网络的一些基础概念

对等网【人类最早的网络】------变大---无限的传输距离  单播  无冲突 -----网桥----交换机  (工作在介质访问控制层)----识别MAC地址--------有记录则单播  无记录则泛洪(泛洪区域)----路由器---CISC思科-----网络层 【这一切的行为都是为了增大网络达到当今互联网的程度】

目录


Ⅰ.OSI七层模型

1.1 应用层

提供网络服务和接口--------【人机交互,将人的语言变成编码】

1.2 表示层

处理数据格式转换、加密解密等-------【编码转化为二进制】

1.3 会话层

提供话会号(同软件不同进程)

装/解封装   

1.4 传输层

1.分段  

收到二层MTU值的限制(MTU:最大传输单元 默认1500字节)

2.提供端口号  TCP/UDP

端口号:0-65535  

1-1023为注明端口  1024-65535为高端口/动态端口

2.1 TCP/IP协议簇/模型

2.2 TCP------传输控制协议 面向连接的可靠协议

在完成传输层的基本工作的同时,还需要保证数据的完整性面向连接------3次握手及4次挥手

建立端到端的虚链路

SYN=告知自身状态,并发起一次链接

ACK=确认  RST=重连  TCP=严重错误且重连  FIN=断开链接   PSH=加急接收   URG=紧急指针

可靠性:4中可靠性机制  确认  排序  重传  流控(窗口滑动) 

TCP的分段  以及  IP的分片 

IP的分片:收到二层MTU值的限制

TCP:mss值  基于双方的MTU进行协商

2.3  UDP-------用户数据报文协议-----非面向连接的不可靠协议

仅完成传输层的基本工作

1.5 网络层

互联网协议

负责数据包的路由和转发---------【IP地址(逻辑地址)】

1.ARP协议

ARP协议:地址解析协议-------通过一种地址找到另一种的地址的协议

ARP的工作原理:      ARP先通过广播发送ARP请求包,所有收到广播包的设备均将数据包中的源IP于源MAC地址的映射关系记录在本地的ARP缓存表中,之后查看目标地址,若不是自己则丢弃,若是自己,则以单播的形式回复ARP回复包,在之后的信息传输中,将优先查看本地的ARP缓存表,若存在记录则直接调用即可,若不存在,则使用ARP获取。

广播:强迫交换机进行泛洪的行为 

广播----广播域   泛洪-----泛洪区域 

注意:广播域等于泛洪域,广播行为不等于泛洪行为

免费ARP/无故ARP:用于验证地址冲突


MAC地址表老化时间:300S

ARP缓存表老化时间:180s


2.TTL值:生存周期  

当数据包每通过一台路由器,默认TTL值减1,当TTL值为0时,默认不在转发该数据。

255     128     64

以太网Ⅱ型帧 

Preamble  前导符 

Destination Address 目标地址

Source Address 源地址

Type 类型字段

Date 数据     Fcs校验核  

封装/解封装   

1.6 数据链路层:介质访问控制层MAC+逻辑链路层LLC

操控算盘的人 【驱动硬件】:交换器

逻辑链路层LLC

对数据进行校验,保障数据完整性,同时会增加FCS(校验帧序列)。

1.7 物理层

负责数据的物理处理【处理的硬件】

PDU:协议数据单元

应用层:数据报文

传输层:数据段

网络层:数据包

数据链路层:数据帧

物理层:比特流


Ⅱ. tcp中的应用层(应,表,会)有的协议

2.1 HTTP  tcp 80 超文本传输协议 

2.2 HTTPS (HTTP+SSL) tcp 443.  安全传输协议 

2.3 FTP  tcp 21/20   文件传输协议 

2.4 TFTP  udp 69  简单文件传输协议 

2.5 Telnet  tcp 23   远程登录协议 

2.6  Dns  ucp/tcp 53  域名解析协议

因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使用户不用记忆IP地址,只需要记忆域名即可达到访问IP地址的目的。通过主机域名解析为IP地址的过程就叫做域名解析。

DNS协议运行于UDP协议之上(TCP也存在),使用端口号为53

典型的C/S架构的协议

DNS服务器; DNS客户端

正向解析:根据主机域名找IP;反向解析:根据IP地址找主机域名 

2.7  DHCP  udp 67/68  动态主机配置协议

动态主机配置协议-----UDP协议67/68端口

典型的C/S架构

DHCP-服务器----68;DHCP-客户端-----67

第一种:初次获取IP地址的情况

1.DHCP客户端像DHCP服务器去要地址:

DHCP-discover  广播形式去要地址:源IP:0.0.0.0  目标IP:255.255.255.255  源MAC:自己    目标MAC:全F     用于发现谁是DHCP服务器

2.DHCP服务器向DHCP客户端发送: DHCP-offer  会携带一个临时有效的IP地址,供DHCP客户端使用  单播/广播(厂商不同,行为方式不同)

3.DHCP客户端向DHCP服务器发送:DHCP-request  广播 “类似于该IP我使用了”

4.DHCP服务器向DHCP客户端发送:DHCP--ACK包 

“确认收到”

第一种:再次获取 

1.DHCP客户端向DHCP服务器发送:DHCP-request  单播

“我还想请求之前的IP地址”

①DHCP服务器向DHCP客户端发送:DHCP--ACK包 

“ok,你继续拿着用”

②DHCP服务器向DHCP客户端发送:DHCP--NAK包

“表示拒绝”


租期:24h

T1:租期50%---12h  DHCP客户端向DHCP服务器发送:DHCP-request包 单播“我要续租”

T2:租期的87.5%---21h  DHCP客户端向DHCP服务器发送:

DHCP-request包 广播  “我要续租”


DHCP配置:

开启DHCP      配置DHCP地址池        调用 

[R1]dhcp enable   开启DHCP服务

[R1]ip pool AA 创建IP地址池  命名为AA

[R1-ip-pool-AA]network 192.168.1.0 mask 24 在该地址池中 放入 192.168.1.0/24 网段

[R1-ip-pool-AA]gateway-list 192.168.1.1  定义该地址池中的网关为 192.168.1.1

[R1-ip-pool-AA]dns-list 8.8.8.8 114.114.114.114 将dns服务器地址写入该地址池

[R1-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global 在该接口处调用DHCP全局服务 

 查看本地IP地址


Ⅲ.最早人们怎样计算机网络范围变大

计算机网络的概念:是一种将多个计算机系统和设备连接在一起的技术

3.1 距离延长 

中继器:只能单纯的在物理层面施加电压

网线【RJ-45双绞线  】  最长100M 

3.2 节点增加

1.解释拓扑,节点及关系

最早的连接方式,拓扑增加连接人数

直线型拓扑/总线型拓扑:是一种简单的网络结构,所有设备通过一条主干线(总线)连接。每个设备都可以直接访问总线上的数据,但只允许一个设备在任一时刻发送数据。总线型拓扑安装成本低,但当总线发生故障时,整个网络会瘫痪。

环形拓扑;树形拓扑:设备形成一个环形结构,每个设备连接到两个邻近的设备。数据在环上以单向或双向传输,每个设备负责传递数据。环型拓扑的数据传输效率高,但如果一个设备或连接点出现问题,可能会影响整个网络的通信。

波环型拓扑/全网装拓扑:是一种高度冗余的结构,每个设备都有多个连接路径。网状拓扑提供了高可靠性和容错能力,因为数据可以通过多条路径传输,即使某个连接失败,网络仍能正常运行。但这种结构安装和维护成本较高。

星型拓扑:星型拓扑是目前最常用的拓扑结构之一。所有设备都连接到一个中央设备(如交换机或集线器)。中央设备负责管理数据传输,并将数据发送到目标设备。星型拓扑易于管理和扩展,但如果中央设备故障,整个网络将无法工作

节点,连接拓扑的【最早】机器----HUB集线器


2.HUB集线器一生需要解决的大麻烦

①地址:必须唯一;格式相同

2.1 IP地址
IPV4地址

32位二进制构成 存在网络位和主机位的区分,网络位用于标定所在范围,主机位用于标定该节点在所在范围内的编号,选用点分十进制显示,为了方便人看,采取8位一分的方式。

二进制                 十进制

00000001                 1                

00000010                 2

00000100                 4

00001000                 8

00010000                 16

00100000                 32

01000000                 64

10000000                128

eg·····192.168.1.1  

11000000.10101000.00000001.00000001

IPV4详解

存在ABCDE五类:

ABC单播地址----既可以作为源IP使用  也可以作为目标IP使用,每一个单播地址都代表着网络中的一个唯一节点,只有单播地址可以作为源IP使用。

D类地址-----只能当做目标地址使用

E类地址----保留地址 

基于IP地址的第一组8位进行分类

A类地址:1-126  默认前8位为网络位

B类地址:128-191  默认前16位为网络位

C类地址:192-223  默认前24位为网络位

D类地址:224-239  不分网络位和主机位

E类地址:240-255  

2.2 特殊地址:
  1. :127  环回地址   127.0.0.1-----127.255.255.255
  2. 用于排错的历程分析 
  3. 二:255.255.255.255   受限广播地址
  4. 三:主机位全0    192.168.1.0/24 
  5. 不是单播地址  代表着一个网段    192.168.1.0/24网段    192.168.1.1
  6. 四:主机位全1   192.168.1.255/24 不是单播地址  直接广播地址 
  7. 五:0.0.0.0--------即代表没有地址,也代表所有地址
  8. 六:169.254.0.0/16  本地链路地址,自动私有地址
2.3 子网掩码

由32位二进制构成,点分十进制显示,一定是由连续的1和连续的0构成,且连续的1对应网络位,连续的0对应主机位。

eg·····192.168.1.1  255.255.255.0

11000000.10101000.00000001.00000001

11111111.11111111.11111111.00000000

eg·····192.168.2.1  255.255.255.0   .

11000000.10101000.00000010.00000001

11111111.11111111.11111111.00000000

eg······192.168.1.1   255.255.240.0 

11000000.10101000.00000001.00000001

11111111.11111111.11110000.00000000

子网划分【VLSM-----可边长子网掩码】

主旨:借位。【二进制,只有0,1】

一个网段的主机数范围:主机位全0----主机位全1

192.168.1.0/24    有0~255个共266个     分成两个网段

11000000.10101000.00000001.00000000

11111111.11111111.11111111.00000000  【最后的八位全变成1需要266个】

解:

11000000.10101000.00000001.00000000    192.168.1.0/25

11111111.11111111.11111111.10000000      128个【0~127】

11000000.10101000.00000001.11111111   192.168.1.128/25

11111111.11111111.11111111.10000000      128个 【0~127】

【例题】192.168.1.0/24   划分为4个子网 

11000000.10101000.00000001.00000000  192.168.1.0/26

11111111.11111111.11111111.11000000

192.168.1.0/26---------192.168.1.63/26     62【0~62】

11000000.10101000.00000001.01000000  192.168.1.64/26

11111111.11111111.11111111.11000000

192.168.1.64/26--------192.168.1.127/26    62

11000000.10101000.00000001.10000000  192.168.1.128/26

11111111.11111111.11111111.11000000     62

192.168.1.128/26-------192.168.1.191/26

11000000.10101000.00000001.11000000  192.168.1.192/26

11111111.11111111.11111111.11000000    62

192.168.1.192/26------192.168.1.255/26

【例题】172.16.0.0/15  划分为4个子网 且 写出可用主机范围 

172.00010000.00000000.00000000

255.11111111.10000000.00000000

172.16.0.1/17--------172.16.127.254

172.00010000.10000000.00000000

255.11111111.10000000.00000000

172.16.128.1/17-----------172.16.255.254

172.00010001.00000000.00000000

255.11111111.10000000.00000000

172.17.0.1/17-----------172.17.127.254/17

172.00010001.10000000.00000000

255.11111111.10000000.00000000

172.17.128.1/17------172.17.255.254/17

 2.4 子网汇总  【无类域间路由------CIDR】   

 主旨: 取相同位 去不同位 

【例】:192.168.0.0/24    192.168.00000000.00000000

               192.168.1.0/24    192.168.00000001.00000000

               192.168.2.0/24    192.168.00000010.00000000

               192.168.3.1/24    192.168.00000011.00000000 

               192.168.00000000.00000000

               192.168.0.0/22

【例】:172.16.33.0/24    172.16.00100001.0

               172.16.44.0/24    172.16.00101100.0

               172.16.55.0/24    172.16.00110111.0

               172.16.63.0/24    172.16.00111111.0

               172.16.00100000.0   172.16.32.0/19 

2.5 ip地址的命名,前期工作

<Huawei>   用户视图  仅具有查询权限

<Huawei>display ip interface brief  查询接口IP表

<Huawei>system-view   进入系统视图 

 [Huawei]  系统视图  系统视图下可进行部分配置

?---------在当前视图下/在当前命令下  后续可接的命令有哪些

[Huawei]sysname R1  更改系统名称为R1

Tab------自动补全命令 

[R1]interface  GigabitEthernet 0/0/0 进入接口g 0/0/0

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 在该接口处配置IP地址为 192.168.1.1/24

display this 查看当前视图下的所有配置 

Quit-----返回上一层视图 

<R1>save 保存 

[R1]display ip routing-table  查询路由表 


 Sy

回车

Sy。Tab,,名字

等一堆

In+tab===interface

In….空格g&e 0/0/0

Ip ad+tab====address  192.168.1.1 24

【左面的网端就命名好了】

Qu+tab

Interface g 0/0/0

IP ad+tab 192.168.2.1 24

【右边就好了】

----------------------------------------------------------------------------------

Qu+tab

Save

Y

回车

【保存】


2.6 物理地址/MAC地址 

 48 位二进制构成  以16进制显示  出厂即烧录(网卡)

MAC地址与IP地址的区别

层次不同:MAC地址用于数据链路层,IP地址用于网络层。

作用不同:MAC地址标识网络接口,IP地址标识网络位置。

范围不同:MAC地址在局域网中唯一,IP地址在整个互联网中唯一。

②冲突

相似电流会互相吸引碰撞随后抵消 。解决方案:CSMA/CD【载波侦听多路访问/冲突检测】=排队

机制解析:

  1. 首先使用监听功能,当发现有消息在传递时,停止自身消息发送,并进行监听,随时准备进入下一阶段。
  2. 当前消息发送完成后,立刻发送自身消息
  3. 当消息相撞时,会给彼此发送一个阈值,因为阈值是随机的,随意一定会有大小之分,当阈值为0时,再次发送自身消息。  

结论:延时被大大增加


Ⅳ.现在人们怎么样实现无限的传输,距离没有冲突,形成单播

交换机【网桥】

交换机的工作原理:

当数据帧进入交换机后,交换机会优先记录该数据帧中的源MAC地址与进入接口的映射关系于本地的MAC地址表中,随后查看目标MAC地址,若在本地MAC地址表中存在记录则直接单播即可,若不存在记录,则执行泛洪。

总结:识别MAC地址,有记录单播,无记录泛洪

泛洪:一对多传播。向除了进入接口以外的所有接口进行发送。

单播:一对一传播。

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路由器的每一个接口都是一个泛洪范围的终点

速率公式:(宽带/8)85%


Ⅴ.路由器

5.1 路由器是如何工作的:

当数据包来到路由器时,路由器会根据目标IP地址查询本地的路由表,若存在记录则无条件转发,若不存在记录则无条件丢弃。

1.若PC1意图与PC2联系,在已知IP地址的情况下,进行子网掩码的判断,若在同一个广播域,则直接发送ARP请求获取对端MAC地址,随后单播即可。

2.若PC1意图与PC3联系,在已知IP地址的情况下,进行子网掩码的判断,若不在同一个广播域,则保留源IP目标IP源MAC的情况下,封装目标MAC为自己的网关,发送至路由器处,路由器接收到后,会根据目标IP查询本地的路由表,若存在记录则按照记录无条件转发,因为路由器在网络层工作,所以路由器可以识别IP地址,在重新转发的过程中,将会更改源MAC地址为转发网段的网关。若不存在,则直接丢弃。

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5.2 路由器的静态路由:

尤管理员手写的路由条目;路由器与路由器之间的链路我们称之为骨干链路(总线链路),一般是不配置任何PC端的。

下一跳判断:1.方向正确   2.必须在直接连接的网段范围内

第一种:[R1]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2

静态路由:目标网段为192.168.3.0/24 下一跳为192.168.2.2

第二种:[R2]ip route-static 192.168.1.0 24 GigabitEthernet 0/0/0 192.168.2.1 

同上(增加定义流量出方向的接口)

在静态路由的选路原则中,一律选择最短路径

Pre:优先级  --当两条路由条目均能到达同一目标网段时,仅加载优先级较高的路由条目进入路由表中。

注意:优先级的数值越大,优先级越低。

[R2]display ip routing-table  查询路由表

[R2]display ip routing-table protocol static  查询由静态路由生成的路由表

扩展配置:
1.负载均衡

当路由器访问同一个目标具有多条开销相似的路径时,可以让设备将流量拆分,随后延多条路径同时发送,已达到叠加带宽的目的。

2.环回接口

路由器配置的虚拟接口,一般用于测试,不需要设备支持。

[Huawei]interface LoopBack 0  进入环回接口,该接口编号为0

[Huawei]ping -a 192.168.1.1 192.168.2.1   指定一个IP地址去ping另一个IP地址

3.手工汇总

当路由器可以访问多个连续的子网时,若均通过相同的下一跳,则可以将这些网段进行汇总计算,之后仅编辑汇总后的网段的静态路由即可达到减少路由条目,提高转发效率的目的。

4.路由黑洞

在汇总中若包含实际不存在的网段,可能会使去往该网段的数据包有去无回,造成链路资源的浪费。(黑洞路由器:谁在丢弃数据包吗,谁就是黑洞路由器)

5.缺省路由

一条不限定目标网段的路由条目;在查表时若本地路由均不匹配,则将匹配缺省路由。

[Huawei]ip route-static 0.0.0.0 0 12.1.1.2 

特征:一旦黑洞路由器与缺省路由相遇,将会百分之百形成路由环路

6.空接口路由

在黑洞路由器上配置一条到达汇总网段且指向空接口的路由。

1.空接口:null 0 ------垃圾箱  

2.路由表的匹配原则:精确匹配原则/最长匹配原则 

[Huawei]ip route-static 192.168.0.0 22 NULL 0  将该路由指向null0 接口

7.浮动静态路由

[Huawei]ip route-static 192.168.1.0 24 12.1.1.2 preference 61  定义该理由条目优先级为61


全网通:让全网所有的路由器都拥有全网所有的网段信息。


5.3路由器的动态路由:

所有路由器上均运行同一种动态路由协议,之后通过路由器间自行协商,最终得出路由条目加载于路由表中。

3.1动态路由协议的分类:

基于AS进行的分类---IGP内部网关协议  EGP外部网关协议

AS:自治系统   标准编号:0-65535  (1-64511公有范围 ;64512-65535私有范围)

第一个—AS之内:IGP部网关协议  RIP   OSPF  EIGRP  ISIS

IGP内部网关协议的分类:

  1. 基于更新时是否携带掩码

有类别----------更新时不携带掩码 

无类别----------更新时携带掩码   

  1. 基于工作特点的分类

①DV--距离矢量型协议  以跳数作为开销  邻居间共享路由表

②LS--链路状态型协议  邻居间共享拓扑信息 

第二个—AS之外:EGP部网关协议  BGP

3.2IGP的内部网关协议
RIP---路由信息协议/距离矢量型协议  
1.基于UDP的520端口
2.使用跳数作为开销/度量值  
3.周期更新和触发更新  

周期更新的意义:

1.保活 (每隔30s发送一次,一共发送6次)

2.没有确认机制

RIP的破环机制:

水平分割---------从此口入不从此口出(只能在直线型拓扑中避免环路出现,其主要作用是控制重复更新)

2.最大跳数:15跳     16跳路由器将不在转发该数据包

3.触发更新:毒性逆转水平分割    (大于等于16)

(4.抑制计时器  )

4.V1/V2/NG 三个版本   NG版本适用于IPV6 

V1版本和V2版本的区别 

一:V1为有类别路由协议-------更新时不携带掩码

V2为无类别路由协议

二:V1是广播更新:255.255.255.255 

V2是组播更新:224.0.0.9   

三:V2支持手工认证 (通讯会被加密,增加安全性)


V1版本的配置:

[R1]rip 1  启动时需要定义进程号,默认为1,仅具有本地意义

[R1-rip-1]version 1 定义使用V1版本

宣告:只能进行主类的宣告  基于宣告的主类网段 找到属于该网段的接口

  1. 激活接口--收发RIP信息  2.该接口的信息可以共享给邻居

身上有那些东西,就宣告那些东西

[R1-rip-1]network 1.0.0.0  只能宣告其所在主类 


RIP V2

[R1]rip 1  定义进程号

[R1-rip-1]version 2  选择版本2

[R1-rip-1]undo summary  关闭自动汇总  若不关闭自动汇总,RIPV2将会使用主类长度的掩码来发送路由,关闭自动汇总后,将携带接口精确掩码进行路由发送。

二:RIP 的扩展配置

  1. RIP V2 的手工汇总

[R6]interface g 0/0/0  从那个接口宣告出去的,从那个接口做汇总

[R6-GigabitEthernet0/0/0]rip summary-address 1.1.0.0 255.255.252.0  在该接口上进行子网汇总

  1. RIP V2 的手工认证-----在两台运行RIP协议的邻居路由器之间进行配置,让两台邻居设备发出的数据中携带核验身份的密钥,也可同时对传输的路由信息进行加密。

[R6-GigabitEthernet0/0/0]rip authentication-mode md5 usual cipher 123456  在该接口上  进行关于RIP 的认证,其认证模式为md5 密码为123456

  1. 被动接口----仅接受不发送路由信息,仅限于连接用于PC端的接口使用,不得用于路由器之间的接口,否则将导致无法正常发送路由信息。

[R6-rip-1]silent-interface g 0/0/1  设置该接口为沉默接口/被动接口

  1. 加快收敛----修改计时器

30s更新  180s失效   180s抑制  300s刷新

  1. 认为修改计时器可以一定成度的加快收敛过程,但是不易修改的过小。
  2. 尽量维持原有的倍数关系 
  3. 全网所有设备计时器需要修改一致

(不要去修改计时器)

在华为模拟器中,不可修改抑制计时器

[R6-rip-1]timers rip 30   180   300

               更新  失效  刷新

  1. 缺省路由------在边界路由器上,进行RIP的缺省配置后,该设备将向内部运行RIP协议的路由器发送缺省更新,使得内部所有的RIP设备自动生成缺省路由,下一跳指向边界路由器方向。

[R8-rip-1]default-route originate  下发缺省路由


OSPF:开放式最短路径优先协议

1.距离矢量型协议:运行距离矢量路由协议的路由器周期性的泛洪自己的路由表。通过路由的交互,每台路由器都从相邻的路由器学习到路由,并且加载于自己的路由表中;对于网络中的所有路由器而言,路由器并不清楚网络的结构,只能简单的知道要去往某个地方方向在哪里,距离是多远。这既是距离矢量型协议的本质。

2.链路状态型协议:与距离矢量型协议不同,链路状态路由协议通告的是链路状态而不是路由表。运行链路状态型协议的路由器之间会首先建立一个协议的邻居关系,然后彼此之间开始交互LSA(链路状态通告)。每台路由器都会产生自己的LSA。路由器将自己接收到的LSA信息存储于本地的LSDB(链路状态数据库)中。路由器通过LSDB便掌握了全网的拓扑信息。最后,路由器将计算出的最优路径加载于本地的路由表中。

链路状态型协议流程图总结:

ofps的特征:
  1. 1.支持等开销负载均衡
  2. 2.基于组播进行更新 224.0.0.5   224.0.0.6
  3. 3.支持触发更新 ; 每30min周期更新一次  ;Ospf的保活-----10s更新包(hello包)
  4. 4.需要结构化的部署---区域划分  地址规划 相同区域传拓扑,不同区域传路由。

区域划分的规则:

  1. 1.星型结构 骨干区域为0区,大于0为非骨干区域,所有非骨干区域必须接入到骨干区域上
  2. 2.ABR----域间路由器  两个或多个区域相邻时,必须存在ABR设备。   ABR设备(同时工作在两个或多个区域)

Router-ID(用于在一个OSPF域中唯一的标识一台路由器)

RID(Router-ID)的设定可以已通过手工配置的方式,或者使用系统自动生成的方式。  (配置RID时,建议使用手工配置)

定义RID值,建议使用IP地址;要是不手工配置,将会自动配置环回的最大数值,若没有环回,则选择物理接口的最大数值。

COST值=参考带宽/接口带宽 

默认参考带宽为100M  整段路径cost值之和越小越佳;若接口带宽大于参考带宽,则度量值默认为1,可能会导致选路不佳,故在接口带宽大于参考带宽的网络中,可以人为的修改带宽。

ospf的重要五大点
一:OSPF的数据包类型
  1. hello包  用于邻居间的发现 关系建立 和 周期保活
  2. DD/DBD包 数据可描述包 用于携带本地数据库目录
  3. LSR包  链路状态请求包  在查看完对端的DD包后,基于本地的LSDB(链路状态数据库)进行查询,随后通过LSR包去索要自己没有的LSA信息。
  4. LSU包   链路状态更新包  用于携带各种LSA信息的包
  5. LSACK包  链路状态确认包  用于确认接收到对端的信息
 二:OSPF的状态机

Down状态

表示未被激活的状态,一旦本地发出hello包则进入下一个状态机。

Init状态

表示初始化的状态  一旦本地发出hello包,则进入init状态;一但本地接收到hello包,则进入init状态

TOW-WAY状态

双向通讯 表示建立了邻居关系

条件匹配:在点到点网络类型中直接进入下一个状态机,在MA网络中,将进行DR/BDR的选举;所有非DR/BDR的设备间不能进入下一个状态机。

Ex-satart

预启动  使用不携带数据目录的DD包进行主从选举,RID数值大者为主,优先进入下一个状态机。

Exchange 状态

准交换  携带具体的数据库目录信息的DD包进行发送,需要ack确认。

Loading状态

加载    在查看完对端的DD包后,根据本地的LSDB得出自己需要哪些LSA的完整信息,随后通过LSR包去要,LSU包去给,LSACK包去确认。

FULL 状态

 转发   邻接关系的建立 

三:OSPF的工作过程

启动配置完成后,本地组播224.0.0.5 发出hello包;

Hello中将携带自己的RID,以及本地已知所有邻居的RID;

若接收到对端的hello包中存在自己的RID,则视为双方认识,邻居关系建立,生成邻居表。

邻居关系建立后,将进行条件匹配,匹配失败则永久停留于邻居关系,仅hello包保活即可。

若条件匹配成功,则表明可以建立邻接关系。

先使用不携带数据库目录的DD包进行主从选举,RID大者为主,优先进入下一个状态机,优先共享自己的数据库目录(为从者也会进入下一个状态机,也会共享自己的数据库目录,但是先后顺序在主的后面进入);

在接收到对端携带具体数据库目录的DD包后,基于本地的LSDB(链路状态数据库)查询自己缺少哪些LSA信息;

之后使用LSR包去索要未知LSA信息;通过LSU包去更新LSA信息,LSACK去确认收到对端的LSA信息-----------同步LSDB------生成数据库表。

之后启动本地SPF算法,基于本地的LSDB生成有向图,在计算出最短路径树,在基于树形结构算出本地到达目的网段的最短路径,加载与本地的路由表中;

收敛完成后,hello包保活即可。

每30min进行一次周期更新-----进行LSDB的对比,若一致,则继续保活即可,若不一致,将重新收敛。

结构突变:

  1. 新增一个网段:直接增加网段设备,直接使用更新包告知邻接关系,需要ack确认。
  2. 断开一个网段:断开增加网段设备,直接使用更新包告知邻接关系,需要ack确认。
  3. 无法沟通:hello time 10s ,dead time 40s ,时间到了就直接删除邻居信息。
四:OSPF的基础配置

[R1]ospf 1  创建ospf进程 

进行宣告:1.激活  2.传递路由或拓扑  3.区域划分

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1  创建ospf进程1  同时定义RID为1.1.1.1

[R1-ospf-1]area 0 进入0区

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255

反掩码:掩码反过来 

[R1]display  ospf peer  查看详细邻居关系

[R2]display  ospf peer  brief  查看邻居关系表

[R2]display ospf lsdb  查看数据库目录

[R2]display ospf lsdb router 2.2.2.2 查看数据库中的详细信息

[R2]display ospf routing  查询由OSPF生成的路由

修改参考带宽

注意:一旦修改参考带宽,全网所有设备,均需修改

五:OSPF的扩展配置
  1. 从邻居关系建立成为邻接关系的条件

TOW-WAYEXstart 匹配条件:在点到点的网络类型中将直接进入下一个状态机;在MA网络中,将进行DR/BDR的选举,所有非DR/BDR设备间不能进入下一个状态机。

  1. 点到点的网络类型:在一个网段内仅支持存在两个节点
  2. MA:多路访问------在一个网段内,存在的节点不限制

BMANBMA 

OSPF在点到点的网络类型中,所有邻居关系将直接成为邻接关系;

MA网络类型中,若所有的设备间均为邻接关系,将可能导致大量的重复更新;故进行DR/BDR的选举;所有非DR/BDR设备间将维持邻居关系。

至少需要多少台设备,才会出现邻居关系?

DR/BDR的选举规则:

①先比较参选接口的优先级,默认为1,范围0-255,大为优

②若参选接口优先级相同,则比较参选设备的RID,大为优

[R1]interface g 0/0/0 进入参选接口

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 2  更改该接口在ospf中精选DR设备的优先级为2

切结:DR/BDR设备的选举是非抢占性质;故需要网段内部重新进行选举,需要重启该网段内的所有参选设备的OSPF进程;若参选接口的优先级为0,则默认放弃参选;一个网段中至少应该存在一台DR设备。

<R1>reset ospf process  重启OSPF进程

手工认证:

在邻居间相邻的接口上定义安全密钥

[R2]interface g 0/0/1 进入相邻接口

[R2-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456   在该接口上基于OSPF协议进行模式为md5的手工认证 密钥ID1 密码为123456

手工汇总-----区域汇总

ABR设备上将A区域的路由共享到B区域时,方可进行手工汇总的配置。 在域间路由器上进行配置

[R2-ospf-1]area 0  要汇总那个区域的网段,就进入哪一个区域

[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.0.0 255.255.252.0

0区中,使用ABR 的汇总功能 汇总网段为 192.168.0.0/22

被动接口-------沉默接口 

仅接受不发送路由信息的接口,只能用于连接用户的接口,不得用于路由器之间的接口。

[R1-ospf-1]silent-interface g 0/0/1  OSPF进程1  设置g0/0/1为被动接口

加快收敛-----修改计时器

Hello time 10s  dead time 40s

修改一台路由器的某个接口的hello time 时,该接口的dead time将自动关闭,邻居间直连接口的hello time dead time 时间若不一致,将不能建立邻居关系 ;修改计时器不易修改的过小(不建议修改计时器)

缺省路由

在连接外网的边界路由器上,配置一条缺省路由后,该设备将向内部所有设备发送缺省路由的更新,下一跳方向指向该边界路由器方向。

[R3-ospf-1]default-route-advertise always   下发缺省路由

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