路由器 ---- 动态路由(2) ---- OSPF

OSPF：

链路状态型协议(LS)，传递周围的TOPO信息，以带宽作为COST
COST=参考带宽/实际带宽

邻居关系：路由器之间的状态为TWO-Way

结构化部署（区域划分）：

区域边界路由器(ABR)： 位于一个或多个OSPF区域的路由器，其连接这个区域到骨干网络 （有一个接口连接到骨干区域） （ABR的一个接口连接一个区域）

区域划分的要求：

1. 区域之间存在ABR
2. 区域用区域ID来标识 区域ID是一个32位二进制构成,0代表骨干区域
3. 遵循星型拓扑结构，中间区域位骨干区域，其他区域都需要连接骨干区域

区域划分的目的

LSA（链路状态通告）:是链接状态协议使用的一个分组，它包括有关邻居和通道成本的信息

1. 防止环路，OSPF的同一个区域没有环路，多区域通过SPF算法防止环路
2. 隔离LSA泛洪
3. 增加网络的稳定性

OSPF的区域类型

1. 骨干区域：区域ID为骨干区域，其他区域必须连接在骨干区域，其他区域也通过骨干区域交换信息
2. 传输区域：需要将路由信息转发给其他区域
3. 末端区域：只连接了一个区域后，没有再连其他区域

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OSPF的数据包：

HELLO包： 周期发送数据包，建立以及保活邻居关系

RID(Route ID) ：可以表明路由器的身份

    默认10S为周期时间，发送一次HELLO包，该包携带一个RID
     
    死亡时间：4倍的HELLO包周期

DBD包： 数据库描述报文,携带路径信息的摘要，减少数据量的更新

LSR包： 链路状态请求报文，请求获得未知的LSA信息

LSU包： 链路状态更新报文，反馈未知的LSA信息

LSACK包： 链路状态确认包

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OSPF状态机 ---- 标定路由器之间的不同状态

Down状态 ---- 不认识区域之间的其他路由，发送携带自己RID的hello包给其他路由器介绍自己，进入init状态

Init状态 ---- 等待其他收到hello包的路由回一个携带自己RID的hello包，进入TWO-Way状态

TWO-Way状态 ---- 路由之间相互认识，建立了路由之间的邻居关系，可以双向通信，进行条件匹配成功后，进入Exstart状态

Exstart状态 ---- 使用未携带信息的DBD包进行关系选举，RID大的路由器先进入Exchange状态

Exchange状态 ---- 发送携带信息的DBD包，共享链路状态信息摘要

Loading状态 ---- 通过对端的DBD包和本地的LSA信息进行比对，对于未知的LSA信息发送LSR请求，对端发送LSU包，然后回LSACK包确认收到

FULL状态 ---- 路由器之间的收敛完成，标志邻接关系的建立

OSPF的工作原理

启动OSPF配置后，OSPF向所有运行协议的路由以组播224.0.0.5的形式发送一个携带自己RID和已知 的其他的RID的hello包，将收集到的邻居关系记录在邻居表中

邻居表建立完成后，进行条件匹配，匹配失败则停留在邻居关系，发送hello包进行周期保活；匹配成功后，发送未携带数据的DBD包进行主从关系选举，然后发送携带数据的DBD包共享链路状态信息，
发送LSR/LSU/LSACK来获取未知链路状态信息。然后建立本地的数据库，生成数据库表（LSDB）

基于数据链路状态数据库生成有向图和最短路径树，将未知网段的路由信息记录在路由表中

收敛完成后，每10s发送hello包进行邻居关系保活，如果40s未发送hello包，判定该网段不存在，每30min进行一次周期更新，通过DBD包对比

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OSPF的基本配置

1.启动OSPF配置
[Huawei]ospf 1 router-id 1.1.1.1

2.区域划分
[Huawei-ospf-1]area 0

3.宣告网段
反掩码：0代表不可变，1代表可变
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255 — 宣告192.168.1.0的网段
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.0.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.1 0.0.0.0 — 宣告12.0.0.1具体地址

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条件匹配

DR：指定路由器，DR与其他设备保持邻接关系

BDR：备份指定路由器，BDR与其他设备保持邻接关系，可以保证随时替代DR

在网络中，所有设备保持邻接关系，会出现大量的重复更新；所以需要进行DR/BDR的选举，所有非DR/BDR的路由器之间只需保持邻居关系

DR/BDR的选举规则：

1. 先比较优先级，优先级最大的为DR，次大的为BDR，优先级默认为1
   [r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority ? ---- 修改优先级的方法。
   INTEGER<0-255> Router priority value
   如果接口的优先级为0，将退出DR/BDR的选举当中
2. 优先级相同时，比较RID，RID最大的为DR，次大的为BDR
   DR/BDR的选举是非抢占模式，选举时间为40s

OSPF的拓展配置

1.手工认证
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456 ---- KEY ID
必须相同
2.手工汇总
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.0.0 255.255.254.0
3.沉默接口
[r2-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2
4.加快收敛
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5 ---- 只用修改一个时间，另一个时间将
自动按照倍数关系进行修改。
注意：邻居之间的计时器必须一样，否则邻居关系将无法建立
5.缺省路由
[r3-ospf-1]default-route-advertise always ---- 如果路由器本身不存在手写的缺省路
由，则需要使用always来强制下发缺省信息。