HCIA --- 动态路由协议之OSPF
Ospf:开放式最短路径优先协议
无类别链路状态igp协议；周期更新(30min)+触发更新；链路状态协议的更新量随着网络范围的扩展指数性的上升，因此ospf协议为了在中大型网络中工作，需要结构化的部署-区域划分、合理ip地址规划；组播更新--- 224.0.0.5 224.0.0.6
一、Ospf的5种数据包
Hello：邻居的发现，关系的建立；周期（10s）的保活 携带rid
Dbd：数据库描述包；本地数据库目录
Lsr：链路状态请求
Lsu：链路状态更新
Lsack：链路状态确认
Lsa：链路状态，具体一条一条路由信息或拓扑信息；但它不是一个包，是被lsu数据包来携带；
二、Ospf的7个状态机
Down：一旦接收到的hello 包，进入下一个状态机
Init 初始化：一旦接收到的hello包中，存在本地的rid，进入下一个状态
2way 双向通讯：邻居关系建立的标志
关注条件：
Exstart 预启动：使用不携带目录信息的DBD包，进行主从关系的选举；rid大为主，优先进入下一 个状态；解决了目录共享时的无序；
Exchange 准交换：使用携带目标信息的dbd包，共享本地数据库目录；
loading加载：查看完邻接的dbd信息后，对比本地，然后基于本地未知的lsa进行查询；
使用lsr 向对端查询，对端使用lsu来传输这些lsa信息，本地收到后需要
lsack来进去确认；
Full：邻接关系建立的标志； 意味着邻接间，数据库同步（一致）
三、Ospf的工作过程
启动配置完成后，邻居间开始收发hello包；hello包中将携带本地及本地所有已知邻居的rid；之后生成邻居表；邻居间需要关注是否可以成为邻接的条件；若不能建立为邻接，将保持为邻居关系，仅hello包周期保活即可；
若可以建立邻接关系；将使用DBD进行本地数据库目录的对比；之后基于对比的结果，使用LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；使邻接关系间数据库（lsdb）完成同步（一致），生成数据库表；
之后本地基于lsdb，使用spf算法，生成有向图—>最短路径树——＞计算本地到达所有未知网段的最短路径，将其加载到本地路由表中；收敛完成；
收敛完成后，邻居和邻接关系间均hello每10s保活；每30min一次邻接关系间周期数据库比对，保障一致；
结构突变：
- 新增网段
- 断开网段
- 无法沟通：dead time 为hello time的4倍；在4次周期内未收到对端的hello包，将断开与其邻居关系；删除通过该邻居计算所得路由；
lsdb：链路状态数据库 – 所有lsa的集合
四、Ospf基础配置
[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
启动时可以定义进程号、RID；默认进程1，RID--格式为IPV4地址，全网唯一； 手工--》环回接口最大数值--》物理接口最大数值
[r1-ospf-1]
宣告的作用：1、激活-- 可以收发ospf的信息
2、被选中接口的拓扑信息可以共享给邻接
3、区域划分
[r1-ospf-1]area 0
[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
ospf在宣告时，需要使用反掩码，来匹配宣告的地址范围
区域划分规则：
- 星型结构 --- 编号0骨干区域（中心），大于0为非骨干区域（分支）
非骨干区域必须直连骨干区域；
2、必须存在ABR --- 区域边界路由器 两个区域间互联的设备
启动配置完成后，邻居间收发hello包；建立邻居关系，生成邻居表：
[r2]display ospf peer 查看邻居关系
[r2]display ospf peer brief 查看邻居简表
邻居关系建立后，关注条件；匹配失败，保持为邻居关系，仅hello包周期保活；匹配成功可以建立为邻接（毗邻）关系；邻接关系间，将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；完整本地的LSDB （数据库表）；
[r2]display ospf lsdb
当数据库同步完成后；本地基于SPF算法，将数据库转换为有向图，再将有向图转换为树型结构；之后基于树形结构，以本地为起到到达所有未知网段的最短路径，加载到路由表中；
<r1>display ip routing-table protocol ospf 查看ospf路由
优先级为10；度量为cost值 ； cost值=开销值
Ospf cost = 参考带宽/接口带宽 默认参考带宽为100M
ospf优选cost值之和最小，为最佳路径；若两条链路cost值之和相同，等开销负载均衡；
若接口带宽大于参考带宽，cost为1；将可能导致选路不佳；建议修改默认的参考带宽：
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]bandwidth-reference ?
INTEGER<1-2147483648> The reference bandwidth (Mbits/s)
[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000
切记：若修改参考带宽，全网需修改的一致；
五、扩展配置
1、DR/BDR选举
邻居成为邻接关系的条件；与网络类型有关；
网络类型：
点到点--在一个网段内只能存在两个节点 -- 串线链路
MA--多路访问-在一个网段内的节点数量不限制；不是当下连接了几个节点；而是该网络类型允许最终连接多个节点；--以太网
点到点网络邻居关系直接成为邻接关系；在MA网络中，将进行DR/BDR选举；在一个网段中仅DR/BDR与其他路由器为邻接关系；非DR/BDR之间为邻居关系；
选举规则：
1、先比较该网段所有参选设备接口的优先级，越大越优；
默认优先级为1；取值范围0-255，0标识不参选
2、若所有参选者优先级相同，比较参选设备的RID，数值大优；
干涉选举：
1、DR优先级最大，BDR次大 -- 切记ospf的选举是非抢占性的；故在修改完优先级后，需要所有路由器重启OSPF进程；
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/0
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 3 修改接口优先级
<r1>reset ospf process 重启ospf进程
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y
2、DR优先级修改为最大，BDR次大；其他设备修改为0；无需重启进程
2、区域汇总
OSPF协议不支持接口汇总；只能在ABR上将a区域拓扑计算所得路由，共享给B区域时进行汇总；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 1.1.0.0 255.252.0.0
R2为一台连接区域0和其他区域的ABR；以上操作为，R2将通过区域0学习到的拓扑计算所得的路由，传递给其他区域时进行汇总，汇总网段1.1.0.0/22
3、被动接口(沉默接口)
仅接收不发送路由协议信息；用于连接用户终端的接口，不得用于连接邻居路由器的接口，否则无法建立邻居关系；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/0
4、认证（接口认证）
在直连邻居或邻接的接口上配置，保障更新的安全
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456
模式、编号、密码要求邻居间一致
5、加快收敛
邻居间计时器 10s hello time 40s dead time
邻居间，修改本端的hello time，本端的dead time自动4被关系匹配；但ospf中邻居间的hello time和dead time必须完全一致，否则无法建立邻居关系；
[r1]interface GigabitEthernet 0/0/0
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5
6、缺省路由
边界路由器上配置后，将自动向内网下放一条缺省路由，之后内网设备将自动生成缺省路由指向边界
[r4]ospf 1
[r4-ospf-1]default-route-advertise always