OSPF ---- 开放式最短路径优先协议

1，因为OSPF是链路状态型协议，算出来的路径不会出现环路，并且，OSPF是以带宽作为开销值的评判标准的，所以，相较于RIP选出来的路径更加合理

2，因为OSPF的计时器时间短于RIP，所以，从收敛速度的角度看，OSPF优于RIP

3，RIP传递的数据是路由信息，而OSPF传递的数据是拓扑信息，从单个数据包的角度来看，OSPF的资源占用量是大于RIP的。但是，由于RIP存在30S一次的周期更新，而OSPF并没有这样高频的周期更新，并且,OSPF本身就设计了很多减少资源占用的措施。所以从整体的角度来看，OSPF在资源占用上小优于RIP。

        RIP--RIPV1,RIPV2---IPV4

        RIPNG--IPV6

        OSPF--OSPFV1(在实验室阶段夭折),OSPFV2---IPV4

        OSPFV3---IPV6

RIPV2和OSPFV2

相同点：

1， OSPFV2和RIPV2一样，都是无类别的路由协议，都支持VLSM和CIDR

2，OSPFV2（224.0.0.5和224.0.0.6）和RIPV2（224.0.0.9）都是以组播的形式发送信息--本地链路组播----TTL值为1

3，OSPFV2和RIPV2都支持等开销负载均衡

不同点：

RIPV2只能应用在小型网络当中，OSPFV2可以应用在中大型网络当中。

OSPF为了适应中大型网络，需要进行----结构化部署 -----区域划分

区域划分的目的 --- 区域内部传递拓扑信息，区域之间传递路由信息。

区域边界路由器 ---- ABR-- 同时属于多个区域，并且一个接口对应一个区域。且至少有一个接口在area 0。区域之间可以存在多个ABR设备，并且一个ABR设备也可以属于多个区域

区域划分的要求：1，区域之间必须存在ABR设备

                           2，区域划分必须遵循星型拓扑进行划分--星型拓扑中间区域称为骨干区

                     为了方便对区域进行管理，我们给每个区域设置一个区域ID--

area ID-----32位二进制构成（表示方法存在两种--1，采用点分十进制的形式来表示 2，直接采用10进制的形式来表示）----规定骨干区域的ID定义为0

如果网络规模不大，则不进行区域划分，则这样的网络成为单区域OSPF网络。（在华为设备中要求OSPF网络的区域ID必须设置为area 0）

如果网络规模较大，需要进行划分，则称为多区域OSPF网络

1， OSPF的数据包类型

hello包 --- 用来周期发现，建立和保活邻居关系

  hello包默认以10S为周期来进行周期保活的。 ---hello时间

  OSPF中进行失效判断的时间为4倍的hello时间。--dead time死亡时间

            因为OSPF需要收集网络拓扑信息，所以就必须区分和标定不同的路由器。我们给每台路由器设计一个RouterID

• 可手工配置，仅需满足以下要求

1,   全网唯一

2，格式统一 --- 必须按照IP地址的格式来进行配置

• 可自动生成 ----

        1，如果存在环回接口，则在环回接口中取IP地址最大的为RouterID;

        2, 若不存在环回接口，则需要在所有的物理接口中选择IP地址最大的作为RouterID

hello包中会携带RouterID

DBD包-----数据库描述报文 ----携带的是路径信息的摘要

LSR包------链路状态请求报文----基于DBD包请求未知LSA的信息

LSU包-----链路状态更新报文-----真正携带LSA信息的数据包

LSAck包---链路状态确认报文-----确认包

OSPF协议存在30min一次的周期更新。

2， OSPF的状态机

     

Two-Way State----标志着邻居关系的建立。  只发hello包维持关系

      （条件匹配）-----条件匹配成功，则可以进入下一个状态，如果条件匹配失败，则仅保持邻居关系即可。周期性的发送hello包进行保活即可

          LSDB-------链路状态数据库

          Exstart State 主从关系选举----通过未携带数据的DBD包来比较RouterID，RouterID大的为主，为主则可以优先进入下一个状态-Exchange State，RouterID小的为从。

  使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举，主要目的是为了和之前的邻居状态做区分

  DBD包的确认使用的不是ACK包来确认的（显性确认），而是通过数据包中的序号参数来进行的隐形确认。

   FULL状态----标志着邻接关系的建立-----邻接设置的目的是为了和之前的邻居状态做区分

  

1. down状态----启动OSPF，发送hello包之后进入下一个状态
2. init状态（初始化状态）--- 收到hello包中有自己本地的RouterID，则进入下一个状态
3. Two-way（双向通讯）状态-----标志着邻居关系的建立
4.      （条件匹配）-----条件匹配成功，则可以进入下一个状态，如果条件匹配失败，则仅保持邻居关系即可。周期性的发送hello包进行保活即可。
5. exstart（预启动）状态-----使用未携带的DBD包进行主从关系选举，为主的优先进入下一个状态
6.  exchange（准交换）状态---使用携带目录信息的DBD来共享数据库目录
7. loading（加载）状态----基于对端发送的DBD包和本地数据库进行对比，之后，使用LSR包请求自己未知的LSA信息，对端使用LSU包进行LSA信息的传递，需要使用ACK进行确认
8. FULL状态----标志着邻接关系的建立

3， OSPF的工作过程

       启动配置完成后，OSPF向本地所有运行协议的接口以组播224.0.0.5的形式发送hello包。hello包中携带本地的RouterID以及本地已知的邻居的RouterID。之后，将收集到的邻居关系记录在一张表中----邻居表

       邻居关系建立完成后，进行条件匹配；失败则停留在邻居关系，仅使用Hello包进行保活。

       匹配成功，则开始建立邻接关系。首先先使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举。之后，使用携带数据的DBD包共享数据库目录信息。之后使用LSR/LSU/LSACK来获取本地未知的LSA信息。完成本地数据库的建立 --- 生成数据库表（LSDB---链路状态数据库）

        最后，基于本地链路数据库中的LSA信息，生成有向图，之后使用SPF算法转换成最短路径树，之后，计算到达未知网段的路由信息。将生成的路由信息添加到路由表中。

        收敛完成后，依然使用hello包每10S进行周期保活。每30min进行一次周期更新

  

结构突变的情况

• 新增网段----触发更新，将变更信息第一时间使用LSU包进行传递，需要ACK确认
• 断开网段----触发更新，将变更信息第一时间使用LSU包进行传递，需要ACK确认
• 无法沟通 --- dead time

4， OSPF的基本配置

• 启动OSPF的进程

 [r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1  ---手工配置RID在启动进程时配置

 [r1-ospf-1]

• 创建区域

[r1-ospf-1]area 0

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]

• 宣告

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0.0.0.255(反掩码)----由连续的0和1组成，0对应的位不可变，1对应的位可变

查看邻居表

[r1]display ospf peer

查看邻居关系简表

[r1]display ospf peer brief

查看数据库表

[r1]display ospf lsdb

展开一条LSA信息

[r1]display ospf lsdb router 2.2.2.2

查看路由表

[r1]display ip routing-table

 在华为体系中，OSPF协议默认的优先级为10

OSPF是以带宽作为开销值作为评判标准的

COST = 参考带宽/真实带宽  --华为设备默认的参考带宽为100Mbps

[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000 ---因为默认的参考带宽值较小，在目前传输速率都比较大的情况下，会出现选路不佳的情况，可以将参考带宽改大来改善该问题

注意：一台路由器参考带宽修改了，则所有路由器的参考带宽都必须改成一样的

条件匹配 

指定路由器 --- DR ----DR和一个广播域内其他设备建立邻接关系

备份指定路由器 --- BDR ------ BDR和其他设备之间建立的也是邻接关系

因为DR和BDR是在一个广播域中选举出来的，所以，其实质是一个接口概念。

原理：在一个广播域中，如果所有设备之间都保持邻接关系的话，则将可能出现大量的重复更新。所以，需要进行DR/BDR的选举，所有DRother之间仅保持邻居关系即可

DR/BDR选举规则：

    1，先比较优先级 （Rriority），优先级最大的为DR，优先级次大的为BDR，默认值为1    

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority ?

INTEGER<0-255> Router priority value

        如果将一个接口的优先级修改为0，则其效果是该接口直接放弃DR和BDR的选举。

   2，当优先级相同时，则比较RouterID。RouterID大的路由器对应的接口为DR，次大的对应的接口为BDR。

DR/BDR的选举是非抢占模式的---选举时间为40S（和dead time一致）

重启OSPF进程    reset ospf 1 process

5，OSPF的拓展配置

• 手工认证

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456

• 手工汇总 --- OSPF中拓扑信息是没有办法汇总的，所有只能是针对区域之间传递的路由信息进行汇总，称为区域汇总

[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.0.0 255.255.254.0 ---

在ABR设备上进程中需要汇总的区域视图里配置

• 沉默接口

                    [r1-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2

• 加快收敛 （在接口改）

   [r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5     --修改hello时间的方法，hello时间修改,死亡时间将自动按照4倍关系进行匹配

       邻居之间，hello时间和死亡时间必须一致，不一致将导致邻居关系断开

• 缺省路由

[r3-ospf-1]default-route-advertise ---需要保证边界路由器本身存在缺省路由，才能下发缺省

[r3-ospf-1]default-route-advertise always ---可以强制下发缺省信息