HCIP之OSPF（一）数据库1315963786的博客-

OSPF:开放式最短路径优先
    公有协议—-链路状态协议—-更新量大

算法:
    OSPF : 迪杰科斯特拉算法(SPF算法)
    RIP:贝尔曼斯特算法
OSPF特点
1. CIDR:
2、收敛速度快:相当于RIP收敛快，相对于EIGRP比较慢
3、是无类路由协议，支持VLSM,CIDR，不连续子网，手工汇总
4、支持区域划分
    OSPF:区域划分
        骨干区域、常规区域
            注：常规区域必须和骨干区域直接相连
5、支持认证:分三种:
    不认证
    简单明文认证
    MD5(认证)
6、触发更新
7、OSPF是无环协议(只局限于区域内) ,在一个区域内是绝对无环的，基于SPF算法
8、OSPF的低层协议: IP 89
9、0SPF的优先级为10 (OSPF内部)   150 (OSPF 外部)
10、OSPF使用开销(COST)做为度量标准
11、RIPv1是广播，v2是组播: 224.0.0.9 OSPF是用组播来更新(224.0. 0.5, 224. 0.0. 6)
12、OSPF的三张表:邻居表(邻居数据库)，拓扑表(链路状态数据库LSDB)，路由表(RIB )
13、OSPF LSDB每30分钟会更新(LSA (1800秒) 60分钟老化(3600老化)
OSPF的进程只具有本地意文
    ASBR：自制系统边界路由器
    ABR：区域边界路由器
    router-id：标识运行ospf的路由器的身份
        选举规则：
            手动指定优先，如果没有指定则选择环回接口，没有环回接口选举物理接口（接口地址越大越优先）
            华为设备：手动指定最优先，最先up的接口最优先
            可以在全局指定：router-id
            ospf进程下指定：ospf 1 router id 1.1.1.1
                注：进程优于全局
ospf邻居状态机：
    down:表示没有邻居收到hello报文，在NBMA网络中仍然使用较低频率向down状态发送hello报文
    Atempt(NBMA环境)：未从收到hello报文，仍然需要向外发送hello包进行尝试，用于邻居联系
    init :已经收到了邻居发送的hello包，但该报文中列出的邻居未包含自己的router-id
    two-way :路由器双方都得到对方的router-id，建立了邻居关系，未建立邻接关系。在广播和NBMA类型的网络中，两个接口状态是DROther的路由器之间将停留在此状态。其他情况状态机将继续转入高级状态。
    exstart :邻接建立的第一步，准备交互DBD描述报文,同时选举DR和BDR。路由器和它的邻居之间通过互相交换DBD报文来决定发送时的主从关系。建立主从关系主要是为了保证在后续的DD报文交换中能够有序的发送。
    exchange :交互DBD描述报文，路由器将本地LSDB通过DBD报文描述并发送给邻居
    loading :路由器发送LSR报文向邻居请求对方的DBD报文，对端发送LSU用于本地更新，发送LSACK确认
    full :完全邻接状态,双方数据库同步。此状态下，邻居路由器的LSDB中所有的LSA在本路由器上全部有了，即本路由器和对端邻居建立了邻接关系

查看ospf邻居：display ospf peer brief
查看ospf链路状态数据库：display ospf lsdb

LSA(链路状态通告信息)：有关各条链路的状态信息
LSU:包括了LSA信息，链路状态更新报文
最短路径算法（SPF算法）
邻居关系：是建立邻接关系的必须阶段
邻接关系
指定路由器（DR）
备份路由器（BDR）
非指定路由器（DRother）

ospf的报文：
    1.Hello报文：建立和发现邻居，维护ospf邻居关系
    2.DBD报文：数据库描述包，用于描述LSDB的摘要信息
    3.LSR报文：用于向对方请求所需要的LSA信息
    4.LSU报文：更新报文，用于向对方发送所需要的LSA    
    5.LSACK报文：用来对收到的LSU报文进行确认，即确认LSA
    注：五种报文中，只有LSU包含具体的LSA信息，DBD只包含摘要信息
    hello报文
        掩码(在广播或NBMA中才会检查)
        hello时间：发送hello的时间间隔，广播网络或点到点10s,NBMA30s
        options:
            DN:用来防环
            o:支持9、10、11类LSA能力
            DC位：按需链路
            N：等于1代表支持七类LSA，=0代表不支持
            P：需要做七转五
            MC位：支持MOSF
            E位：表示支持五类LSA
        Router Priority：用于选举DR、BDR
        Router Dead Interval（死亡时间）：是hello时间的4倍，如果在该时间内没有收到hello报文就会认为邻居失效
        DR
        BDR
        Active Neighbor
    DR与BDR的选举
        双方在进入2-way状态开始选举，选举时间=死亡时间=40s
        1.DR与BDR字段为空，首先选举BDR，首先比较优先级，越高越优，默认为1,0表示不参与选举，优先级相同会比较router-id，越大越优，BDR选举后，会自动升级成为DR，重新再选举BDR
        2.DR字段为空，BDR不为空，BDR自动升级成为DR，重新选举BDR
        3.DR字段不为空，BDR为空，重新选举BDR
        注：默认DR、BDR是不抢占的
        作用：
            减少邻接关系
            降低OSPF协议流量
            DR：指定路由器，负责在MA网络中建立维护邻接关系和LSA同步
            DR会与其他路由器交换链路状态信息，其他不直接交换，减少资源消耗
            BDR：备份路由器，当DR发生单点故障后，邻接关系全部失效，LSA无法同步。通过BDR能快速接管DR工作
    DBD报文的作用：
        主从选举DBD
        交互LSA的摘要信息    
        注：第一个DBD报文为空报文，用来选举主从
            选举规则：router id 大的为主
            隐示确认：通过主序列号进行确认；如果主设备收到一条DBD的回复报文，里面的序列号是自己之前发送的，就认为之前的DBD的对端已经收到

            华为设备默认不检测MTU，思科设备会检测。当MTU不一致时，会卡在exstart状态
                从设备MTU小于主设备MTU，会卡在exstart状态
    OSPF确认机制：
        隐式确认（主从序列号）
        显式确认（LSR、LSU、LSACK）
    OSPF工作过程：
        启动宣告配置完成后，路由器开始组播224.0.0.5收发OSPF的hello包;若接收到的hello 包中存在本地的route-id，建立邻居关系。生成邻居表；
        之后基于表格中所有的邻居进行条件的匹配，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关系;邻居间使用DBD进行数据库目录的比对;之后使用LSR查询目录中未知的LSA信息。对端使用LSU来携带传递LSA,最终需要LSack进行接收确认
        当本地收集到区域内所有设备的LSA后，生成LSDB-链路状态数据库表
        本地基于LSDB启用SFP算法，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表内
        收敛完成，仅hello包周期保活所有的邻居和邻接关系;每30min周期进行DBD包的收发来进行纠错
        结构突变：
            新增网段或断开网段：直连会使用DBD告知邻居，邻居进行LSR、LSU、LSACK收敛
            无法沟通：死亡时间和最大老化时间解决
                正常邻居间存在hello包，；若超过死亡时间依然未收到hello包，则断开邻居关系，删除之前学习到的所有信息
                若邻居关系正常，但未进行周期更新，则每条LSA的后方会存在一个老化时间，默认为3600s，到达最大老化时间时删除LSA信息即可
    LSA新旧比较：
        比较序列号，越大越优
        比较校验值，越大越优
        LSA age时间，是否等于    MAX-age时间（3600）
        如果age时间不等于MAX-age时间，比较差值，当差值大于15min，小的优
        如果age时间不等于MAX-age时间，比较差值，当差值小于15min，说明为同一条LSA，忽略其中一条
    LSA更新时间：
        1800s到期自动更新
        触发更新（接口的变化）
    OSPF网络类型
        P2P网络类型：
            物理接口：串口（PPP、HDLC）、tunnel接口、virtual-link、sham-link
            hello时间与死亡时间：10s  40s
            自动建立邻居，不选举DR
        NBMA:非广播多路访问网络
            物理接口哦：FR接口
            hello时间与死亡时间：30s  120s    
            不自动建立邻居关系：
                手工指定单播邻居
                控制Hub端为DR，不得出现BDR
                手工写映射
        P2MP：点到多点网络类型
            自动建立邻居
            hello时间与死亡时间：30s  120s
        P2MP NON broadcast：点到多点非广播
            hello时间与死亡时间：30s  120s
            不自动建立邻居：
                手工指定单播邻居
    注：修改hello时间，影响dead时间
    注：修改dead时间，不影响hello时间。但二者都影响邻居关系的建立