OSPF基础概述

IP路由表

作用：匹配数据包的dip，指导其进行数据转发； 来源：直连路由（无需配置，生来就有） 非直连路由（需要依靠路由协议获取）

路由协议

作用：构建ip路由器

分类

（1）依据工作原理分类 静态路由：由管理员手工配置dip、下一跳等参数构建路由表，无法动态感知拓扑变化，无需交互报文； 动态路由协议：由设备自动计算生成路由构建路由表，动态感知拓扑变化，需要交互报文；

（2）依据工作范围 IGP（内部网关协议）：工作在一个as内，会周期更新路由，可以触发更新；（ospf[1800s/3600s]、isis[900/1500s]、rip[30s/90s]）

AS（路由域/自治系统）：运行独立的管理策略的区域，一般是一个企业网；

BGP（边界网关路由协议）：工作在AS间，不可以周期更新路由，可以触发更新；

（3）根据计算方式分类 距离矢量路由协议：会传递路由信息，不会传递拓扑信息；（RIP、BGP）

链路状态路由协议：既会传递路由信息、也会传递拓扑信息； 运行链路状态路由协议的设备会先收集全网的链路状态信息（拓扑信息，链路开销、网络结构....），再运行spf算法计算出最优路由，放进路由表；（ospf、isis）

（4）根据传递路由时是否携带掩码 有类路由协议：携带掩码（ospf、isis、BGP、RIP） 无类路由协议：不携带掩码； —————————————————————————————————————————— 控制层面：路由传递的方向； 数据层面：数据去往目的地的方向；

ospf（开放式最短路径优先协议）

工作过程

1、建立ospf邻居关系（hello报文）

2、建立邻接关系（同步LSDB）：DD、LSR、LSU、LSACK LSDB（链路状态数据库）：每一台运行了ospf的设备都有，里面存放lsa； LSA（链路状态通告信息）：包含了本设备的链路状态信息；

3、运行spf算法，得出最优路由，放进路由表；

报文

结构：ospf——网络层——数据链路层 协议号：89 ospf：ospf头部+报文详细信息

hello报文：用于发现、建立、维护ospf邻居，周期发送（10s/30s），感知邻居的离开（超时时间一般为hello时间的4倍40s/120s）；

DD报文（数据库描述报文）：携带lsa的摘要信息，用于告知对端，本设备上有哪些lsa；

LSR（lsa请求报文）：携带lsa的摘要信息，用于请求自身缺少的lsa

LSU（lsa更新报文）：携带lsa的详细信息，用于回应LSR的请求；

LSACK（lsa确认报文）：携带lsa的摘要信息，用于回应LSU；

报文关键字段

ospf头部 router id 格式：32bit、点分十进制； 作用：唯一标识一台ospf路由器；

来源

1、手工配置

[Huawei]ospf 1 router-id 1.1.1.1

修改router id需要重置ospf进程：

<Huawei>reset ospf process  [Huawei]router id 2.2.2.2        //全局下配置 

如果一台设备既在全局下下配置了router id也在ospf下配置了，那么ospf会用ospf下配置的；

2、自动选举 a、在loopback接口ip中选择最大的； b、在物理接口ip中选择最大的；

区域划分：ospf基于接口来划分区域 区域id：标识报文的发送区域； 格式：32位、点分十进制 area 0：0.0.0.0 area 1：0.0.0.1

area 0：骨干区域，必须要有 area x（x=/=0）：非骨干区域，可有可无 分类：骨干区域 非骨干区域：普通区域 特殊区域：stub、totally stub、nssa、totally nssa；

划分规则

1、骨干区域必须要有，仅有1个； 2、非骨干区域必须围绕着骨干区域建立

Hello报文

1、掩码：hello报文发送接口的掩码 2、hello时间/超时时间 3、dr优先级、dr地址、bdr地址 4、活跃邻居（邻居列表）：本设备包含的邻居的router id 5、option字段：标识区域类型 E N 1 0 普通区域（骨干/非骨干） 0 0 stub/totally stub 0 1 nssa/totally nssa

Hello报文中影响邻居关系建立的因素

1、版本要一致 2、router id不能一致 3、区域id要一致 4、认证要通过 5、掩码要一致 6、hello时间/超时时间要一致 7、option字段（E、N）要一致

（注：每一份hello报文都需要进行检测）

DD报文

MTU：接口的最大传输单元，默认为1500字节； flag： I：初始化字段，用于标识该DD报文是否为第一份，I=1代表是，I=0代表不是； M（more）：后续位，用于标识后续是否还有DD报文等待发送； MS：主位，主路由器=1，从路由器=0，最开始大家都认为自己是主；

DD序列号：随机产生，用于确保后续DD报文交互的有序性；

邻居状态机

down：初始状态，没有收到任何的ospf报文，可以发送hello报文；

init：收到hello报文，检测通过，其中不包含自身的router id；

2-way：收到hello报文，检测通过，其中包含自身的router id

当双方都进入了2-way，意味着邻居关系建立完成； 在该状态下需要通过hello报文进行DR/BDR的选举

exstart：交互空的DD报文；

exchange： 正式开始交互携带lsa摘要信息的DD报文 由从设备先开始发送，其中DD序列号沿用主设备发送的空DD中的，后续过程中只有主设备有资格将序列号+1，从设备只能复制序列号回应； 如果主/从设备没有收到对方的正确序列号的DD报文，则会不停将上一份DD进行5s重传； 当双方发送的DD中的m都为0时结束该状态

loading： 设备针对自己需要的LSA进行LSR请求，对端收到后回应LSU（携带lsa的详细信息），最终LSACK确认； 没有收到回应也会进行5s重传；

FULL：LSDB同步完成，重传列表为空；

当双方均进入FULL状态邻接关系建立完成；

目的

1、检查双方的MTU值是否一致，默认不开启检查； 2、选举主从关系，router id大的为主； 3、确定序列号，用于确保后续DD报文交互的有序性；

DR/BDR

选举时机：2-way状态下进行选举； 选举报文：hello报文；

选举规则：越大越优

1、先比较DR优先级（默认为1，可调范围0~255，其中0代表不参与选举） 2、router id

DR（指定路由器）：一个网段有且仅有一个； BDR（备份指定路由器）：一个网段有且仅有一个； DRother（非指定路由器）：一个网段有0到多个；

作用

1、减少网络中邻接关系的数目，从而减少报文交互，节省链路带宽； 2、在一个网段内，作为一个伪节点进行SPF计算；

原理

1、DR跟BDR可以建立邻接关系； 2、DR跟DRoher可以建立邻接关系； 3、BDR跟DRoher可以建立邻接关系； 4、DRoher之间无法建立邻接关系；

注：DRother之间依靠DR/BDR完成LSDB的同步；

特点

1、有备份 2、无法抢占

无法抢占是为了节省链路资源； 为什么BDR作为DR的备份，不会浪费链路资源：因为BDR跟DRoher可以建立邻接关系

无法抢占的原理： wait time（等待时间）：默认跟超时时间一样（40s/120s）

当设备发送出第一份hello报文开始就会开始计时，在wait time时间内，设备无法参与选举，如果收到的hello报文中DR/BDR字段有内容，则直接承认他们的地位；

优先级最高的设备一定是DR吗？ 不一定 最先运行ospf的设备一定是DR吗？ 一定（优先级为0/网络类型为p2p、p2mp）

ABR（区域边界路由器） 定义：即在骨干区域存在full的邻接关系，也在非骨干区域存在full邻接关系的设备；

ospf cost cost=接口的参考带宽/实际带宽； 越小越优 GE——1 S——48

调整配置

interface GigabitEthernet0/0/1
ospf cost 10

网络类型

作用：让ospf可以适应不同的底层链路协议； 224.0.0.5：所有ospf设备 224.0.0.6：DR/BDR

P2P网络不需要选举DR/BDR的原因，因为用串行链路相连的设备，只能是两台路由器直接相连，无论是否选举DR/BDR，结果都是两台设备建立邻接关系，因此为了加快邻居的建立过程，没有必要选举；

当只有两台设备用以太网链路直连时，可以将接口的网络类型调成P2P，加快收敛速度；

在ospf中，一定会有DR/BDR吗？ 不一定

网络类型为P2P、P2MP时没有； 当网段内所有设备的dr优先级均为0时；

网络类型如何影响邻居关系的建立？（当hello时间调整为一致时）

1、NBMA型网络只能跟NBMA型建立； 2、MA型网络可以跟P2P、P2MP建立full的邻接关系，但是计算路由时会出错； 3、P2P、P2MP可以建立full的邻接关系，计算路由正常

display ospf interface all                  //查看接口的ospf信息
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer         //调整hello/超时时间
interface GigabitEthernet0/0/0
ospf network-type p2p                   //调整网络类型           

ospf认证

作用：加强ospf建立邻接时的安全性； 只有认证通过了，邻接关系才能正常建立； 认证通过：认证类型、密码一致；

注意：认证字段放在ospf头部，每一份ospf报文都要进行认证；

认证方式

1、接口认证 2、区域认证

认证类型

1、明文认证（simple） 2、密文认证（md5、keychain、华为私有）

密码的显示方式：display this能否看得见密码

1、plain：可见 2、cipher：不可见

配置

明文认证

//接口
interface GigabitEthernet0/0/0
ospf authentication-mode simple plain huawei 
//区域
ospf 1 router-id 2.2.2.2 
area 0.0.0.0 
authentication-mode simple cipher %$%$d)TA+;

特点

1、只需要配置密码，无需配置key id； 2、抓包时可以看见密码； 3、不会携带加密序列号

密文认证

//MD5配置
interface GigabitEthernet0/0/0
ospf authentication-mode md5 1 plain huawei

如果一个接口既配置了接口认证，该接口所在的区域也配置了区域认证，会以接口认证为准；

特点

1、需要配置key id 2、抓包看不见密码 3、会携带加密序列号

key id的作用：用于标识密码； 加密序列号的作用：防重放攻击（设备收到滞后的序列号报文不会进行任何处理）

nterface GigabitEthernet0/0/0
ospf authentication-mode null             //撤销认证

keychain认证
可以随着时间更改keyid与密码，加强认证的灵活性与安全性；
认证过程跟md5一致；

配置

keychain 1 mode periodic daily
key-id 1
key-string plain huawei
send-time daily 00:00 to 12:00
receive-time daily 00:00 to 12:00
key-id 2
key-string cipher %$%$E$yj@*|&,8ZB+g"siIE>c2hS%$%$
send-time daily 12:01 to 23:59
receive-time daily 12:01 to 23:59

interface GigabitEthernet0/0/0
ospf authentication-mode keychain 1