CCNP基础知识-路由（一）
路由基础
前言
字数15000+，预估阅读时间较长。
OSI七层模型回顾
| 层 | 主要功能 |
|---|---|
| 7.应用层 | 人机交互，面向应用程序 |
| 6.表示层 | 将逻辑语言转换为机器语言，对即时通信的软件进行加密 |
| 5.会话层 | 防止数据冲突，建立端对端的会话虚拟连接 |
| 4.传输层 | 通过不同的端口号来区别不同的流量 |
| 3.网络层 | 寻址，路由 |
| 2.数据链路层 | 通过不同的传输介质进行不同的封装 |
| 1.物理层 | 定义电气，光学等物理传输介质 |
静态路由
静态路由有两种写法：
1.ip route+目标网段+下一跳
2.ip route+目标网段+出接口
第一种适合MA网络，第二种适合点对点网络
也可以两种都写上，互为备份：
ip route+目标网段+下一跳+出接口
浮动静态路由实验实例
实验要求：
- 优先使用串行链路，串行链路故障时使用以太网链路
- 优先使用以太网链路，以太网链路故障时使用串行链路
1.优先使用以太网链路
配置
| 设备名称 | 以太网接口地址 | 串行接口地址 | 环回接口地址 |
|---|---|---|---|
| R1 | 172.16.70.1/24 | 172.16.80.1/24 | 2.2.2.2/24 |
| R2 | 172.16.70.2/24 | 172.16.80.2/24 | 1.1.1.1/24 |
静态路由配置
R1:
r1(config)#ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 172.16.70.2 5
r1(config)#ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 172.16.80.2 10
R2:
r2(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 172.16.70.1 5
r2(config)#ip route 2.2.2.0 255.255.255.0 172.16.80.1 10
输入show ip route 来查看路由表：
R1：
R2：
可以看到此时去往对端环回的路由都是选择以太网链路
在r1上输入：ping 1.1.1.1 repeat 1000
然后在r2上shutdown 以太网接口，查看是否可以自动切换为串行链路
可以看到此时shutdown后已经不能通信了，再将r2的接口打开，再次ping
此时通信恢复。
出现这种不能自动切换的解决方法：设置sla流量接收器和track跟踪器
在r1上配置：
//定义sla
r1(config)#ip sla 1
r1(config-ip-sla)#icmp-echo 172.16.70.2 source-ip 172.16.70.1
r1(config-ip-sla)#exit
r1(config)#ip sla schedule 1 life forever start-time now
//定义track追踪
r1(config)#track 100 ip sla 1 reachability
r1(config-track)#exit
//重新写去往1.1.1.0/24的路由，在末尾调用track 100
r1(config)#ip route 1.1.1.0 255.255.255.0 172.16.70.2 5 track 100
再次测试：使用r1 ping r2
可以看到，中间丢了几个包，然后恢复通信。
2.优先使用串行链路
优先使用串行链路可以自动转换，在此不多赘述。
永久静态路由写法：ip route + 目标网段 + 下一跳/出接口 + permanent
动态协议分类
以内外部网关协议区分:
IGP（内部网关协议）：RIP，OSPF，EIGRP，ISIS
BGP（外部网关协议）：BGP
按照是否携带掩码：
有类别（不携带掩码）
无类别（携带掩码）
有无类别可以理解为：是否需要进行区分A,B,C类网
按照算法分类：
距离矢量型 - DV算法：RIP，EIGRP
链路状态型 - LS型：OSPF
RIP协议
RIP协议 - routing information protocol - 路由信息协议
RIP有两个版本：RIPv1，RIPv2
RIPv1不携带掩码，RIPv2携带掩码
算法：DV算法
数据包：request包（请求包）、response包（响应包）
RIP通过周期更新来保证路由的正确性
更新地址：v1：255.255.255.255（广播）、v2：224.0.0.9（组播）
RIPv2中将更新方式换为组播更新是为了减少对不相关设备的开销
组播：224-239之间的地址被称为组播地址，组播地址无网络掩码，一个组播MAC地址可以对应32个组播地址。
RIP协议的特性：
- 水平分割，接收数据的接口不会将该数据从此接口再转发出去
- RIP计算器：update(更新路由表，默认为30秒)，invaild(无效计时器，默认180秒，如果超过180秒还没有响应，将这个路由置为possibly down，如果240秒还没收到，就删除该路由)，hold down(抑制计时器，默认180秒)，flush(刷新计时器，默认240秒)
- 毒性，逆转水平分割，毒性：发送不可达路由，将metric设置为16，接收到该数据包的路由器会将该路由删除，并将此数据包再发回给发送方，做一个变相的确认。
- 异步更新：运行散列算法，在0-0.15之间随机选数字乘30，得到的结果就是下次的更新时间。
RIP的计时器更改：
r1(config)#router rip
r1(config-router)#timer basic 10 60 60 80
自动汇总：RIP协议默认自动汇总
RIPv2只支持VLSM,不支持CIDR
RIP协议实例（1）-- 数据的接收版本
设置路由器接收数据的RIP版本
R1配置为version 1，R2不配置版本，R3配置为version 2
配置
| 设备名称 | 以太网接口地址 | 环回接口地址 |
|---|---|---|
| R1 | 1.1.1.1/24 | 10.1.1.1/24 |
| R2 | 1.1.1.2/24和2.1.1.1/24 | 11.1.1.1/24 |
| R3 | 2.1.1.2/24 | 12.1.1.1/24 |
RIP协议配置
r1：
设置r1接口的接收版本：
r2：
r3：
设置r3接口的接收版本：
查看路由表：
r1：
r2：
r3：
可以看出，通过配置接收数据的RIP版本，R1和R3也可以相互学习到路由表了。
RIP协议实例（2） – 单播邻居
要求：R1可以学习到所有路由表，R2和R3之间不能学习路由表
运用知识：单播邻居
配置：
| 设备名称 | 以太网接口地址 | 环回接口地址 |
|---|---|---|
| R1 | 1.1.1.1/24 | 10.1.1.1/24 |
| R2 | 1.1.1.2/24 | 20.1.1.1/24 |
| R3 | 1.1.1.3/24 | 30.1.1.1/24 |
RIP协议配置：
r1：
r2：
r3：
查看路由表：
r1：
r2：
r3：
可以看出，现在R2和R3的路由表中已经没有彼此的路由信息。
测试实验结果
r1：用r1去ping r2的loop 2和r3 的loop 3
r2：用r2去ping r1的loop 1和r3的loop 3
r3：用r3去ping r1的loop 1和r2 的loop 2
实现R2和R3不能通信，实验完成。
RIP协议实例（3）-- 明文、密文认证
要求：R1和R2之间为明文认证，R2和R3之间为密文认证
地址配置
| 设备 | 接口地址 |
|---|---|
| R1 | f0/0：192.168.1.1/24 |
| R2 | f0/0：192.168.1.2/24，f1/0：192.168.2.1/24 |
| R3 | f1/0：192.168.2.2/24 |
R1明文认证配置与接口调用：
R2明文、密文认证配置与接口调用：
R3密文认证配置与接口调用：
使用R2测试连通性：
定义key-chain密匙是最简单的认证方式，密文认证使用了md5算法(信息摘要算法)，md5算法在严格意义上讲并不算是加密算法，它仅能用来加密简单的文字，也可以用来检验文件的完整性。
RIP协议加快收敛速度的方法：
r1(config)#router rip
r1(config-router)#timer basic 10 60 60 80 //将收敛速度变为原来的三倍
//也可以不遵循三倍关系，但可能会导致路由丢失
RIP的缺省路由
1、在边界的路由器上下发缺省路由：
r1(config)#router rip
r1(config-router)#default-information originate
2、由汇总产生缺省路由，汇总所在的路由器上的明细路由将被抑制：
r1(config)#interface f1/0
r1(config-if)#ip summary-address rip 0.0.0.0 0.0.0.0
3、重发布产生
r1(config)#router rip
r1(config-router)#redestrbute static
4、缺省网络
//定义缺省网络
r1(config)#ip default-network 192.168.1.0
RIP协议的路由控制
1、修改AD值
r1(config)#router rip
r1(config-router)#distance 100 //将AD值从120修改为100，优先级提升
2、修改metric值(metric值在RIP中仅代表跳数)
//首先定义acl列表，抓取感兴趣流量
r1(config)#access-list 1 permit 192.168.1.0
//偏移量调用acl列表
r1(config)#router rip
r1(config-router)#offset-list 1 in 7 fastEthernet0/0
offset-list为偏移量前缀
1是前面定义的access-list 的编号1
in该接口为入接口时产生效果
7将原来的偏移量改为7
fastEthernet0/0在f0/0接口调用这个偏移量
广域网技术
局域网 – 以太网(Ethernet 2,IEEE802.3 – MAC LLC)
广域网 – PPP，HDLC，FR，ATM
PPP – 点对点协议 – Point to Point Protocol
1、PPP 最初设计是为两个对等节点之间的 IP 流量传输提供一种封装协议，为在点对2、点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。
3、PPP具有动态分配IP地址的能力，允许在连接时刻协商IP地址；
4、PPP支持多种网络协议，比如TCP/IP、NetBEUI、NWLINK等；
5、PPP具有错误检测能力，但不具备纠错能力，所以ppp是不可靠传输协议；
6、无重传的机制，网络开销小，速度快。
7、PPP具有身份验证功能。
8、PPP可以用于多种类型的物理介质上，包括串口线、电话线、移动电话和光纤（例如SDH），PPP也用于Internet接入。
PPP是点对点的串行通信方式，它提供了三类功能：成帧；链路控制协议LCP；网络控制协议NCP。
PPP的PAP密码认证和Chap密码认证
PAP – password authentication protocol
PAP被称为密码认证协议，是一种简单的一次性认证，要求有一个主认证方和一个被认证方，收到攻击时不能自行检测。
配置
r1(config)#username r2 password cisco //建立一个用户，作为r2的认证信息
r1(config)#interface s1/0
r1(config-if)#encapsulation ppp //开启PPP协议
r1(config-if)#ppp authentication pap //r1作为主认证方，认证方式为pap
*
r2(config)#interface s1/0
r2(config-if)#encapsulation ppp
//r2作为被认证方，需要输入认证信息
r2(config-if)#ppp pap sent-username r2 password cisco
Chap – challenge handshake authentication protocol
chap被称为握手挑战认证协议，能够在收到攻击时自动PPP会话，chap的加密基于md5，在chap的双向认证时，双方的密码必须保持一致，否则就会认证失败。
配置
r1(config)#username r1 password cisco
r1(config)#int s1/0
r1(config-if)#encapsulation ppp
r1(config-if)#ppp authentication chap //开启ppp的chap认证模式
*
r2(config)#int s1/0
r2(config-if)#encapsulation ppp
r2(config-if)ppp chap hostname r1 password cisco
//在chap中，认证信息不再是username，而是hostname，即设备名称
EIGRP 协议
EIGRP协议被称为：增强型内部网关路由协议，适用于IGP网络，携带网络掩码（无类别），基于DUAL（扩散更新算法），封装：基于IP封装，协议号：88，支持跨层封装。
支持跨层封装：TCP/IP，不支持跨层封装：OSI
一、EIGRP的特点
1、Eigrp是高级的距离矢量路由协议，收敛快
2、支持多种网络层协议（ipv4，ipv6，ipx）
3、可以进行组播更新和单播更新，组播更新地址：224.0.0.10
4、支持在任意一点进行手工汇总（VLSM,CIDR）
5、支持等开销负载均衡和非等开销负载均衡
6、不论是低速链路还是高速链路，eigrp的配置都同样简单，因为eigrp有接口保护机制
7、eigrp有灵活的网络设计
eigrp的接口保护机制：eigrp的数据包对接口带宽的占用默认不超过50%
二、EIGRP的四个机制
1、邻居发现与恢复：发现，维持，恢复
2、RTP – 可靠传输协议（体现在确认和重传机制）
3、DUAL算法
4、PDM – 协议相关模块
DUAL算法
dual算法中的几个关键词：
后继路由器 ：是一个转发数据包的相邻路由器，该路由器是通往目标网络的开销最低的路由。
可行后继路由器 – FS：这个路由器也被称为备份路由器，一旦原有的路由出了故障，这条路由就直接投入使用，无需再次计算dual
可行距离 – FD：通往目标网络的最低度量值。
报告距离 – RD（也称为通告距离 – AD）：告诉邻居自己去往某一网段的度量开销
可行条件 – FC：这个条件是路由器成为FS的前提条件，当路由器的RD（AD）比本地路由器去往同一网段短时，这个路由器就满足FC条件，就成为FS。
DUAL的工作过程：
举个例子：
1、当R3的F0/0接口出现故障时，R2会向R1发送一个query查询数据包，
2、R1收到query后，会向R0发送一个query查询数据包，
3、R0收到query后，没有路由器可以发送query包，就会删除去往R3的路由，然后向R1发送一个request回复数据包，
4、R1收到request包，删除去往R3的路由，向R2发送request回复数据包
5、R2收到request包，删除去往R3的路由，扩散更新完成。
EIGRP的metric值计算
在eigrp中，metric值与五个参数有关：
k1 – 带宽；k2 – 延时；k3 – 可靠性；k4 – 负载；k5 – MTU
一般情况下，使用带宽和延时来代入公式决定metric值：
Metric=( 1 0 7 b a n d w i d t h \frac{10^7}{ bandwidth } bandwidth107+ d e l a y 10 \frac{delay}{10} 10delay) × \times × 256
EIGRP的配置
eigrp的配置非常简单，只有三行：
r1(config)#router eigrp 1
r1(config-router)#no auto-summary
r1(config-router)#network 192.168.1.0
eigrp也支持反掩码宣告：
r1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255
查看eigrp的邻居表：
r1(config)#do show ip eigrp neighbors
查看eigrp拓扑表：
r1(config)#do show ip eigrp topology
EIGRP的数据包：
1、hello包：周期性发送（5s），建立邻居，保活。
可以通过show ip eigrp interface detail 来查看hello包的发送周期
2、update包：更新路由信息
3、query包：查询包
4、reply包：回应包
5、ack包：确认包
单播邻居：eigrp配置单播邻居后，所有的数据全部单播，且抑制组播发送，两端须同时为单播或同时为组播
被动接口：eigrp的被动接口什么都不发
路由控制：
1、 AD值调整 ： distance + 数值
2、metric值调整：调整bandwidth，或通过offset-list偏移列表调整metric
路由汇总：
支持手工汇总：VLSM，CIDR
ip summary-address+eigrp+网段
当有不想被汇总路由覆盖的条目时，可以使用leak-map来进行泄露。
eigrp缺省的几种方式：
1、汇总：ip summary-address eigrp 0.0.0.0 0.0.0.0
2、重发布： ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 s1/0，router eigrp，redistribute static
3、network：network 0.0.0.0
4、缺省网络： ip default-network 192.168.1.0
OSPF协议
open shorted path first – 开放式最短路径优先协议，是目前互联网中使用最广泛的协议之一，适用于IGP网络，用于在单一自治系统的内决策路由。携带网络掩码，基于SPF算法，基于IP封装，协议号89。
一、OSPF特点
1、ospf是典型的链路状态型协议，是一种地图式的协议，现在使用ospf v2（RFC 2328）
2、ospf使用SPF算法
3、ospf更新信息：LSA – 链路状态通告，既包含了路由信息又包含了拓扑信息
- LSA种类：在OSPFv2中使用1，2，3，4，5，7类
- 路由信息：包含的接口的路由信息
- 拓扑信息：路由器之间的连接关系
4、ospf更新地址：使用组播更新或单播更新，组播更新地址：224.0.0.5
5、ospf更新方式：触发更新和30分钟的链路状态更新，周期为5分钟
6、ospf支持认证：链路认证，区域认证，虚链路认证
7、ospf支持路由汇总：仅仅在某些特殊的路由器支持汇总
8、ospf支持区域的划分，划分的目的是降低ospf对资源的占用
9、ospf非常消耗路由器资源，一个cisco设备最大支持31个ospf路由进程
10、ospf私用cost（相当于带宽）计算metric
二、OSPF区域设计
1、区域标识：使用十进制类似于IP地址的形式表示
OSPF的区域划分是基于接口或链路的，也可以基于路由器划分
2、区域的类型：
- I、骨干区域：标识为0
- II、非骨干区域：标识非0
3、区域设计原则：
- I、一个OSPF的网络必须存在且仅有一个区域0，如果一个网络中只有一个区域，那么这个区域可以不是区域0
- II、如果要存在非骨干区域，非骨干区域必须与骨干区域相连
- III、骨干路由器：如果一个路由器的所有接口都在区域0中，那么这个路由器叫做骨干路由器
- IV、非骨干路由器：如果一个路由器的所有接口都在非骨干区域中，那么这个路由器叫做非骨干路由器
- V、ABR：如果一个路由器，既有接口属于骨干区域，又有接口属于非骨干区域，则这个路由器称为ABR（能产生3类LSA的路由器称为ABR）
- VI、ASBR：自治系统边界路由器：如果有一个路由器属于OSPF网络与非OSPF网络的边界，同时将非OSPF网络中的路由引入到OSPF网络中，那么这个路由器称为ASBR（能够产生7类LSA的路由器称为ASBR）
三、OSPF配置
r1(config)#router ospf 1
r1(config-router)#router id +a.b.c.d
r1(config-router)#a.b.0.0 0.0.255.255 area 0
//宣告网段，并为网段划分区域
也可以在接口中激活区域：
r1(config)#interface f1/0
r1(config-if)#ip ospf 1 area 0
OSPF的三张表
邻居表：
r1(config)#do show ip ospf neighbors
链路状态数据库表：
r1(config)#do show ip ospf database
路由表
r1(config)#do show ip route ospf
OSPF中的角色及选举过程
OSPF的角色
DR：指定路由器，负责整个区域的LSA的发送，优先级为1-255，数值与优先级成正比，当优先级为0时表示不参与选举，自动弃权。在MA网络中，所有的路由器都与DR建立邻接关系。
BDR：备份指定路由器，优先级仅次于DR，当DR出现故障不能正常工作时，BDR直接成为DR。
DROther：既不是DR也不是BDR的路由器。
OSPF中建立邻居关系的条件
1、router ID必须不同
2、area ID必须相同
3、认证类型和数据必须保持一致
4、hello时间和死亡时间必须一致
5、特殊区域标识必须保持一致
6、双方都为单播或都为组播
7、MA网络中，网络掩码必须一致
OSPF的数据包及状态机制
1、init状态（初始化状态）：当对方满足上面的7条时，会向对方发送hello包，当收到包含自己router ID 的hello包时，直接进入下一状态：two-way
2、two-way状态（邻居状态）：如果在P2P网络，可以继续进入新的状态，如果在MA网络，则继续发送hello包进行选举DR，BDR；当收到包含自己router id的hello包，会立即发送DBD（database description）数据包，然后进入下一状态
- 在DBD中包含两种：
- 1、主从DBD（router id大的为主，小的为从）
- 2、携带LSA 目录的DBD
3、exstart状态（预启动状态）：双方发送MTU信息，检验MTU值是否相同，相同则进入下一状态，不同则卡在exstart状态，可以在MTU值较小的一端配置ip ospf mtu-ignore
4、exchange状态（预交换状态）：主从选举完成后，进入该状态，然后开始发送LSA目录，主从双方开始发送LSR请求自己没有的条目，然后将对方请求的条目信息LSU发送给对方，进入loading状态（加载：学习LSA信息），加载完成后进入下一状态
- 接受方：从LSA中找出自身没有的信息，发送对应的LSR请求，收到发送方发送的LSU信息后，在LSA中删除该条目，意为自己已学习该信息
- 发送方：收到LSR请求，发送对应LSU，如果收到对方的ACK，则继续发送下一个LSU，如果没收到，则准备重传。
5、full状态（邻接）：OSPF已经同步了所有的信息，到达最终状态。
OSPF的几种数据包的确认方式
OSPF数据包基于IP封装，所以不可靠，除了hello包外，其他的都需要ack确认。
1、DBD：通过序列号进行显式及隐式确认
2、LSR：通过LSU中携带的标记（a、LSA类型；b、link-id；c、ADV router：产生这条路由的路由器标识）进行确认
3、LSU：由LSACK进行确认
OSPF中的6种LSA
LSA – link states 链路状态信息
分别是1类，2类，3类，4类，5类，7类
LSA的比较因素
1、序列号：每次更新信息的标识
- 线性序列空间：从一个值到达另一个值，易比较先后顺序，但空间很有限
- 循环序列空间：从一个值到达另一个值后，重置为第一个值，先后顺序通过公式计算，空间无限
- 棒棒糖序列空间：结合了线性序列空间和循环序列空间，从线性空间开始排序，线性空间满了之后开始从循环空间开始排序，那么线性空间中的序列号必然是先于循环空间的。
2、校验和：当两个LSA的序列号相同时，可以比较校验和来区分先后顺序
3、LSA age：当序列号和校验和都相同时，比较LSA age（LSA存活时间），默认30分钟的周期更新为了刷新LSA中的各种参数，老化时间：3600秒，也称为强制刷新时间。
标记一条LSA的唯一性： - LSA类型
- link-id
- ADV router
一般情况下，不会用到校验和与LSA age，序列号就可以区分绝大多数的LSA
1类 – 路由器LSA – router LSA
路由器LSA：用来描述本路由器在某区域中的路由信息，一个路由器针对一个区域产生一个LSA，终止于ABR。
Link-id：产生该LSA的路由器的router-id
ADV-router：产生LSA 的router-id
特点： 在MA网络中，1类LSA 仅包含LSA的接口（transmit conn）以及metric值，掩码和拓扑信息在2类LSA出现。
2类 – network LSA
network LSA ：描述MA网络中所存在的所有路由器，该MA网络的网络掩码是多少。
传播范围：在本区域内传播，终止于ABR。(无论是否存在MA接口，因为要在区域内构件逻辑拓扑)
Link-id：MA网络中DR的接口地址
ADV router：DR接口所属的路由器的router-id
特点：描述了MA的掩码信息
1类和2类LSA只能在某一个区域内传输，传递的是路由信息
3类 – summary LSA – 汇总LSA
summary LSA：用于在不同区域之间传递路由信息
传播范围：在区域间传播(默认仅在某一区域中传输，进入其他区域时必须由新的ABR产生)
Link-id：传递路由网络号
ADV router：默认为本区域ABR的router-id在穿越不同区域时发生改变。
4类 – ASBR summary LSA – ASBR 汇总 LSA
ASBR summary LSA：用于宣告ASBR位置
传播范围：在整个ospf域间传递（进行重发布的路由器所在区域除外）
Link-id：ASBR的router-id
ADV：ASBR所属区域内的ABR的router-id（在跨越不同区域时发生改变，此改变与3类LSA中ADV的变化相同）
5类 – external LSA – 外部LSA
external LSA：将外部路由引入ospf域中
传播范围：整个OSPF域
Link-id：传递外部路由网络号
ADV：ASBR 的router-id
OSPF高级特点
1、修改hello时间
修改hello时间、dead时间影响邻居关系建立
修改hello时间，dead时间自动变化
修改dead时间hello时间不变
在MA网络中选举DR的超时时间永久和dead时间一致
r1(config-if)#ip ospf hello-interval ?
2、修改LSA传输延时
r1(config)#int s1/1
r1(config-if)#ip ospf transmit-delay ?
3、修改更新重传间隔
r1(config)#interface s1/1
r1(config-if)#ip ospf retransmit-interval ?
4、路由认证
- 链路认证
//链路认证 - 明文
r1(config)#interface s1/1
r1(config-if)#ip address 23.1.1.1 255.255.255.0
r1(config-if)#ip authentication-key cisco
//链路认证 - MD5
r1(config)#interface s1/1
r1(config-if)#ip address 23.1.1.1 255.255.255.0
r1(config-if)#ip ospf authentication message-digest
r1(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco
- 区域认证
//开启区域认证
r1(config)#router ospf 100
r1(config-router)#area 1 authentication message-digest
限制LSA数量
限制LSA的方式：
1、区域划分
2、配置特殊区域
3、LSA汇总
4、LSA过滤
特殊区域：
stub：末节区域，在ospf某个区域中，拒绝4,5类LSA，可能造成与外网无法通信，在stub区域所在ABR上自动产生一条3类缺省LSA，保证通信。
1、特殊区域中所有路由器都必须配置，以保证LSA的同步
2、特殊区域不能是骨干区域
3、在stub区域中不能重发布，不能存在ASBR路由器
4、特殊区域不能出现虚链路（virtual-link）
部署：
r1(config)#router ospf 100
r1(config-router)#area 1 stub
查看：
r1#show ip ospf database
查看详细3类LSA缺省：
r1#show ip ospf database summary 0.0.0.0
**totally stub:**完全末节区域，在stub区域边界上，过滤3类LSA，仅保留3类缺省LSA，过滤4,5类LSA
部署：（在stub区域的ABR上配置）
r1(config)#router ospf 100
r1(config-router)#area 1 stub no-summary
查看：
r1#show ip ospf database
NSSA: 非完全末节区域（not so stub area），在stub区域基础上，允许重发布、允许存在ASBR路由，依然不能出现4,5类，产生7类NSSA LSA用于在NSSA区域宣告外部路由信息。
7类LSA：NSSA LSA
NSSA LSA：在NSSA区域内，用于通告外部路由信息
传播范围：仅在本NSSA区域内传播
ADV：NSSA区域中重发布路由器（ASBR）的router-id
Link-id：外部路由网络号
特点：产生的7类LSA携带FA地址（forwarding adress），会传出本area，由ABR将7类转换为5类LSA，5类LSA中携带FA地址，会产生4类LSA，但是4类LSA没有作用；在NSSA区域中所有路由器通过1类LSA清楚ASBR的位置。在非NSSA区域中仅认为NSSA区域内的ABR为ASBR，不清楚真实ASBR的位置。
FA规则：若LSA中存在FA地址，则路由递归通信包括metric值的计算都是计算到达FA地址的，
当LSA中包含了FA地址，则4类LSA无效。
1、5类LSA不一定存在FA地址，7类LSA一定存在
2、若重发布产生5类LSA时，原路由对应的出接口OSPF网络类型为MA类型，则FA地址为原路由的下
一跳地址；若是7类转5类的5类LSA，默认一定携带FA地址
3、7类LSA中的FA地址，若原路由出接口没有运行OSPF，则FA地址为重发布路由器上的环回接口地
址，通告进入OSPF环回接口最大的地址或最后通告进入OSPF的环回接口地址，若没有环回则使用物
理接口，使用相同规则，若原路由出接口运行了OSPF，接口网络类型为P-P，FA为出接口地址，网
络类型为MA，则FA地址为下一跳地址
查看详细7类LSA：
r1#show ip ospf database nssa-external 6.6.6.0
在NSSA中默认不会自动下发缺省路由，在NSSA区域的ABR上手工下发
r1(config)#router ospf 100
r1(config-router)#area 2 nssa deault-information-originate
查看缺省
r1#show ip ospf database nssa-external 0.0.0.0
若在NSSA区域边界ABR上进行重发布，默认会重发布进入area 0和NSSA区域，需要过滤NSSA中重发布的路由：
r2(config)#router ospf 100
r2(config-router)#area 2 nssa default-information-originate no-redist
r2(config-router)#$ default-information-originate no-redistribution
查看
r2#show ip ospf database external 6.6.6.0
totally NSSA：完全的非完全末节区域，在NSSA区域基础上，过滤3类LSA，自动产生3类LSA缺省
配置：（NSSA区域的ABR上）
r3(config)#router ospf 100
r3(config-router)#area 2 nssa no-summary
查看：
r3#show ip ospf database
接口的metric值最大为65536
OSPF网络汇总
OSPF网络汇总支持VLSM和CIDR
汇总配置位置：ABR、ASBR
3类LSA汇总：在明细所属的ABR上配置：
r1(config-rotuer)#area 1 range 192.168.0.0 255.255.252.0 ?
查看
r3#show ip ospf database summary 192.168.0.0
5类LSA汇总：在ASBR上配置
r2(config-router)#summary-address 20.1.0.0 255.255.252.0 ?
7类LSA汇总：在ASBR上配置
//NSSA ASBR
r2(config-router)#summary-address 11.1.0.0 255.255.252.0 ?
//NSSA ABR
r2(config-router)#summary-address 11.1.0.0 255.255.252.0 ?
OSPF网络类型
1、环回 – loopback
网络类型：环回（OSPF协议特有）
物理接口：环回接口
不自动建立邻居关系，也不选举DR
特点：传递的路由为主机32位路由，cost值为1，且cost值不依赖bandwidth改变而改变，且不可以将其他接口网络类型改为loopback
loopback只能修改为点对点类型
r1(config)#ip ospf network point-to-point
2、点对点 – point-to-point
物理接口：串口（PPP，HDLC）、tunnel接口、virtual-link、sham-link、帧中继点对点子接口
hello时间10s，dead时间40s，自动建立邻居，不选举DR
3、广播型多路访问网络 – BMA(broadcast multi access)
支持广播，一对多通信
hello时间10s，dead时间40s，自动建立邻居，选举DR
特点：MA网络中产生2类LSA，并且1类LSA不完整
4、非广播型多路访问网络 – NBMA(non broadcast multi access)
物理接口：FR物理接口、FR-MP（多点子接口）
hello时间30s，dead时间120s，不自动建立邻居，可以手工指定单播邻居，选举DR
5、点对多点 – point-to-multipoint
物理接口：无
hello时间30s，dead时间120s，不能自动建立邻居，需要手工指定单播邻居，不选举DR
特点：学习对方的主机路由
6、点对多点非广播 – point-to-multipoint non broadcast
物理接口：无
hello时间30s，dead时间120s，不能自动建立邻居，需要手工指定单播邻居，不选举DR
特点：学习对方主机路由
hub-spoke网络
在hub-spoke网络中，若网络类型为NBMA，有三个步骤：
1、手工指定邻居
2、控制DR的位置，且不得出现BDR
3、spoke之间需要指定指向hub端的映射
OSPF中的计时器
修改hello时间会影响dead时间，修改dead时间不会影响hello时间。
transmit delay ：传输延时，默认为1秒
传输延时的作用：在传递LSA时，封装好以后从接口传输出去这个过程会有时间的消耗，所以设置了transmit delay作为1秒的补偿时间，所以在发送时其实是81秒。
retransmit ： 重传间隔，默认为5秒
OSPF的路由控制
一、修改AD值和metric值
AD值修改方式：
distance+<1-255>+产生这条LSA的router-id
metric值：
在ospf中， cost = 参 考 带 宽 接 口 带 宽 \frac{参考带宽}{接口带宽} 接口带宽参考带宽
metric值 = 所有接口的cost值之和
metric值修改方式：
首先进入某一接口：
ip ospf cost+<0-65536>
OSPF的不规则区域
比如：
在图中，area 2并没有和area 0相连，不符合OSPF的区域划分规则，对于这样的不规则区域，有三种解决方法：
1、OSPF的多进程重发布
可以在不规则区域的非骨干路由器上配置，创建新的OSPF进程，再双向重发布，将进程引入原先的进程
//R4
r4(config)#router ospf 1
r4(config-router)#redstribute ospf 2 subnets
//R5
r5(config)#router ospf 2
r5(config-router)#redstribute ospf 1 subnets
2、virtual link虚链路
虚链路在某个路由器的某个区域内配置，用虚链路穿越某一个区域，虚链路所穿越的区域不能为特殊区域，作用是延长了area 0，在virtual-link两端建立OSPF邻居，默认仅在邻居建立过程中发生hello报文。一旦建立抑制hello报文发送，通过virtual-link学习的LSA不老化。
r4(config)#router ospf 1
r4(config-router)#area 1 virtual-link 4.4.4.4
3、隧道 – tunnel
在area 0,与不规则区域边界上启用tunnel，配置tunnel地址，将tunnel接口通告进入OSPF area 0或不规则区域中，tunnel的cost值默认为1000
OSPF认证
OSPF的认证方式为三种：
1、链路认证
2、区域认证
3、虚链路认证
分为明文认证和MD5认证
Auth-type为0 – 无认证
Auth-type为1 – 明文认证
Auth-type为2 – 密文认证
链路认证
r1(config)#interface f0/0
r1(config-if)#ip ospf authentication //直接回车，明文认证
r1(config-if)#ip ospf authentication-key cisco //配置明文认证密码
r1(config-if)#ip ospf authentication message-digest //开启密文认证
r1(config-if)#ip ospf authentiaction message-digest-key 1 md5 cisco //配置密匙编号为1，密匙为cisco
区域认证
在路由协议的进程中，选择针对某个区域开启明文或md5认证
r1(config)#router ospf 1
r1(config-router)#area 1 authentication //明文认证
r1(config-router)#area 1 authentication md5 //密文认证
r1(config-router)#exit
r1(config)#int f0/0
r1(config-if)#ip ospf authentication-key cisco //明文密码
r1(config-if)#ip ospf authentication message-digest-key 1 md5 cisco //密文密码
虚链路认证
r1(config)#router ospf 1
r1(config-router)#area 1 virtual-link 4.4.4.4 authentication+或+ //为明文，为密文
OSPF的选路机制
O – 1类
OIA – 3类
OE1 – 5类，类型1
OE2 – 5类，类型2
ON1 – 7类，类型1
ON2 – 7类，类型2
O与O比较：
1、若通过area 0和非area 0同时学到同一条LSA，优先选择metric值小的，若metric值一致，则优先学习非area 0区域的，与AD值无关；
2、若通过两个非area 0区域学到同一条LSA，优先选择area ID小的。
修改某个router-id发送路由AD值，AD值改变，但是不能影响选路。
OIA与OIA
与AD值和area ID无关，仅仅与cost值有关，优先选择cost值小的，cost值若相同则负载均衡。
若同时通过area 0和非area 0学习到相同的3类LSA，非area 0不计算。
若通过修改AD值方式，生效则同时生效，不生效则都不生效。
OE与OE
OE1路由：与AD值无关，仅仅与seed-metric值和沿途累加的cost值之和有关，仅与总的度量值有关，若总度量值相同执行负载均衡。
OE2路由：与AD值无关，默认cost值为20，沿途经过链路cost不会显示出来，但是会计算，优先选择沿途cost累加和最小的（若seed-metric值不一致时优先选择seed-metric值最小的，与沿途累加无关）
ON与ON
与OE完全一致，与AD无关。
O与OIA：O永远优先
OIA与OE或ON：OIA永远优先
OE1与OE2：OE1永远优先
ON1与ON2：ON1永远优先
OE1与ON1：与AD值无关，在总cost值相同的情况下，优先选择OE1，cost值不同时，优先选择cost值小的，与seed-metric值无关。
OE2与ON2：与AD值无关，在总cost值相同的情况下，优先选择OE2，cost值不同时，优先选择cost值小的，若双方的seed-metric值不一致，优先选择seed-metric值小的。
OSPF防环机制
区域防环
为了避免区域间的环路，OSPF规定不允许直接在两个非骨干区域之间发送路由信息，只允许一个区域内部或者骨干区域和非骨干区域之间发布路由信息。因此，每一个ABR都必须连接到骨干区域
区域间水平分割
ABR只将3类LSA转发到骨干区域，如果开始发送的是本区域内的路由，那么该路由将不会再次被发送进入此区域。