OSPF HCNA基础知识

基本概念

        开放式最短路径优先 是一种IETF定义的基于链路状态的内部网关路由协议，通过hello报文发现和维护邻居关系

        通过交换LSA 交互成LSDB，每个区域形成单独LSDB

        LSA(链路状态公告)：包含了路由器已知的接口IP地址、掩码、开销和网络类型等信息

        在LSDB的基础上使用SPF算法进行运算，建立起到达每个网络的最短路径树

        RIP是一种基于距离矢量的路由协议，存在收敛，易成环，可扩展性差，逐渐被OSPF所取代

        OSPF将路由变化的路由向外发送，收敛快，没有路由环路

OSPF基本原理

        OSPF要求每台运行OSPF的路由器都了解整个网络的链路状态信息，这样才能计算出到达目的地的最优路径。OSPF的收敛过程由链路状态公告LSA（Link State Advertisement）泛洪开始，LSA中包含了路由器已知的接口IP地址、掩码、开销和网络类型等信息。收到LSA的路由器都可以根据LSA提供的信息建立自己的链路状态数据库LSDB（Link State Database），并在LSDB的基础上使用SPF算法进行运算，建立起到达每个网络的最短路径树。最后，通过最短路径树得出到达目的网络的最优路由，并将其加入到IP路由表中。

报文

       使用组播报文224.0.0.5 发送或接收

       使用广播报文224.0.0.6  

        

hello报文

       最常用的一种报文，用于发现、维护邻居关系。并在广播和NBMA（None-Broadcast Multi-Access）类型的网络中选举指定路由器DR和备份指定路由器BDR

       广播和PtoP网络中 hello报文10秒钟一发 死亡时间为4倍的hello时间

       P to MP和NBMA hello报文30秒发一次  

               hello报文中，当DR/BDR为0，说明不选举

               active neighbor 邻居路由器的router-id 

DD报文

        两台路由器进行LSDB数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB。DD报文的内容包括LSDB中每一条LSA的头部（LSA的头部可以唯一标识一条LSA）。LSA头部只占一条LSA的整个数据量的一小部分，所以，这样就可以减少路由器之间的协议报文流量。

LSR报文

        两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求缺少的LSA，LSR只包含了所需要的LSA的摘要信息。

LSU报文

        用来向对端路由器发送所需要的LSA。

LSACK报文

        用来对接收到的LSU报文进行确认。

路由器类型

       骨干路由器BR

                源和目标都在area0 

       域内路由AR

                源和目的都在同一区域内

       外部路由ASBR

                源和目的不在同一协议

       域间路由ABR

                源和目的不在同一区域

Router-id 路由器的唯一标识符

       一般配置时尽量不要和loopback一样 

       选举规则

                第一次配置时就声明，手工配置，优先级最高

                未手工配置router-id，使用loopback

                没有loopback，则选择最大的活动接口的ip地址

       不具备抢占性，除非重启OSPF进程，才会加上 

router-id配置

        ospf 1 router-id 1.1.1.1//进程下声明

        router-id 1.1.1.1//全局下声明

               进程下要由于全局下 

        reset ospf prosses重置ospf进程

OSPF区域

       骨干区域必须存在，为area0 

OSPF基于IP协议 协议号89

有邻居关系和邻接关系

       当每个的hello报文头部一致，包含自己的router-id，成功交换hello报文之后，当两边信息一致时，则说明邻居关系建立成功 

       邻居不一定邻接，邻接一定邻居

       建立邻居关系是构建路由表的第一步

邻居状态机 

       DOWN状态：未启用OSPF进程，未接收HELLO报文

       ATTEMPT状态：在NBMA中出现，代表路由器正在选举DR/BDR，本地路由器正在发送hello报文，还未收到回应

       INIT状态：路由器收到hello报文，但是自己Router-id与发送过来的报文之中的邻居Router-id不匹配，未建立邻居关系

       2-WAY状态：建立了双向的邻居关系，但未建立邻接关系，开始选举DR/BDR，还是发送hello报文

       EXSTART状态： 形成邻接关系第一步，变成此状态后，发送DD报文，选举主从关系(谁先发，谁后发)Router-id大的先发，DD报文中的初始序列号，能够正确确认后续交换的信息

       EXCHANGE状态：发送LSR请求，DD报文持续发送，建立起LSA的目录，传输的所有信息都在LSA里面

       LOADING状态：路由器开始发送LSR

                               LSU用于发送对方所需要的LSA

                               LSACK用于确认对方发来的LSA

        Full：当两边LSDB一致，建立起FUll状态，说明OSPF网络联通

        

          查看链路状态数据库： 

                dis ospf lsdb 

OSPF报文

       SNACK：链路断开

DR/BDR选举：

       DR 制定路由器

       BDR 备份路由器 

       为了减少邻接关系，减少邻接关系条目，减少带宽消耗        

       不选举时，邻接关系的数量是 n*[n-1]/2 

       选举规则：

               1.接口为0，不选举

               2.接口优先级默认为1(0-255)，越大越优先

               3.接口优先级一样，Router-id越大越优先 

               4.DR/BDR不具备抢占性

        在DRouter中先选举BDR，在BDR中选举DR 

       

        建立时，只需要不同阶级之间连接即可 

OSPF开销

       cost默认为1，参考带宽/接口带宽=cost

                            参考带宽为100M

        ospf cost <>

        bandwidth-reference <>

        一般不建议修改带宽，一个修改则全需要修改