段的广播地址，写入到OSPF路由表中

Silent-Interface(静默接口/被动接口)

简介：该接口不会发送/接收任何OSPF协议报文，但在LSA中依然描述该接口状态

OSPF认证

路由协议的认证机制

1.保证数据完整性，防止报文被篡改/伪造
2.保证数据来源可靠性
3.保证数据不被重放发送
4.认证机制不是加密机制
5.接口认证优先于区域认证

OSPF认证方式

OSPF认证机制

dis ospf error <接口>   查看ospf下接口错误

1.NULL认证，auth type = 0

• 2.明文认证(simple),auth type = 1
  (1)auth type要一致
  (2)认证密码要相同

• 3.md5认证(HASH算法),auth type = 2
  (1)auth type 要一致
  (2)认证key id要一致
  (3)密码要一致

哈希算法

MD5,SHA1,SHA2

特点：
1.随机输入、固定输出
2.MD5摘要长度为128bit
3.SHA摘要长度为160bit
4.雪崩效应，原始数据任意1bit发生变化，摘要就会完全不同
5.单向函数

区域认证(区域内启用所有接口认证)

简介：一个ospf区域中的所有路由器在该区域下的认证模式和口令必须一致

authentication-mode md5  cipher <密码>
authentication-mode simple cipher <密码>

接口认证

简介：相邻路由器直连接口下的认证模式和口令必须一致

ospf authentication-mode md5   cipher <密码>
ospf authentication-mode simple  cipher <密码>
ospf authentication-mode null   配合区域认证使用


vlink-peer <目的IP> md5  cipher <密码>    创建虚链路的同时启用接口MD5认证