OSPF

OSPF:開放式最短路徑優先協議
無類別鏈路狀態型協議；存在V1/2/3 三個版本；其中V2為IPV4下各廠商設備的主流版本；V3為IPV6環境下使用；組播更新-224.0.0.5、224.0.0.6，需要結構化的部署（區域劃分，合理的ip地址規劃）；觸發更新，每30MIN一次周期更新

一、OSPF的數據包：5種數據包
Hello包—》發現、建立、周期保活鄰居關系 使用router-id來相互區分；
DBD包—》數據庫描述包 本地的數據目錄
LSR包—》鏈路狀態請求 LSA的查詢包
LSU包—》鏈路狀態更新 包裝傳遞各種LSA信息
LSack 包—鏈路狀態確認包

LSA—鏈路狀態通告—具體的一條一條拓撲或者路由條目信息

二、OSPF的狀態機：
Down 一旦向外發送hello包，那么可以進入下一個狀態
Init-初始化 若接收到的hello包中，存在本地的RID，進入下一狀態
2way雙向通訊 鄰居關系建立的標志；
條件匹配：
Exstart 預啟動 使用類似hello 的DBD進行主從關系的選舉，RID數值大為主，優先進入
下一狀態
Exchange 準交換 使用真正的DBD來交換數據庫目錄，需要ACK進行確認
Loading 加載 查看對端DBD報文，使用LSR/LSU/LSack來獲取本地未知的LSA信息；
Full 轉發 鄰接（毗鄰）關系建立完成

三、OSPF的工作過程：
啟動配置完成后；本地路由器組播224.0.0.5發送hello包；若接到來自其他路由器發送的hello包，且內容中包含本地的RID；鄰居關系建立---生成鄰居表；
鄰居關系建立后，基于建鄰過程中的條件匹配結果進行下一步動作；
1、 匹配失敗—將和鄰居一直卡在鄰居關系，僅hello包每10s周期保活一次
2、 匹配成功—開始進行鄰接關系的進程
使用類似hello 的DBD包進行主從關系選舉，之后主優先發送本地的DBD來換取對端的DBD；再基于對端DBD包，對照本地未知的LSA；使用LSR，對端LSU，再LSack來獲取本地未知的LSA信息；
當所有的LSA被收集完成后，生成數據庫表—LSDB（鏈路狀態數據庫）
之后基于本地的數據庫表—生成有向圖—》樹型結構
基于數據結構進行最短路徑選路，將選擇結果，加載到本地的路由表中；
鄰接關系建立，收斂完成；僅hello包每10s周期保活即可；
再每30min鄰接關系周期比對一次DBD，進行查漏；

結構突變：
1、 新增網段
2、 斷開網段
3、 無法溝通

四、OSPF的基礎配置：

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 啟動時，需要定義進程號；進程號僅具有本地意義；

                    可以配置route-id；也可以不配置，讓ospf協議自動生成；
                    Router-id規則---必須全網唯一，使用IPV4地址來作為格式

自動生成—在本地所有的環回接口尋找最大數值的ip地址—若環回接口未配置ip地址，再在本地所有的物理接口上尋找數值最大的ip地址
[r1-ospf-1]

宣告：1、激活接口 2、授權傳遞接口信息 3、區域劃分
由于OSPF協議需要在中大型網絡環境下工作，避免產生環路，故基于拓撲進行收斂更新，導致更新量較大，由使得協議無法在中大型網絡服務；所以必須進行區域的劃分來減少控制更新量；最終使得協議可以在中大型網絡生存。
區域劃分要求：
1、 星型結構，中心區域必須為骨干區域0，其他非骨干區域必須連接骨干區域，編號大于0；
2、 區域間必須存在ABR—區域邊界路由器

[r1-ospf-1]area 0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.1 0.0.0.0

啟動配置完成后，鄰居間組播收發hello包，建立鄰居關系，生成鄰居表：

[r2]display ospf peer brief

鄰居關系建立后，鄰居間匹配成功可以建立成為鄰接關系；鄰接關系間可以收發LSA，來生成本地的數據庫-LSDB ---- 數據庫表：

[r2]display ospf lsdb

最后，基于本地的路由表，生成有向圖，計算樹型結構；再基于樹型結構，計算本地到達所有未知網段的最短路徑，將其加載到本地的路由表中；
路由表中默認優先級為10；cost值基于帶寬計算 參考帶寬/接口帶寬=cost值
OSPF選路，是將整段路徑cost值之和最小加載到路由表中；
切記：默認參考帶寬為100M；若接口帶寬大于了參考帶寬，結果依然向上求整；可能導致選路不佳；故在接口帶寬大于參考的網絡環境下，建議修改默認的參考帶寬：

[RTB]ospf
[RTB-ospf-1]bandwidth-reference 10000
注：若修改，整個網絡中所有路由器均需要修改為一致；

五、成為鄰接關系的條件；
MA—多路訪問—在一個網段中；節點數量不限制
點到點網絡類型—在一個網段內，只能存在兩個節點

在點到點網絡中，鄰居關系間將直接建立成為鄰接關系；
在MA網段中，若該網段所有設備均建立為鄰接關系，將可能導致大量的重復更新；
故需要進行DR/BDR的選舉—DR-指定路由器 BDR -備份指定路由器
該網段中其余路由器為非DR/BDR設備；所有的非DR/BDR之間只能建立鄰居關系；
成為DR的條件：
1、 比較接口的優先級 0-255 默認為1，越大越優；若為0，表示放棄選舉
2、 若接口接口優先級相同，比較RID，數值大優；

[r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 2 進入參選接口，修改接口優先級

切記：選舉為非搶占選舉；故修改優先級后，必須重啟OSPF進程；
該網段所有設備，重啟進程后，可以進行重新選舉

<r1>reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

六、ospf的擴展配置
1、認證
直連鄰居的接口上配置，鄰居間密碼編號必須一致，否則無法建立鄰居關系

[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher cisco123

2、缺省路由 -- 邊界路由器上配置，讓內部設備生產缺省路由指向邊界

[r3]ospf 1
[r3-ospf-1]default-route-advertise always

3、 匯總—區域間匯總，不支持接口匯總-因為接口上傳遞拓撲
在ABR上，進入明細路由所在的區域，進行匯總配置；將區域內的路由匯總到其他區域

[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summary 192.168.1.0 255.255.255.0

4、加快收斂，修改計時器