动态路由协议——OSPF1

OSPF：开放式最短路径优先协议{IGP中}

无类别链路状态路由协议
属于（IGP内部网关协议）
版本：v1/v2/v3; [v3是IPV6使用]
更新方式：组播更新；224.0.0.5/6触发更新；30min一次周期更新
基于拓扑进行收敛–>更新量特别大–>无法适应中，大型网络环境；
所以：OSPF需结构化部署：
1.区域划分 2.地址规划

一.OSPF的数据包类型

1>Hello包：发现，建立，周期保活；
2>DBD包（数据库描述）：把整个拓扑生成数据库生成目录发送对方，查看是否有重复；
3>LSR（链路状态请求）：询问没有自己路由表中不存在的路由；
4>LSU（链路状态更新）：携带各种LSA；
5>LSack（链路状态确认）
[LSA]:-----链路状态通告：具体一条拓扑/路由信息；
[LSDB]：-----链路状态数据库：本地所有LSA集合；

## 二.OSPF状态机

1.Down：一旦本地发出Hello 包，进入下一个状态；
2.Init(初始化): R1收到R2的Hello 包中存在R1的Route-ID进入下一个状态；
3.2-way（双向通信）:邻居关系建立的标志；
4.Exstart(预启动)：使用没有数据库信息的DBD包进行主从关系选举，RID数值大为主，优先进入下一状态；
5.Exchange(准交换)：使用携带数据库目录信息的DBD包后，进行共享，需ack确认；
6.Loading(加载)查看完对端邻居的DBD包后，使用 LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；
7.Full（转发）：邻接关系建立标志；

三.OSPF工作过程

路由器上OSPF启动配置完成后，本地收发Hello包；
在接收到Hello包中存在本地的RID，建立邻居关系；生成邻居表；邻居关系建立后；基于条件进行抉择；
1.条件匹配失败，维持邻居关系，仅Hello周期保活即可；
2.条件匹配成功，可建立邻接关系；

使用DBD包共享本地LSDB目录，本地基于其他邻接共享过来DBD，判断本地未知的LSA信息；
再使用LSR向邻接进行信息查询，邻接返回LSU包传递具体的LSA信息，同时本地需ACK确认接收；
当本地收到所有LSA后，本地LSDB数据库建立完成；{ 数据库表}
本地基于LSDB生成有向图—>树形结构图—>路由表
收敛完成，Hello继续周期保活
[每30min周期进行一次DBD的对比]

结构突变
1.无法沟通：dead time (默认40s) 到时间，断开邻居关系，删除该邻接学习到的信息；
2.新增网段：直连新增网段设备，直接使用LSU将更新，新增网段的LSU信息发送给本地所有邻接关系；对端需确认[ack];
3.断开网段：直连断开网段设备，直接使用LSU将更新，断开网段的LSU信息发送给本地所有邻接关系；对端需确认[ack];
在这里插入图片描述
默认hello 包中的hello time 为10s/30s；dead time为hello time4倍;
邻居间hello 包中必须完全一致的参数：hello 和dead time;区域ID；认证字段；末梢区域标记；
注：在华为设备的体系中，邻居间接口配置IP地址子网掩码必须完全一致;
为了防止：这样子，两边能通！
在这里插入图片描述
但这种情况下，两边不通；
所以华为，为了防止这种情况出现，规定邻居间IP地址的子网掩码必须完全一致；

四.OSPF的基础配置

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
//启动时需要定义进程号，仅具有本地意义；同时建议定制router-id；
RID必须全网唯一，手工配置；
若没有手工配置RID，将自选，
1.环回接口IP最大数值；
2.物理接口IP最大值；
[r1-ospf-1]area 0  进入某个区域
宣告：1.激活 2.接口信息可以传递 3.区域划分
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255
OSPF宣告时，必须携带反掩码；

OSPF划分区域规则：
1.星型结构；区域0为骨干区域，大于0为非骨干区域，非骨干区域必须连接到骨干区域；
2.ABR区域边界路由器；

五.工作过程

1.启动配置完成后，邻居间收发hello包，生成邻居表；
2.邻居关系建立后，进条件匹配；若成功可建立邻接关系；
邻接关系间将进LSA的洪泛，LSDB同步——学习未知的LSA信息；
生成数据库表
3.LSDB同步完成后---->有向图----->树形结构------>路由表；

在华为设备中，OSPF协议优先级为10；
OSPF度量=cost值=开销值=参考带宽（默认100M）/接口带宽

OSPF选路规则:
整段路径cost值之和最小

当接口带宽大于参考带宽是，cost值为1；可能导致选路不佳；
建议修改参考带宽；切记全网设备参考带宽必须一致

[Huawei]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[Huawei-ospf-1]bandwidth-reference 1000
//单位M

六.OSPF邻居成为邻接关系的条件

基于网络类型决定的：
点到点：一个网段内只能存在两个节点；
MA（多路访问）：在一个网段内，节点数量不限；

点到点网络中，邻居关系必然直接建立为邻接关系；
MA网络中，由于OSPF协议在MA网络中没有接口水平分割，故该网段两两间皆邻接，将会出现大量重复更新；
因此为了避免大量重复更新，将进行DR/BDR选举；
所有非DR/BDR间为邻居关系；
选举规则比较优先级，0-255默认为1；数值大优；若为0，表示不参加选举；优先级相同比较参选设备RID，数值大优；

[r1]int g0/0/0
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 2

切记：选举为非抢占行为；若原先已经定下了DR，后期再修改非DR的优先级，DR仍为原先的选举出来的；
因此修改参数后，必须重启该网段所有设备的OSPF进程；

<r1>reset ospf process

注：OSPF协议要求邻接关系间接口MTU值必须一致
否则将卡在exstart/exchange状态机；
默认华为设备不检测邻接间的MTU；

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospf mtu	
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospf mtu-enable 
//要求本地与该接口的邻接设备进行mtu值一致；

七.OSPF扩展配置

1.认证—在直连邻居的接口上配置

[r1]int g0/0/0
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 （编号）cipher 123（密码）
//邻居间认证模式，编号和秘钥必须完全一致；

2.汇总——域间汇总
由于OSPF协议传递拓扑信息，故不能直接进行接口汇总；
只能在区域间传递路由时，进行汇总配置；

[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 1.1.0.0 255.255.252.0
//汇总来自那个区域就在哪进行汇总

3.加快收敛
hello time 10s; dead time 40s;
修改本端接口的hello time,本端口的dead time自动4倍关系匹配；
直连邻居间hello和dead time必须完全一致，否则无法建立邻居关系；

[r1]int g0/0/0
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5

4.缺省路由
边界路由器上配置后，内部其他OSPF路由生成缺省路由指向边界；

[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]default-route-advertise always