【OSPF基础（链路状态路由协议、ospf基础术语、ospf协议报文类型、ospf三大表项、邻居和邻接关系、ospf网络类型、DR与BDR、ospf基本配置）】-20211210、13、14
目录
一、OSPF技术背景
1.动态路由协议的分类
1）距离矢量路由协议
2）链路状态路由协议
（1）LSA泛洪
（2）LSDB组建
（3）SPF计算（最短路径优先）
（4） 路由表生成
（5）链路状态路由协议总结
二、OSPF (开放式最短路径优先)
1.ospf简介
目前网络中最常见的链路状态路由协议：OSPF、ISIS
2.Area区域
3.Router-ID
4.lookback接口 - 代替PC去测试网络连通性
5.度量值cost
1）cost值=参考带宽/实际带宽
=100M/s:1000M/s=0.1 => cost=1
2）OSPF网络的开销值计算方式=
所经过的链路出接口cost+目的网络的出接口cost=所有设备出接口cost
6. ospf协议报文类型
7.ospf三大表项
1）邻居表
display ospf peer（brief）
2）LSDB表
display ospf lsdb
3）ospf路由表
display ospf routing
8. 邻居关系和邻接关系
邻居关系建立全过程
9.ospf网络类型简介
ospf是基于接口划分的 ，接口决定了ospf的网络类型。
1）broadcast广播型
2）nbma非广播多路访问
3）p2mp点到多点
4）p2p点到点
10.DR与BDR
DR 和 BDR只在广播型链路中存在，避免LSA过分泛滥。
1）DR、BDR、DRother的作用
2）DR运作过程
3）DR的选举
4）优先级最高、routerid最大的不一定是DR！！
11.ospf基本配置
ospf进程号
总结：
1.跨设备建立邻居，无关进程号，一样能建立；就如：AR2 G0/0/0(OSPF 2) 和 AR1 G0/0/0(OSPF 1)，可以建邻居交换LSA。
2.本设备，进程号（仅对本地隔离）区分两个不同的ospf网络；就如：AR1 G0/0/0(OSPF 1) 和AR1 G0/0/1(OSPF 2) ，无法建邻居，无法交换LSA，ospf 1永远无法和ospf 2 有任何交互。
思考题
1.BD
2.BD
一、OSPF技术背景
前几章配置静态路由的时候，我们不难发现，静态路由配置需要考虑下一跳、出接口，以及网络往返来回的配置，配置工作量大。最重要的是，静态路由不能根据拓扑图的变化而做出相应调整。在小型的网络中我们用静态可以解决，但是在一些大企业的网络静态就无法满足我们的需求了。
所以动态路由就能很好的解决这些问题。
1.动态路由协议的分类
按照工作区域分类：IGP（内部网关协议）、EGP（外部网关协议）
按照工作机制和算法分类：距离矢量路由协议、链路状态路由协议
1）距离矢量路由协议
最常见的距离矢量路由协议就是RIP，但是现在已经淘汰了。
缺点：
1）周期性泛洪路由表，占带宽，处理数据时，增加CPU负担。
2）当路由表数据成千上万时，泛洪给其他路由器设备，而且设备资源负载严重
3）因为是周期性，所以在这个周期里，有的设备收到了数据，有的还没来得及收
2）链路状态路由协议
（1）LSA泛洪
与距离矢量路由协议不同的是，链路状态路由协议泛洪的是链路状态（LSA），而不是整张路由表。
链路状态信息：直连链路的状态信息
（2）LSDB组建
LSDB（链路状态数据库）：存放LSA信息
LSA信息
（3）SPF计算（最短路径优先）
LSDB同步以后，每台路由器都能感知到整个网络的拓扑，自动断开次优路径，在环形网络中会出现环路，但是SPF计算可以解决这一问题。
以自己为根的、无环的、拥有最短路径的“树”。
（4） 路由表生成
SPF选出最优路径后，加载进自己的路由表中
（并不是有路由就加进去，而是加入最优的路由，先比较协议优先级，相同协议再比较开销）
（5）链路状态路由协议总结
1.建立邻居关系
2.双方交互LSA
3.同步lsdb链路状态数据库
4.计算（整张网络的拓扑、计算无环的路、计算最优的路）
5.最终生成路由表项
二、OSPF (开放式最短路径优先)
1.ospf简介
目前网络中最常见的链路状态路由协议：OSPF、ISIS
2.Area区域
area 0为骨干区域，核心区域
3.Router-ID
在该网络的整个ospf域中，唯一标识一台路由设备。（相当于是这台ospf设备的名字）
Router-ID：全局Router-ID、OSPF的Router-ID
1）全局Router-ID：出厂设备上Router-ID为0.0.0.0。在配置上第一个IP地址后，该Router-ID会自动变成该IP地址。（所以全局Router-ID不会重复，也不可能重复）
2）OSPF Router-ID：如果没有手动配置，则默认使用全局Router-ID；否则，优先使用手动配置的ospf Router-ID。
1-若路由器配了IP地址，则router-id默认为第一个配置的接口ip地址
此时重启ospf进程之后，router-id并没有发生变化。
2-再次修改配置的第一个接口的ip地址，重启ospf进程
那么第一个配置的IP地址，则被刷新，成为最新的ip地址；（不是第一个配置的ip地址了）
而配置的第二个ip地址则成为第一个配置的ip地址
重启ospf进程后，第二个配置的ip地址成为router-id如果ospf Router-ID配置时，忘记配或者配错了，不要去改。（因为配错了，就只能重启了，而重启就意味着网络会瘫痪一段时间）
*小tips：实际网络中，不要随便关机、重启，正在运行的设备和各种协议进程，因为有的设备重启，关机之后就再也起不来了，就算起来了，在重启过程的时间也就是网络瘫痪的时间，会很长。很有可能进局子。。
4.lookback接口 - 代替PC去测试网络连通性
有些设备不能插网线（也有的设备接口很少），测试网络连通性时，就无法接入PC去ping。就算连接上PC去ping，还需要给PC配置IP地址，给设备配置网关，极为麻烦。
所以lookback接口就可以代替PC去测试网络连通性。
5.度量值cost
=100M/s:1000M/s=0.1 => cost=1
参照带宽默认为100M/s，可以修改，改的是整台设备的参考带宽。当默认带宽改为1500时，1500M/s:1000M/s=1.5 => cost=1
cost只有整数所以会将小数化整。cost<1时，取值为1；cost>1时，取整数部分。所以开销值cost最小为1
可以通过修改整台设备的参考影响ospf的cost；也可以直接修改ospf的cost；
2）OSPF网络的开销值计算方式=
所经过的链路出接口cost+目的网络的出接口cost=所有设备出接口cost（包括自己）
例如
AR4到PC1的开销：走上路cost=5+5+5=15
走下路cost=10+10+5=25
通过SPF算法，算出开销值后，选择最小开销的路径走，也就是说 AR4到PC1会走上路
PC1 回到AR4的开销：走上路cost=10+10=20
走下路cost=5+5=10
通过SPF算法，算出开销值后，选择最小开销的路径走，也就是说 PC1 回到AR4会走下路
*这导致来回路径不一致，在现阶段，可以使用改开销实现都走上面或者下面，在后面的学习，我们可以用各种策略，来实现。
6. ospf协议报文类型
例子：（去餐厅吃饭）
1.hello报文，就是走进餐厅（建立邻居关系）
2.DD报文，就是服务员给了一个菜单（链路状态数据库LSDB摘要信息）
3.LSR报文，就是我点我需要的菜【麻辣香锅】【鱼香肉丝】（请求所缺少的LSA信息）
4.LSU报文，就是服务员向我送来【麻辣香锅】【鱼香肉丝】我的点那些菜（向请求方【我】发送所需要的LSA）
5.LSA报文，我吃完饭付钱结账（对收到的LSA进行确认）
7.ospf三大表项
1）邻居表
display ospf peer（brief）
2）LSDB表
display ospf lsdb
type（LSA的类型）、Linkstate ID（LSA的名字）、AdvRouter （产生该路由的设备名称），仅靠这三个就能确定一条唯一的LSA
3）ospf路由表
display ospf routing
8. 邻居关系和邻接关系
邻居关系建立全过程
1）two-way状态
通过hello报文，找邻居，建立邻居关系
AR1发送组播，说“hello，有人嘛？我是1.1.1.1”，AR2收到之后，知道了1.1.1.1的存在，此时是init（单项发现）
AR2回复，说“hello，邻居1.1.1.1你好啊，我是2.2.2.2”，于是AR1通过报文发现，2.2.2.2知道自己了。
于是AR1,又说“你好呀，邻居2.2.2.2，我是1.1.1.1”，于是AR2通过报文发现，1.1.1.1知道自己了，此时为two-way（双向发现）
2）主从选举master/slave ---exstart状态
单纯的选举主（AR2）从(AR1)，没有任何LSA的交互
双方通过router-id比较，数值大的为主，小的为从。报文里还带上了自己的随机序列号（AR1带的x，AR2带的y）
3）exchange状态
此时，从先向主发送lsa摘要信息，并且带上主的序列号y；主收到后会回复，序列号y+1；
直到LSA概况信息发完时，LSA变成null，告诉主，发完了；主看到之后，也会回复null，确认LSA收发结束；
4）loading状态
开始请求完整的LSA
双方通过对比对方的LSA摘要信息，请求自己缺少的LSA，发送LSR报文，LSU 报文以及LS ACK报文。
5）FULL 邻接关系
此时双方的LSDB链路状态数据库完全相同。
9.ospf网络类型简介
ospf是基于接口划分的 ，接口决定了ospf的网络类型。
1）broadcast广播型
2）nbma非广播多路访问
3）p2mp点到多点
4）p2p点到点
P2P点到点，就是串口连接的两台设备，链路两端各自只有一台设备，链路中间没有其他设备了。
BMA广播型链路，就是以太网接口将设备相连接，在一个广播域内。
P2MP点到多点，就是一根网线，分成两节，接在终端上。（虽然听着很离谱，但真的就这么离谱。。。）
10.DR与BDR
因为在广播型链路中，LSA会在广播域内过分泛滥，导致路由器重复收发LSA。
1）DR、BDR、DRother的作用
DR：指定路由器
BDR：备用指定路由器
DRother：除了DR/BDR的路由器；只和DR、BDR建立邻接关系，DRother之间是邻居关系。
DR、BDR要监听两个地址：224.0.0.5（收）、224.0.0.6（发）；并且都不具备抢占性；
DRother通过0.6发送新学到的LSA，通过0.5接受来自DR的LSA
2）DR运作过程
为了避免单点故障，DR失效时，默认选举BDR顶替DR；若BDR也失效，则在DRother中继续选举出BDR；
若DR又恢复，DR不会抢占，恢复后就只是个普通的路人甲了
3）DR的选举
1.DR接口的优先级，优先级范围0-255，值越大越优先成为DR
2.优先级相同，则比较router-id ，id值越大越优先
4）优先级最高、routerid最大的不一定是DR！！
因为，管理员手工配置需要时间，可能在配置前两个ospf时，DR和BDR就已经选举完成了。
11.ospf基本配置
ospf是基于接口划分的，欲想建立邻居，就需要将自己接口所处的直连网段宣告出去
[AR3-ospf-1]di th # ospf 1 area 0.0.0.0 network 23.1.1.0 0.0.0.255 宣告AR3的g0/0/1接口的直连网段network 34.1.1.0 0.0.0.255 宣告AR3的g0/0/0接口的直连网段 #network 接口所处的直连网段 反掩码
0.0.0.255是反掩码
ospf进程号
ospf进程号隔离不同的ospf进程网络，也就是说ospf1进程的网络与ospf2里的网络是隔离的。
但是ospf进程号不同也可以建邻居
例如：
1)
我将AR2的g0/0/0接口化为ospf 2与 AR1的g0/0/0为ospf 1的建立邻居（state为full），也就说明此时AR1可以和AR2交换LSA，但是交换的是ospf 1网络内的LSA，而AR1 G0/0/0和 G0/0/1之间是不会交换LSA的，因为ospf基于接口划分，ospf 1的LSA不会和ospf 2的LSA产生联系
2)但是，此时如果我们把AR1的G0/0/0接口加入进ospf 2，那么AR1和AR2建立邻居可以交互LSA,也就是说ospf 2里的内容，AR2也将知晓
3)
总结：
1.跨设备建立邻居，无关进程号，一样能建立；就如：AR2 G0/0/0(OSPF 2) 和 AR1 G0/0/0(OSPF 1)，可以建邻居交换LSA。
2.本设备，进程号（仅对本地隔离）区分两个不同的ospf网络；就如：AR1 G0/0/0(OSPF 1) 和AR1 G0/0/1(OSPF 2) ，无法建邻居，无法交换LSA，ospf 1永远无法和ospf 2 有任何交互。
思考题
1.BD
DRother之间稳定在two-way；
其他稳定在full；
2.BD
【OSPF基础（链路状态路由协议、ospf基础术语、ospf协议报文类型、ospf三大表项、邻居和邻接关系、ospf网络类型、DR与BDR、ospf基本配置）】-20211210、13、14相关推荐
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