OSPF

OSPF的基本概念：
运行链路状态路由协议的路由器之间先互相发送hello报文，建立邻居关系，确定邻居关系之后，开始交互链路状态信息，描述自己直连接口情况的通告，泛洪整个网络。路由器将这些链路状态信息存储在LSDB中，使用相同SPF算法，计算结果是得到一颗以自己为根的，无环的最短路径“树”，把最优的路径路由加载到自己路由表。
OSPFv2对IPv4
OSPFv3对IPv6
理解OSPF Router-ID
32bit=位，长度数值。router-id全域唯一性，手工配置（本地换回接口做router-id）。
#手动环回口配置命令：
：interface loopback 0
：ip address 1.1.1.1 32
：quit
#创建router-id
：ospf 1 router-id 1.1.1.1
注：更改router-id，需重启ospf进程
#：reset ospf process

学会查看OSPF的三张表
1、邻居表
俩台直连路由器互相发送hello报文
：display ospf peer \可查看设备的ospf邻居表
2、链路状态数据库（LSDB）
网络中泛洪链路状态信息，就是LSA链路状态通告，全部加载到LSDB中，因此当路由器对网络的完整认知。
：display ospf lsdb \查看 设备的LSDB
3、OSPF路由表
：display ospf routing \查看ospf路由表
ospf根据lsdb中数据，运行spf算法得到一颗以自己为根，无环的最短路径。

理解OSPF路由Cost的概念及作用
Cost开销值越小，路径越优。
每一个激活ospf的接口都拥有一个接口级别的cost值
Cost=OSPF带宽/接口带宽，取整数，结果小于1，值取1。
一条OSPF路径的Cost值=目的地到本地路由器沿途的所有接口Cost值的总和。

熟悉OSPF的5中报文及其功能
OSPF协议基于IP运行，采用IP封装，协议号：89.
OSPF的协议报文使用组播地址作为目的IP地址，以下俩个组播IP地址被保留专用OSPF。
224.0.0.5 \指所有的OSPF路由器
224.0.0.6 \指所有的OSPF DR路由器
OSPF定义了5种报文：
1、Hello报文
用于发现直连链路上的邻居，以及维护关系。在邻居关系建立过程中，只有参数全部匹配才能建立邻居。
、网络掩码
网络掩码是接口的，属于hello报文的参数，必须配置相同的网络掩码，如果与本地接口不同，则忽略hello报文，无法建立邻居，
、Hello间隔
接口周期性发送Hello报文，单位s。
、可选项options
8bit，每个比特都用于路由器的ospf特性，某些options字段会被检查，可能影响建立。
、路由器优先级
也叫DR优先级，用于DR和BDR选举，缺省时ospf接口的DR优先级为1，
、路由器失效时间
2、DD报文
用于描述LSDB，携带的是LSDB中LSA头部信息，router-id大的成为Master路由器
确定了主Mster和从Slave后，开始交互DD报文，用DD序列号
缺省情况下，失效时间dead interval为hello interval时间4倍关系
接口最大传输单元：MTU
可选项options：路由器支持OSPF可选项
I位：即初始化位，协商主从路由时，I位是1，协商完成后，比特位被置0
M位：如果是1，标识后续还有更多的DD报文，如果是0，标识是最后一个DD报文
MS位：Master路由器在发送DD报文中，将该位是1，Slave路由器则是0
DD序列号：在DD报文交换过程中，DD序列号被逐次加1，确保有序和可靠。DD序列号有Master决定。
LSA头部:DD报文描述LSDB时，LSA的头部信息被包含，可能包含多条
3、LSR报文
向邻居发送LSR报文请求完整LSA。LSA三个元素标识:链路状态类型，链路状态ID，通告路由器。
4、LSU报文
收到LSR后，LSU报文进行回应，包含对方请求LSA的完整信息。
5、LSACK报文
路由器收到邻居发送来的LSU报文时，需要对报文中包含的LSA进行确认。
OSPF邻居状态：
Down失效：初始状态，ospf接口没有收到邻居发送的hello报文
Init初始：当路由器收到hello报文，并没有在hello报文的邻居字段中看到自己的router-id时，会置为init状态，表明尚未确认双向通信。
Attempt尝试：
只在NBMA类型的接口中出现，路由器周期性地尝试发送hello报文，一直没有从邻居收到有效的hello报文。
2-Way双向通信：
接收到邻居发送的hello报文中发现了自己的router-id，会将邻居置为2-Way双向通信状态。也是建立邻接的基础。
ExStart交换初始：
路由器发送空的DD报文协商Master/Slave，router-id最大的为Master–决定DD序列号，I比特位是1,
Exchange交换：路由器向邻居发送描述自己的DD报文包含LSA头部，不完整。DD报文追个发送，DD序列号递增。
Loading加载：路由器向邻居发送LSR请求完整LSA，对方使用LSU回应，只有LSU才有完整的LSA，收到LSU报文后，发送LSACK确认
Full全毗邻：当接口上带请求的LSA列表为空时，表明路由器已经完成与邻居LSDB同步。
2、邻接关系建立过程详解：

理解OSPF网络类型的概念及意义
1、点对点网络类型、P2P：缺省情况下，P2P类型的接口以10s为周期性发送hello报文。OSPF在P2P类型的网络中不会选举DR和BDR。
2、广播型多路访问类型、BMA：选举DR和BDR，就是为例避免维护大量的邻接关系。
3、NBMA，非广播型多路访问类型：不具备广播能力，使用单播的方式发送OSPF报文等，最为熟知的是帧中继，X.25。也会选举DR和BDR，周期性30s一次发送hello报文。
4、点对多点类型，P2MP：不选举DR和BDR，组播形式周期性30s发送报文。

理解OSPF DR/BDR的概念及意义
DR指定路由，BDR备用指定路由器。
DR和BDR选举是在2-way之后，缺省时DR优先级是1，取值范围0-255.优先级值为0时，不具备选举资格，而且DR是不具备可抢占性的。最高的DR优先级路由器成为DR，如果优先级相同，则router-id大的是DR，BDR和DR一样。

理解OSPF区域的概念，以及区域划分的意义，并熟悉多区域的部署的注意事项。
基于网络越来越大，维护的LSDB逐渐增大，域内路由无法进行汇总，资源消耗越来越大，故引入OSPF区域Area概念。区域Area：可以极大程度限制LSA泛洪，边界路由器也可以汇总路由条目，可扩展性。
Area-ID：32bit非负整数，area1=area0.0.0.1，area256=area0.0.1.0
Area0区域：骨干区域，（一个域中有且只能有一个area0）
区域ID不为0：非骨干区域（非骨干区域路由器必须与area0骨干路由区域相连），非骨干区域不能互相发布路由。
Virtual Link：虚链路，可以将原本没有与骨干area0区域之间直接以逻辑形式相连。

LSA及特殊区域

常见的OSPF LSA类型及描述
1、路由器LSA：ospf路由器产生的lsa，描述路由器所有ospf直连接口的状况和cost值，该LSA智能在街口所属区域内泛洪。
2、Network LSA：DR产生，描述DR接入的MA网络中形成邻接关系的路由器，其中包括DR自身，该LSA智能在街口所属区域内泛洪。
3、网络汇总LSA：ABR产生，描述到达某个区域的目标网段的路由，该类LSA主要用于区域间路由的传递。
4、ASBR汇总LSA：ABR产生，描述ASBR，相当于一条到达ASBR的主机路由。
5、AS外部LSA：ASBR产生，描述本AS之外的外部路由
6、非完全末梢区域LSA：ASBR产生，描述本AS之外的外部路由
LSA头部一共20byte：
链路状态老化时间：指示该条LSA的老化时间，即它存在了多长时间，单位为秒，16bit=2byte，老化时间增加到MaxAge时，该LSA将不再被用于路由计算。
可选项：8bit=1byte，对应ospf某种特性
链路状态类型：本条LSA类型
链路状态ID：LSA的标识
通告路由器：产生LSA的路由器的Router-id
链路状态序列号：LSA的序列号，该字段用于判断LSA的新旧或重复
链路状态效验和：效验和
长度：LSA的总字节长度
末梢区域Stub Area：非0常规区域只有单一的出口，该区域只有一个ABR，或者区域内的路由器不需要根据特定的外部路由来选择离开区域的出口时，该区域被配置为Stub区域。区域的ABR阻挡type-5LSA，因此type-4 LSA也就没有必要再在该区域内泛洪，可减少区域内泛洪LSA数量。
非完全末梢区域NSSA：是Stub的变种，继承Stub区域特点，还有另一个特点是可以引入少量外部路由LSA，以type-7类型描述，只能在NSSA区域内泛洪，然后NSSA区域的ABR会将type-7 LSA转换从type-5，引入到Area0，从而泛洪到整个OSPF区域
熟悉各种OSPF路由器角色
IR：内部路由器
ABR：区域边界路由器
BR：骨干路由器
ASBR：AS边界路由器

OSPF协议特性：

掌握OSPF路由汇总的方法及其部署场景；
OSPF支持2种路由汇总方法：部署在ABR上和部署在ASBR上
abr-summary 10.1.0.0 255.255.0.0，缺省情况下，汇总的cost值=明细路由cost值最大的
asbr-summary 10.1.0.0 255.255.0.0 ，1、缺省情况下，如果被汇总的明细路由的度量值类型为Metric-Type-1，汇总的cost值=明细路由cost值最大的，如果为Metric-Type-2，则cost值=最大值加1.
理解Virtual Link的概念及其部署要点；
OSPF Virtual Link是一种虚拟的、逻辑的链路，被部署在2台OSPF路由器之间，它穿越某个非骨干区域，用于实现另一个非骨干区域的Area0的连接。
理解Silent-Interface的概念及其部署场景；
掌握OSPF认证的类型及实现；
OSPF支持3种类型的认证方式，分别是空认证，简单口令认证，密文认证，这3种认证方式对应的认证类型字段值分别为：0/1和2.
理解FA的概念；
在OSPF的type-5和7的LSA中包含特别的字段-转发地址FA，FA的引入使得OSPF在某些特殊的场景下可以避免次优路径问题。
属性OSPF的路由防环设计；
1、区域内部路由的防环
之所以能做到无环，是因为路由器能够通过LSA描绘出区域的完整拓扑.
2、区域间路由的防环
（1）OSPF要求所有的非骨干区域必须与Area0直接相连，区域级路由需经由Area0中转
（2）ABR从非骨干区域收到的type-3LSA不能用于区域间路由的计算。
（3）ABR只能将自己到达所连接区域的区域内部路由注入骨干区域（区域间路由则不被允许），另外，可以将其到达所连接区域的区域内部路由及到达其他区域的区域间路由注入非骨干区域、
（4）ABR不会将到达某个区域内网段路由的type-3LSA再注入回该区域。
（5）type-3LSA设计了Down-Bit一个特殊的比特位，用于在MPLS VPN环境下进行路由防环。
OSPF基础配置命令
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0