OSPF：开放式最短路径优先协议（基础概念）
OSPF：开放式最短路径优先协议
无类别链路状态路由协议—组播更新协议：224.0.0.5/6
触发更新、周期更新（30min）；跨层封装到网络层–协议号89
基于LSA更新导致更新量很大-----需要为中大型网络服务—周期的维护—结构化部署
结构化部署–区域划分、地址规划
一、数据包—5种基本数据包
| HELLO | 邻居的发现、建立、保活 |
|---|---|
| DBD | 数据库描述包 – 数据库目录信息 |
| LSR | 链路状态请求 |
| LSU | 链路状态更新—携带各种LSA |
| LSack | 链路状态确认 |
二、OSPF的状态机
| Down | 本地一旦发出hello包，进入下一状态 |
|---|---|
| Init初始化 | 本地接收到的hello包中若存在本地的RID，进入下一状态 |
| 2way双向通信 | 邻居关系建立标志 |
| 条件匹配 | 点到点网络直接进入下一状态；MA网络将进行DR/BDR选举（40S），非DR/BDR间不能进入下一状态； |
| Exstart预启动 | 使用类hello 的DBD包进行主从关系选举，RID数值大为主，主优先进入下一状态 |
| Exchange准交换 | 使用真正的DBD进行数据库目录的共享，需要ACK； |
| Loading 加载 | 使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息； |
| Full转发 | 邻接关系建立的标志； |
三、OSPF的工作过程
启动配置完成后，本地收发hello包，建立邻居关系，生成邻居表；
再进行条件的匹配，匹配失败将停留于邻居关系，仅hello包周期保活即可；
匹配成功者间可以建立邻接（毗邻）关系，需要DBD共享数据库目录，LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息，当收集完网络中所有的LSA后，生成数据表–LSDB
LSDB建立完成后，本地基于SPF选路规则，计算本地到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表中；完成收敛，
收敛完成后–hello包周期保活 30min周期的DBD比对，若不一致将使用LSR/LSU/LSack重新获取
结构突变：
1、新增网段—直连新增网段的设备使用DBD告知邻居，邻居再使用LSR/LSU/LSack来获取
2、断开网段—直连断开网段的设备使用DBD告知邻居，邻居再使用LSR/LSU/LSack来获取
3、无法沟通—dead time 计时到后，邻居关系断开，删除所有从该邻接处学习到的所有LSA信息；
名词注解：
LSA链路状态通告–在不同条件下产生不同的拓扑或路由信息，被分为各种类别；
LSDB链路状态数据库–所有的LSA的集合
OSPF收敛LSA洪泛 LSDB同步
四、配置：
r1(config)#router ospf 1 启动时需要配置进程号，仅具有本地意义
r1(config-router)#router-id 1.1.1.1
全网唯一—手工—环回接口上最大数值的ip地址----物理接口最大数值----无进程
宣告：1、激活 2、拓扑 3、区域划分
r1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
r1(config-router)#network 12.1.1.1 0.0.0.0 area 0
在宣告时必须携带反掩码
区域划分规则：
1、星型结构------所有非骨干必须直连到骨干区域 区域0为骨干 大于0为非骨干
2、ABR–区域边界路由器
启动配置完成后，邻居间使用hello包建立邻居关系，生成邻居表：
Hello包：用于邻居的发现、关系的建立和保活
邻居间hello包中必须有4个参数完成一致，否则无法建立邻居关系：
1、hello 和dead time
2、区域ID
3、认证字段
4、末梢区域标记
r2#show ip ospf neighbor 查看邻居表
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
1.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:32 12.1.1.1 Serial1/0
3.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:36 23.1.1.2 Serial1/1
状态机
邻居关系建立后，进行条件匹配，匹配失败为邻居关系，hello包周期保活即可；
匹配成功将使用DBD/LSR/LSU/LSack获取未知的LSA信息，
生成LSDB数据库表：
r2#show ip ospf database 查看数据库的目录
r2#show ip ospf database router 1.1.1.1 具体查看某条LSA
类别 番号
DBD包：exstart和exchange均出现； exstart状态时，没有携带目录信息，
仅用于主从关系选举；
1、DBD包中携带MTU，强制要求邻接间MTU值必须一致，否则将卡在该状态
2、在exstart状态的DBD时，使用隐型确认；—基于序列号
从使用主的DBD序号来确认主的信息
3、标记位 I 为1标识本地发出的第一个DBD 包
M为0标识本地的发出最后一个DBD包
MS为1标识主，为0标识从
当LSDB同步完成后，本地基于数据库最短选路规则，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表中：
O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
使用O标识OSPF本区域内通过拓扑计算所得路由
使用O IA标识其他区域路由器通过ABR导入所得
使用O E1/2标识其他协议或其他进程产生后，通过ASBR重发布进入
使用O N1/2标识其他协议或其他进程产生后，通过ASBR重发布进入，同时本地处于NSSA特殊区域；
管理距离为110；度量为cost值；
Cost值=开销值=参考带宽/接口带宽 默认参考带宽为100M；
OSPF优选cost值之和最小的路径；
注：到接口实际带宽大于参考带宽时，度量为1；可能导致选路不佳
可以修改默认的参考带宽，切记整个网络所有设备参考带宽需一致
r1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth ?
<1-4294967> The reference bandwidth in terms of Mbits per second
r1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 1000
五、OSPF的邻居建立成为邻接关系的条件
基于网络类型：点到点 MA多路访问
在点到点网络中，邻居关系必须成为邻接关系，否则无法正常收敛
在MA网络若全网均为邻接关系，那么将可能出现大量重复性的LSA洪泛；
为避免该现象，将进行DR/BDR的选举；所有的非DR/BDR间不得建立成为邻接关系；
选举规则：
1、先比较接口优先级----- 默认1；大优；0标识不参选，点到点接口默认为0；
2、优先级相同，比较设备的RID，数值大优；
干涉选举的方法：
1、修改DR最大优先级，BDR次大
r1(config)#interface fastEthernet 0/0
r1(config-if)#ip ospf priority 3
注：DR选举非抢占，故修改优先级后必须重启设备的OSPF进程
r1#clear ip ospf process
Reset ALL OSPF processes? [no]: yes
2、修改DR最大优先级，BDR次大；剩余所有设备优先级修改为0；
不需要重启设备的进程；切记不得将所有设备优先级修改为0，至少必须存在DR；
六、OSPF的接口网络类型–OSPF协议在不同网络类型下的接口上，不同的工作方式；
OSPF接口工作方式
r1#show ip ospf interface lo0 //查看OSPF协议在某个接口上的工作方式
| 网络类型 | OSPF接口工作方式 |
|---|---|
| 环回 | LOOPBACK 无hello包 以32位主机掩码发送路由 |
| 点到点（HDLC/PPP） | POINT_TO_POINT hello time 10s 不选DR |
| BMA （以太网） | BROADCAST hello time 10s 选DR |
| NBMA （MGRE） | POINT_TO_POINT hello time 10s 不选DR |
注：点到点的工作方式，仅适用于一个网段两个节点的网络；
故在MGRE环境下若适用tunnel口默认的工作方式，那么一个网段内若存在两个以上节点将出现邻居关系翻滚；
解决：
1、所有节点修改 BROADCAST
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network broadcast
注：若MGRE环境下，不同接口处于不同的网络类型；若hello time一致将建立邻居关系，当工作机制的不同导致LSA更新出现问题；必须所有节点处于相同的工作方式
注2：MGRE环境下，若构建的OSPF工作环境不是一个全连结构（网段内所有设备间均建立邻居关系），那么一旦使用broadcast工作方式，就必须将DR固定在中心站点位置，否则将出现DR位置混乱，导致网络无法正常收敛；
2、所有节点修改为点到多点模式；
点到多点为cisco为OSPF协议额外设置的工作方式
r1(config)#interface tunnel 0
r1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint
点到多点的工作：hello time30；无DR选举；生成访问各个节点的精确路由；