OSPF协议

OSPF：开放式最短路径优先协议

无类别IGP协议；链路状态型；基于LSA收敛，故更新量较大，为在中大型网络正常工作，需要进行结构化的部署 --- 区域划分、ip地址规划

组播更新 --- 224.0.0.5 224.0.0.6 支持等开销负载均衡

支持触发更新 30min周期更新 跨层封装协议，协议号89；

数据包 --- 5种

Hello --- 邻居的发现，关系的建立，周期保活

DBD --- 数据库描述包

LSR --- 链路状态请求

LSU --- 链路状态更新 -- 携带各种LSA

LSack --- 链路状态确认

OSPF状态机

Down 一旦接收到hello包进入下一个状态机

Init 初始化 接收到的hello包中，若存在本地的RID，进入下一状态

2way 双向通讯 -- 邻居关系建立的标志

条件匹配：点到点网络直接进入下一个状态机 MA网络将进行DR/BDR选举（40S）

非DR/BDR之间不能进入下一个状态机

Exstart -- 预启动 使用不携带目录信息的DBD包进行主从关系选举，RID数值大为主，优先进入下一个状态机； 主从目的主要在于信息交互的有序性，避免同时收发造成网络拥塞

Exchange 准交换 -- 使用DBD携带目录信息，进行共享

Loading 加载 -- 查看完邻接的目录信息后，针对本地未知的LSA，使用LSR包进行查询，对端使用LSU进行应答， 本地接收到LSA后使用ack进行确认 --- 获取未知的LSA信息

Full --转发 邻接关系建立的标志

OSPF的工作过程

启动配置完成后，邻居间组播收发hello包，建立邻居关系；生成邻居表；

邻居关系建立后，将进行条件的匹配，匹配失败将维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；

匹配成功可以建立邻接（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；获取完成后，邻接关系间数据库同步一致；--- 数据库表；

之后本地基于本地的数据库所有内容整理出有向图--->最短路径树结构--->将本地到达所有未知网段的最短路径加载于本地的路由表中；

收敛完成后，邻居间仅hello包周期保活即可；每30min邻接关系间周期比对数据库目录，

若不一致将马上使用LSU和LSACK进行不一致部分收敛；

拓扑突变 ：

1）新增网段：直连新增网段设备，用LSU直接进行触发更新

2）断开网段：直连断开网段设备，用LSU直接进行触发更新

3）无法沟通：dead time 为hello time4倍；在dead time到时时将断开邻接、邻居关系，删除路由；

OSPF的基础配置

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[r1-ospf-1]

启动时可以定义进程号，进程号仅具有本地意义；

每一个OSPF进程均需要RID，全网唯一；生成顺序：手写--环回接口最大数值的ip地址 -- 物理接口上数值最大的ip地址

[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

宣告：1）区域划分 2）激活接口--可以收发ospf的信息 3）传递接口信息--该接口信息将被共享给其他邻接

区域划分规则：

1. 星型拓扑 --- 区域0为骨干，大于0为非骨干，所有非骨干必须连接到骨干区域方可正常共享路由

2. 区域间必须存在ABR -- 区域边界路由器

[r2]display ospf peer 查看邻居信息
[r2]display ospf peer brief 查看邻居表

启动配置完成后，邻居间组播收发hello包，建立邻居关系；生成邻居表；

hello包：

周期收发 hello time 10s 或30s dead time为hello time 4倍

邻居间hello包中必须完全一致的参数：否则无法建立邻居关系

1）hello 、dead time 2）区域ID --区域划分规则--ABR 3）认证字段

4）末梢区域标记 -- 特殊区域 5）华为系还要求邻居间直连接口ip的子网掩码必须一致；

[r2]display ospf lsdb 查看数据库表

LSDB-链路状态数据库--所有LSA的集合

邻居关系建立后，关注条件，条件不匹配设备间维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；

条件匹配的设备间，将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取所有本地未知的LSA信息，完成数据库同步 --- 数据库表；

关于DBD包的扩展知识点：

1）Ospf的DBD包中将携带接口的MTU值，要求邻接间的MTU必须一致，否则将卡在exstart或exchange状态机；

华为默认未开启MTU检测

[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf mtu-enable 在直连邻接的接口上开启，必须两端均开启

2）DBD包中的标记位

I M MS I为1标识该DBD包为本地发出的第一个DBD M为1标识该DBD包不是本地发出的最后一个DBD包 MS 为1标识本地为主，为0代表

3）隐性确认

主从被选举后，从将使用主的序列号为确认接收到了主的DBD包，即使从设备已经不需要发送DBD，依然要使用未携带信息的DBD来进行隐性确认；

邻接关系间数据库同步完成后，本地基于数据库生成---有向图 ---> 最短路径树--->将本地到达所有未知网段的最短路径加载于本地的路由表中；

默认优先级为10 ，度量为cost值；

Cost=开销=参考带宽/接口带宽 默认参考为100M 当接口带宽大于参考带宽时，cost值为1；OSPF优选整段路径cost值之和最小为最短路径

故当接口带宽大于参考带宽的网络可能导致选路不佳，建议修改参考带宽

[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]bandwidth-reference ?
INTEGER<1-2147483648> The reference bandwidth (Mbits/s)
[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000 切记：全网设备参考带宽需要修改一致

[r1]display ospf routing 查看所有本地学习以及共享出去的OSPF路由

邻居关系成为邻接关系的条件 --- 和网络类型有关

点到点 --- 所有邻居直接建立为邻接关系

MA---由于OSPF协议需要邻接关系间进行数据库对比，故不支持接口水分割；若两两间均为邻接关系，将可能出现大量的重复更新；因此，在MA网络中ospf协议将进行DR/BDR选举，所有非DR/BDR设备间维持邻居关系，不进行数据库共享；

选举规则：1）先比较参选接口的优先级 0-255 默认为1，大优

2）若优先级相同，比较参选的RID，数值大优

若需要干涉选举，可以修改参选接口的优先级

[r1]int g0/0/1
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 3

切记：选举是非抢占的，故修改后该网段依然维持原有角色，若希望重新选举，需要重启该网段所有设备的OSPF进程;

reset ospf process 重启ospf进程
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

建议直接将DR优先级修改最大，BDR次大，其他设备优先级修改为0，0标识不参选，可以不同重启任何设备的ospf进程；