ospf

 ＜OSPF（Open Shortest Path First）＞

 

1 serial default cost 64  bandwidth 1.544m/kbps

2 ethernet default cost 10  bandwidth 10m

3 loopback default cost 1   bandwidth 8G

 

OSPF 中的被动接口也是不收不发

 

·OSPF属于IGP，是Link-State协议，基于IP Pro 89。

·采用SPF算法（Dijkstra算法）计算最佳路径。

·快速响应网络变化。

·网络变化是触发更新。

·以较低频率（每隔30分钟）发送定期更新，被称为链路状态刷新。

 

OSPF维护的3张表：

1）Neighbor Table：

　确保直接邻居之间能够双向通信。

2）Topology Table：

　LSDB(Link-State DataBase），同一区域的所有路由器LSDB相同。

3）Routing Table：

　对LSDB应用SPF算法，选择到达目标地址的最佳路由放入路由表。

 

·Transit area (backbone or area 0)

　主要功能：为快速、高效地传输数据包。通常不接用户。

 

·Regular areas (nonbackbone areas)

　主要是连接用户。而且所有数据都必须经过area 0中转。

　包括：Stub / Totally Stubby / NSSA

 

·为减少LSA和LSDB，OSPF用Area来分隔路由器。

　区域中的路由器保存该区域中所有链路和路由器的详细信息，

　但只保存其他区域路由器和链路的摘要信息。

 

·P2P链路可以到达FULL状态。

·MA网络，所有路由器只和DR/BDR(Backup Designated Router)到达FULL状态。

·路由更新只在形成FULL状态的路由器间传递。

 

·Hello Intervals：10S/30S

·Dead Interval：4＊Hello ＝40S  不同于其它协议的三倍于Hello时间

 

·OSPF Cost = 108/BW (bps) 环回口的COST值是1,serial口的COST值是64，以太口是10

 

·OSPF的5种报文：

　1）Hello：发现并建立邻接关系。

　2）DBD：包含路由的摘要信息。

      DBD包中有三个字段：I、M、master/slaver

I M M/S

1 1 1

0 1 0

0 1 1

分别是0x7,0x2,0x3

　3）LSR：向另一台路由器请求特定路由的完整信息。

　4）LSU：回应LSR该条路由的完整信息。在OSPF中，只有LSU需要显示确认

　5）LSAck：对DBD/LSU做确认。

 

Route-ID：

　为唯一标识OSPF域中路由器。

　设置Route-ID的优先顺序：

　1）手工指定Route-ID x.x.x.x（可任意，但不能重复）

　2）最大的Loopback IP

　3）最大的接口IP（保证接口是激活状态）higher active physical interface ip

ID也可以写成十进制格式，例如：0.0.1.0=256

 

OSPF建邻居的必要条件：

　1）Hello/Dead Intervals

　2）Area ID

　3）Authentication Password

　4）Stub Area Flag

  5）MTU

  6)subnet mask(必须是同一个网段)

 

DR/BDR的选举：

　1）比较优先级，越大越优（默认为1,如设为0表示不参与选举）

　2）比较Route-ID，越大越优。

 

·DRother发送给DR/BDR用224.0.0.6

·DR发送给DRother用224.0.0.5

·非MA网络（没有DR/BDR），路由器都用224.0.0.5

 

 OSPF中，DR的选举有以下特点：1、不抢占

                             2、when DR down,BDR成为DR

                             3、DR是一个接口的概念

                             4、不同网段分别选DR/BDR

＜OSPF＞

 

R1(config)#router ospf 110

R1(config-router)#network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0(正/反掩码皆可）

R1(config-router)#network 12.1.1.0 255.255.255.0 area 0 

 

R1#show ip protocols 

R1#show ip ospf interface 

R1#show ip ospf interface brief 

R1#show ip ospf neighbor 

 

　　查看Router-id

　　network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0.0.0.0

　　不同进程号

　　不同Area

　　Hello/Dead Intervals

　　

R4(config-if)#ip ospf hello-interval 9 

                     (dead自动*4）

 

R4(config-if)#ip os dead-interval 80

 

＜DR/BDR＞

 

　1）DR正常时，即使有新的Pri比DR高的路由器也不能抢占成为DR。

　2）DR正常时，BDR只接收所有信息，但转发LSA和同步LSDB的任务由DR完成，当DR故障时，BDR自动成为DR，完成原DR的工作，并选举新的BDR。

　3）DR是个接口概念。每个网段都会选举DR。

 

R1#show ip os database 

＜LSA（Link-State Advertisement）＞

1、 传播范围  2、由谁产生  3、包含内容

 

·ADV Router指Router-id

 

            1     2　　　 3　　　　4　　　 5　　　　7

Link ID    RID   DR IP　Route　ASBR RID　Route　　Route

 

LSA1（Router Link States）

R1#show ip ospf database router   查看LSDB中的1类LSA的详细信息

　　域内路由，仅在本区域传递，描述本区域链路、路由信息，不会穿越ABR。

每台路由器都会产生。包含本路由器的直连的邻居，我所连的网络的路由信息

Link ID:        router ID

ADV router:     router ID

三种信息：Another network    stub network   transit  network(Ma网络的一些信息)

 

LSA2（Net Link States）

R1#show ip ospf database network  

只有MA网络才会产生LSA2，由DR发出，仅在本区域传递。标识出本MA网中有哪些路由器以及本网的掩码信息。

Link ID:        DR的接口IP

ADV router:     router ID

 

LSA3（Summary Net Link States）

R1#show ip ospf database summary 

　　域间路由，能泛洪到整个AS，由ABR发出，穿越一个ABR，其ADV Router就会变成此ABR的Router-id.

包含本区哉中的所有路由信息

Link ID:        路由route（网络号）

ADV router:     ABR的router ID（经过一个ABR，就会改为这个ABR的router ID）

 

 

LSA4（Summary ASB Link States）

R1#show ip os database asbr-summary 

　　把ASBR的Router-id传播到其他区域，用于其他区域的路由器得知ASBR的位置。由ABR产生并发出，穿越一个ABR，其ADV Router就会变成此ABR的Router-id.

在ASBR直连的区域内，不会产生4类的LSA，因为ASBR会发出一类的LSA，其中会指明自已是ASBR

Link ID:        ASBR的RID

ADV router:     ABR的router ID（经过一个ABR，就会改为这个ABR的router ID）

 

LSA5（Type-5 AS External Link States）

R1#show ip os database external 

　　域外路由，不属于某个区域，ASBR产生，泛洪到整个AS。不会改变ADV Router。

包含域外的路由

Link ID:        路由（网络号）

ADV router:     ASBR的router ID （unchange）

 

LSA7（Type-7 AS External Link States）

R2#show ip os database nssa-external 

　　只存在于NSSA区域中。

 

R2(config-if)#bandwidth 5000

R2(config-if)#ip ospf cost 30

 

·重分布进OSPF的路由默认为E2，Cost=20,且传递过程中不改变COST。

  如果改为E1类型，则在传输过程中会累加每个入接口的cost值

R4(config-router)#redistribute rip subnets metric 8

 

新命令：

Router(config-router)#max-lsa maximum-number [threshold-percentage] [warning-only] [ignore-time] [ignore-count] [reset-time]

 

＜修改Cost参考值＞

 

R1(config)#router os 110

R1(config-if)#ip ospf cost 10

R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 1000　（Mbps10的六次方）在COST公式中修改分子，本例修改分子为10的九次方

 

＜域间汇总＞

 

R2(config)#router os 110

R2(config-router)#area 0 range 172.16.32.0 255.255.224.0

　　　　　　　　　（汇总哪个区域的路由）

 

本地产生　O  172.16.32.0/19 is a summary, 00:00:06, Null0

建议在本区域的所有ABR上做。

 

 

＜域外汇总＞

 

R4(config)#router os 110

R4(config-router)#summary-address 44.0.0.0 255.0.0.0 （在ASBR上做）

 

 

本地产生　O  175.5.64.0/22 is a summary, 00:00:04, Null0

 

＜向OSPF域注入默认路由＞

第一种做法：

R4(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial 0

R4(config-router)#default-information originate 

 

O*E2 0.0.0.0/0 [110/1]

 

第二种做法：

R4(config-router)#default-information originate always 

 

R4(config-router)#default-information ori alw metric-type 1 metr 3

 

＜Stub＞

 

·将某区域设为Stub可缩小区域的LSDB，降低内存消耗。阻止LSA4/5进入Stub区域。

 

R2(config-router)#area 2 stub 

 

·由ABR发出一条LSA3默认路由给Stub的其他路由器。

　默认的Seed Cost＝1

 

R2(config-router)#area 2 default-cost 6　（在ABR上做，改Seed Cost=6）在同时有两个ABR的情况下，通过修改这个COST值来实现选路

 

·必须将Stub区域的所有路由器都配成Stub。

　Stub区域不能用作虚链路的中转区域。

　Stub中不能出现ASBR。

　Area 0不能配成Stub。

 

＜Totally Stubby ＞ Cisco 私有

 

·更加缩小区域的LSDB，在Stub基础上，阻止LSA3。（阻止LSA3/4/5）

 

R2(config-router)#area 2 stub no-summary （只需在ABR上做）

＜NSSA（Not-So-Stubby Areas）＞

 

·只有NSSA区域中才会现LSA7，可以存在ASBR。

　阻止LSA4/5。

　ABR将LSA7转成LSA5，传播到其他区域。

　

R2(config-router)#area 2 nssa　（没有产生默认路由）

 

R2(config-router)#area 2 nssa default-information-originate 

　（在ABR上做，由ABR产生一条LSA7默认路由传播到NSSA其他路由器，默认Seed Cost=1，并且不会发生变化）

 

R2(config-router)#area 2 default-cost 6　（在ABR上做，改Seed Cost=6）

R2(config-router)#area 2 nssa default-information-originate metric 6 metric-type 1

Metric-type 1的作用是将N2类型的路由改为N1类型的路由

 

R2(config-router)#area 2 nssa no-redistribution 在ABR上做

　（对ABR上有外部路由进入NSSA区域时，将其阻止，因为在ABR向nssa区域下发默认路由后，不需要它再将它直连的一些外部区域路由传进NSSA区域）以上两个命令可以打在一起。

 

R2(config-router)#area 2 nssa no-summary 把三类的LSA也干掉，同时也下发一条默认路由，并且这条默认路由会取代default-information-originate所下发的默认路由

　（Totally NSSA，阻止LSA3/4/5，由ABR产生LSA3默认路由传播到NSSA其他路由器）

 

R2(config-router)#area 2 nssa no-redistribution default-information-originate no-summary 

　（LSDB中会出现LSA3/7默认路由，路由表中只会显示LSA3默认路由）

 

 

＜OSPF区域问题＞

 

1）在ABR上起不同OSPF进程，进行OSPF之间的重分布。

   例如：R3的s1口在area 1中，进程号是10，s0口在area 3中，进程号是20

   Router ospf 10                           router ospf 20

   Redistribute ospf 20 subnets             redistribute ospf 10 subnets

 

2)tunnel 只要在区域的两个过界上配置

  Int tunnel 1                      int tunnel 3

  Tunnel source s1                  tunnel source s1

  Tunnel destination 13.1.1.3       tunnel destination 13.1.1.1

  Ip add 111.1.1.1 255.255.255.0    Ip add 111.1.1.3 255.255.255.0

  Router ospf 10                    router ospf 10

  Net 111.1.1.0 0.0.0.255 area 0    net 111.1.1.0 0.0.0.255 area 0

 

3）虚链路：

  最简单的方法，只需在区域的两台边界路由器上配就可以了

　R3(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 

　　　　　　　　　　（中转区域）　　　（对方Router-ID）　　　

 

·远离Area0 / 分隔的Area 0　　　　　　　

 

R2#show ip ospf virtual-links 

 

 

＜负载均衡＞

 

·OSPF只支持等价的负载均衡。（默认为4条）

 

R1#show ip protocols 

 

R1(config)#router ospf 110

R1(config-router)#maximum-paths 6（最多6条）

 

＜被动接口＞

 

R1(config)#router ospf 110

R1(config-router)#passive-interface loopback 0

 

接口将不收发Hello包，但此接口还是被宣告进OSPF。

其他路由器仍可收到这接口的路由。

 

 

＜认证＞

 

·分Link/Area/Virtual-Link　3种认证

　每种认证都分为　simple password (plain Text) & MD5

 

R1#debug ip ospf adj

 

Link：同一链路上的路由器之间，在接口下做

　R1(config-router)#int s1

　R1(config-if)#ip ospf authentication-key wolf　　（配明文密码）

　R1(config-if)#ip ospf authentication 　　　　　　（启动明文认证）

 

R1(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 wolf　(配密文密码）

R1(config-if)#ip ospf authentication message-digest （启动密文认证）

 

Area：接口下配密码，进程下调用

　R1(config-router)#int s0

　R2(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 wolf　　　（配密文密码）

　R2(config-router)#area 0 authentication Message-digest 　（启动密文认证）

 

　区域内的所有路由器都要认证。

 

Virtual-Link：

　R2(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 message-digest-key 1 md5 wolf　（配密文密码）

　R2(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 authentication message-digest　（启动密文认证）

 

　如果Area0启动认证，在Virtual-Link上也要启动相应的认证。

 

 

＜OSPF Network Type＞

 

1）LOOPBACK：　　　　　 　Loopback  32位主机路由

2）POINT_TO_POINT：　　 　Serial / FR's P2P Subif / BRI　（无DR，组播更新）

3）BROADCAST：　　　　　　Ethernet / Token Ring 　　　　 （选举DR,通过组播建邻居，更新）

4）NON_BROADCAST（NBMA)： FR's Physical / FR's MP Subif　（单播更新，选举DR）

5）POINT_TO_MULTIPOINT：　　　　　　　　　　　　　　　　 （无DR，出现/32主机路由）

6）POINT_TO_MULTIPOINT　NON_BROADCAST：　     　　　（无DR，单播，出现/32主机路由）

 

[2/3] Hello：10S　　　　　　　[4/5/6] Hello：30S

·每种接口都被赋予了默认的OSPF Network Type，但可手工对其修改。

 

　将Serial的Network Type改为Boradcast，测试不同网段选举DR。

 

·NON_BROADCAST     NBMA

FR的物理接口和多点子接口默认是NBMA网络类型

　R1(config-if)#ip ospf network non-broadcast 

　R1(config)#router os 110

　R1(config-router)#neighbor 12.1.1.2　由于是单播更新，必须指定邻居（只需一方设置就OK，一般在Hub指Spoke）

 

·POINT_TO_MULTIPOINT　（BORADCAST）

　R1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint 

 

　O   12.1.1.1/32 [110/64] via 12.1.1.1, 00:01:12, Serial0 （对方直连接口主机路由是32位）

 

·POINT_TO_MULTIPOINT　NON_BROADCAST

　R2(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast 

　R2(config)#router os 110

　R2(config-router)#neighbor 12.1.1.1

 

用show ip ospf interface serial 0看不到non-broadcast，只能show run

 

 

＜同一网段Hub & Spoke　OSPF＞

 

·FR环境：关闭反向ARP，手工映射。

　　　　　HUB可访问Spoke，Spoke之间不能互访。

 

________________________________________________________________________________________

 

应用环境　　　　　　　不支持广播的物理网络　　　　　　　　　支持广播的物理网络

　　　　　　　　　　（FR map 不加Broadcast）　　　　　　　（FR map 加Broadcast）

________________________________________________________________________________________

 

　　　　　　　　　　　　　　单播　　　　　　　　　　　　　　　　　组播

________________________________________________________________________________________

 

　　　　　　　　　　　　NON_BROADCAST　　　　　　　　　　　　　　BROADCAST

　　　　　　　　　　　　　手工NEI　　　　　　　　　　　　　　　　 自动NEI

　手工映射　　　　　　　　手工MAP　　　　　　　　　　　　　　　　 手工MAP

　　　　　　　　　　　　　手工DR　　　　　　　　　　　　　　　　　手工DR

________________________________________________________________________________________

 

　　　　　　　　　　　　 P2MP　NBMA                                P2MP

　　　　　　　　　　　　　手工NEI　　　　　　　　　　　　　　　　 自动NEI

　自动映射　　　　　　　　自动MAP　　　　　　　　　　　　　　　　 自动MAP

　　　　　　　　　　　　　 无DR　　　　　　　　　　　　　　　　　　无DR

________________________________________________________________________________________

·NON_BROADCAST

 

　·3层是NBMA，2层是否让通过广播都无所谓。（FR map后加不加Broadcast皆可）

 

　在HUB端（R1）单播

　R1(config)#router os 110

　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.4

　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.5

 

　确保HUB成为DR，和Spoke交互路由信息。

　R1(config)#int s0

　R1(config-if)#ip ospf priority 2

　R4/R5(config-if)#ip ospf priority 0

 

　R4：　O  5.5.5.0 [110/65] via 145.1.1.5, 00:00:07, Serial

　手工MAP（Spoke 端的互访）

　R4(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.5 401

　R5(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.4 501

 

 

·BROADCAST

 

　·3层是BMA，2层也一定要让广播通过。（FR map后一定要加Broadcsat)

　R1(config-if)#fram ma ip 145.1.1.4 104 broadcast 

　R1(config-if)#fram ma ip 145.1.1.5 105 broadcast 

 

　确保HUB成为DR，和Spoke交互路由信息。

　R1(config)#int s0

　R1(config-if)#ip ospf priority 2

　R4/R5(config-if)#ip ospf priority 0

 

　R4：　O  5.5.5.0 [110/65] via 145.1.1.5, 00:00:07, Serial

　手工MAP

　R4(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.5 401 broadcast

　R5(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.4 501 broadcast

　

·POINT_TO_MULTIPOINT　NON_BROADCAST   cisco专有的

 

　·3层是NBMA，2层是否让通过广播都无所谓。（FR map后加不加Broadcast皆可）

 

　在HUB端（R1）单播

　R1(config)#router os 110

　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.4

　R1(config-router)#neighbor 145.1.1.5

 

　R4：　O  145.1.1.5/32 [110/128] via 145.1.1.1, 00:00:24, Serial1

　产生/32主机路由，且下一跳指向HUB，所以不需手工MAP。这就是32位的好处。

·POINT_TO_MULTIPOINT    全自动，最好的

 

　·3层是允许广播，2层也一定要让广播通过。（FR map后一定要加Broadcsat)

 

 

·R1#show ip os neighbor detail 

 　DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0

　P2P/P2MP/P2MP NBMA都不需要选举DR/BDR，所以DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0

　

 

·POINT_TO_POINT（做不同网段）

 

　HUB端起2个P2P子接口：

　interface Serial0

 　encapsulation frame-relay

 　no frame-relay inverse-arp

 

　interface Serial0.14 point-to-point

 　ip address 14.1.1.1 255.255.255.0

 　frame-relay interface-dlci 104   

 

　interface Serial0.15 point-to-point

 　ip address 15.1.1.1 255.255.255.0

 　frame-relay interface-dlci 105