＜OSPF（Open Shortest Path First）＞
·OSPF属于IGP，是Link-State协议，基于IP Pro 89。
·采用SPF算法（Dijkstra算法）计算最佳路径。
·快速响应网络变化。
·网络变化是触发更新。
·以较低频率（每隔30分钟）发送定期更新，被称为链路状态刷新。
OSPF维护的3张表：
1）Neighbor Table：
确保直接邻居之间能够双向通信。
2）Topology Table：
LSDB(Link-State DataBase），同一区域的所有路由器LSDB相同。
3）Routing Table：
对LSDB应用SPF算法，选择到达目标地址的最佳路由放入路由表。
OSPF的区域划分：
·OSPF采用层次设计，用Area来分隔路由器。
区域中的路由器保存该区域中所有链路和路由器的详细信息，
但只保存其他区域路由器和链路的摘要信息。
·Transit area (backbone or area 0)
主要功能：为快速、高效地传输数据包。通常不接用户。
·Regular areas (nonbackbone areas)
主要是连接用户。而且所有数据都必须经过area 0中转。
包括：Stub / Totally Stubby / NSSA
采用层次设计的好处：
1、减少了路由表的条目
2、LSA的flood在网络边界停止，加速会聚
3、缩小网络的不稳定性，一个区域的问题不会影响其它区域。
路由器的分类：
OSPF的邻居与邻接关系：
·OSPF路由器与它直连的邻居建立邻居关系。
·OSPF路由器只会与建立了邻接关系的路由器互传LSA。
·路由器只和建立了邻接关系的邻居才可以到达FULL状态。
·路由更新只在形成FULL状态的路由器间传递。
·P2P链路可以到达FULL状态。
·MA网络，所有路由器只和DR/BDR(Backup Designated Router)到达FULL状态。
邻居及邻接的区别.
邻居---必须有直连的链路
邻接--- 1. 必须是邻居, 2. 链路两边同一区域的数据库必须同步(状态为:FULL).
Route-ID：
为唯一标识OSPF域中路由器。
设置Route-ID的优先顺序：
1）手工指定Route-ID x.x.x.x（可任意，但不能重复）
2）最大的Loopback IP
3）最大的接口IP（保证接口是激活状态）higher active physical interface ip
推荐使用环回口和手工指定的router-id，因为它们的稳定性更高。
DR/BDR的选举：
1）比较优先级，越大越优（默认为1,如设为0表示不参与选举）
2）比较Route-ID，越大越优。
·DRother发送LSA给DR/BDR用224.0.0.6
·DR发送LSA给DRother用224.0.0.5
·非MA网络（没有DR/BDR），路由器都用224.0.0.5
＜DR/BDR＞特点
1）不抢占,DR正常时，即使有新的Pri比DR高的路由器也不能抢占成为DR。
2）DR正常时，BDR只接收所有信息，但转发LSA和同步LSDB的任务由DR完成，当DR故障时，BDR自动成为DR，完成原DR的工作，并选举新的BDR。
3）DR是个接口概念。每个网段都会选举DR。
4) 不同网段分别选DR/BDR
SPF算法：
1、在一个区域内的所有路由器有同样的LSDB
2、每一个路由器在计算时都将自已做为树根
3、具有去往目标的最低cost值的路由是最好的路径
4、最好的路由被放入转发表
计时器：
·Hello Intervals：10S/30S
·Dead Interval：4＊Hello ＝40S 不同于其它协议的三倍于Hello时间
hello包发向224.0.0.5
下面这三种网络类型的hello时间是30S
NON_BROADCAST
POINT_TO_MULTIPOINT
POINT_TO_MULTIPOINT NON_BROADCAST
OSPF开销值计算：
·OSPF Cost = 108/BW (bps) 环回口的COST值是1,serial口的COST值是64，以太口是10
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·OSPF的5种报文：
1）Hello：发现并建立邻接关系。
2）DBD：包含路由的摘要信息。
DBD包中有一个三位的标志字段（主从关系控制标志）：I、M、master/slaver
I（是否第一个包） M(是否还有后续包) M/S
1 1 1
0 1 0
0 1 1
分别是0x7,0x2,0x3 具有最高接口地址的路由器为主，建邻居时第一个DBD是空的。
3）LSR：向另一台路由器请求特定路由的完整信息。
4）LSU：回应LSR该条路由的完整信息。在OSPF中，只有LSU需要显示确认
5）LSAck：对LSU做确认。
OSPF建邻居的必要条件：
1）Hello/Dead Intervals
2）Area ID
3）Authentication Password
4）Stub Area Flag
5）MTU
6)subnet mask(必须是同一个网段)
OSPF状态机：
1、down state
2、init state
3、two-way state
4、exstart state
5、exchange state
6、loading state
7、full state
LSA序列号：
1、LSDB中每一个LSA都有一个序列号
2、序列号范围从0x80000001-0x7FFFFFFF
3、OSPF每30分钟flood一次LSA来维持LSDB同步
4、当一个路由器遇到同一个LSA的两个实例时，它必须能够确定哪一个是最近的LSA。（根据序列号来识别）
LSA条目的老化时间默认是一小时（0-3600S）
当一条LSA的序列号到达最大序列号时，始发路由器会发送一个生存时间为最大值的LSA，让其它的路由器从LSDB中清除这条LSA，当其它路由器确认后，再发送一个初始序列号的LSA。
注意：只有始发路由器才可以提前使这条LSA老化
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＜OSPF＞
R1(config)#router ospf 110 注意：进程号是cisco的私有技术,十进制或点分十进制表示都可
R1(config-router)#network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0(正/反掩码皆可）
R1(config-router)#network 12.1.1.0 255.255.255.0 area 0
R1#show ip protocols
R1#show ip ospf 可查看router-id,进程号,域的数量
R1#show ip ospf interface
R1#show ip ospf interface brief
R1#show ip ospf neighbor 查看邻居信息
查看Router-id
network 1.1.1.0 0.0.0.255 area 0.0.0.0
不同进程号
不同Area
Hello/Dead Intervals
R4(config-if)#ip ospf hello-interval 9
(dead自动*4）
R4(config-if)#ip os dead-interval 80
R1#show ip os database
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--------------------------------------------------------------------------------------------
假如在一个大型网络中，OSPF如果没有分层，会有以下的问题产生：
1、每一个路由器会接收到太多的LSA
2、会经常进行路由的计算
3、路由表太大，而路由器的内存是有限的。
OSPF路由器的类型：
1、内部路由器--在一个普通区域内的路由器
2、核心路由器--在area 0区域内的路由器
3、ABR区域边界路由器--连接两个不同区域的路由器
4、ASBR自治系统边界路由器--连接OSPF域到另一个自治系统的路由器
＜LSA（Link-State Advertisement）＞
学习时的注意点：
1、传播范围
2、由谁产生
3、包含内容
·类型 指明是哪种类型的LSA
·Link-ID 每一条LSA都有一个Link-ID，区分不同路由器发出的LSA
·ADV Router 指Router-id
1 2 3 4 5 7
Link ID RID DR IP Route ASBR RID Route Route
LSA1（Router Link States）
R1#show ip ospf database router 查看LSDB中的1类LSA的详细信息
1、域内路由，仅在本区域传递,不会穿越ABR。
2、每台路由器都会产生。
3、包含本路由器的直连的邻居，以及直连网络的信息
Link ID: router ID
ADV router: router ID
三种信息：Another neighbor stub network transit network(Ma网络的一些信息)
LSA2（Net Link States）
R1#show ip ospf database network
1、仅在本区域传递
2、只有MA网络才会产生LSA2，由DR发出。
3、标识出本MA网中有哪些路由器以及本网的掩码信息。
Link ID: DR的接口IP
ADV router: DR的router ID
LSA3（Summary Net Link States）
R1#show ip ospf database summary
1、域间路由，能泛洪到整个AS。
2、由ABR发出，穿越一个ABR，其ADV Router就会变成此ABR的Router-id.
3、包含本区域中的所有路由信息，包括网络号和掩码。
Link ID: 路由route（网络号）
ADV router: ABR的router ID（经过一个ABR，就会改为这个ABR的router ID）
LSA4（Summary ASB Link States）
R1#show ip os database asbr-summary
1、把ASBR的Router-id传播到其他区域，让其他区域的路由器得知ASBR的位置。
2、由ABR产生并发出，穿越一个ABR，其ADV Router就会变成此ABR的Router-id.
Link ID: ASBR的RID
ADV router: ABR的router ID（经过一个ABR，就会改为这个ABR的router ID）
在ASBR直连的区域内，不会产生4类的LSA，因为ASBR会发出一类的LSA，其中会指明自已是ASBR
LSA5（Type-5 AS External Link States）
R1#show ip os database external
1、域外路由，不属于某个区域。
2、ASBR产生，泛洪到整个AS。不会改变ADV Router。
3、包含域外的路由
Link ID: 路由（网络号）
ADV router: ASBR的router ID （unchange）
LSA7（Type-7 AS External Link States）
R2#show ip os database nssa-external
特殊的域外路由，只存在于NSSA区域中。
Link ID: 路由（网络号）
ADV router: ASBR的router ID （只在NSSA区域中）
R2(config-if)#bandwidth 5000
R2(config-if)#ip ospf cost 30
·重分布进OSPF的路由默认为E2，Cost=20,且传递过程中不改变COST。
·如果改为E1类型，则在传输过程中会累加每个入接口的cost值
R4(config-router)#redistribute rip subnets metric 8
新命令：
Router(config-router)#max-lsa maximum-number [threshold-percentage] [warning-only] [ignore-time] [ignore-count] [reset-time]
定义一个百分比值，当收到LSA的条数超过我指定的值，进行相应的操作,用于限定路由器所能收到的LSA条数
maximum-number 所允许收到LSA的最大条数
[threshold-percentage] 所允许收到LSA的百分比，maximum-number的百分比，默认75%
[warning-only] 只发送警告，不做其它动作，默认是关闭的
[ignore-time] 超过最大值后进入ignore状态的时间，默认5分钟,5分钟后恢复
[ignore-count] 超过多少次后，一直进入ignore状态
[reset-time] 一直进入ignore状态后多长时间重置所有邻居
＜修改Cost参考值＞
·OSPF Cost = 108/BW (bps) 环回口的COST值是1,serial口的COST值是64，以太口是10
R1(config)#router os 110
R1(config-if)#ip ospf cost 10 直接修改COST值1-65535 //推荐方法
R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 1000 （Mbps10的六次方）在COST公式中修改分子，本例修改分子为10的九次方
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汇总的好处：
1、减少路由条目数
2、使拓扑变化的影响局限在一个小范围内
3、减少了LSA3和LSA5的flood
＜域间汇总＞
R2(config)#router os 110
R2(config-router)#area 0 range 172.16.32.0 255.255.224.0
（汇总哪个区域的路由）
本地产生 O 172.16.32.0/19 is a summary, 00:00:06, Null0
建议在本区域的所有ABR上做。
域间汇总只对本区域内的LSA1、LSA2类起作用。
＜域×××总＞
R4(config)#router os 110
R4(config-router)#summary-address 44.0.0.0 255.0.0.0 （在ASBR上做）
本地产生 O 175.5.64.0/22 is a summary, 00:00:04, Null0 //?作用
＜向OSPF域注入默认路由＞
第一种做法：
R4(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial 0
R4(config-router)#default-information originate
O*E2 0.0.0.0/0 [110/1] 以外部路由的形式下发
第二种做法：
R4(config-router)#default-information originate always
R4(config-router)#default-information originate always metric-type 1 metr 3
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OSPF特殊区域
＜Stub＞
·将某区域设为Stub可缩小区域的LSDB，降低内存消耗。阻止LSA4/5进入Stub区域。
R2(config-router)#area 2 stub
·由ABR发出一条LSA3默认路由给Stub的其他路由器。
默认的Seed Cost＝1
R2(config-router)#area 2 default-cost 6 （在ABR上做，改Seed Cost=6）在同时有两个ABR的情况下，通过修改这个COST值来实现选路
·必须将Stub区域的所有路由器都配成Stub。
Stub区域不能用作虚链路的中转区域。
Stub中不能出现ASBR。
Area 0不能配成Stub。
＜Totally Stubby ＞ Cisco 私有
·更加缩小区域的LSDB，在Stub基础上，阻止LSA3。（阻止LSA3/4/5 ）
·也会由ABR发出一条LSA3默认路由给Stub的其他路由器。
R2(config-router)#area 2 stub no-summary （只需在ABR上做）
＜NSSA（Not-So-Stubby Areas）＞
·只有NSSA区域中才会现LSA7，可以存在ASBR。
阻止LSA4/5。
ABR将LSA7转成LSA5，传播到其他区域。这时，ABR也成为了ASBR，因为它也引入了LSA5。其它路由器看到LSA5的通告路由器是ABR。
R2(config-router)#area 2 nssa （NSSA区域不会自动产生默认路由，要手动下发一条）
R2(config-router)#area 2 nssa default-information-originate
（在ABR上做，由ABR产生一条LSA7默认路由传播到NSSA其他路由器，默认Seed Cost=1，并且不会发生变化）
R2(config-router)#area 2 default-cost 6 （在ABR上做，改Seed Cost=6）
R2(config-router)#area 2 nssa default-information-originate metric 6 metric-type 1
Metric-type 1的作用是将N2类型的路由改为N1类型的路由
R2(config-router)#area 2 nssa no-redistribution 在ABR上做
（对ABR上有外部路由进入NSSA区域时，将其阻止，因为在ABR向nssa区域下发默认路由后，不需要它再将它直连的一些外部区域路由传进NSSA区域）以上两个命令可以打在一起。
totally NSSA area
也是CISCO私有特性--
R2(config-router)#area 2 nssa no-summary 把三类的LSA也干掉，同时也下发一条默认路由，并且这条默认路由会取代default-information-originate所下发的默认路由
（Totally NSSA，阻止LSA3/4/5，由ABR产生LSA3默认路由传播到NSSA其他路由器）
R2(config-router)#area 2 nssa no-redistribution default-information-originate no-summary
（LSDB中会出现LSA3/7默认路由，路由表中只会显示LSA3默认路由）
R2(config-router)#area 2 nssa translate type7 supp 这个命令通常用在NSSA区域的边界路由器上，作用是在7类转5类出去的时候，把这个forward address变成0.0.0.0
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＜OSPF区域问题＞
1）在ABR上起不同OSPF进程，进行OSPF之间的重分布。
例如：R3的s1口在area 1中，进程号是10，s0口在area 3中，进程号是20
Router ospf 10 router ospf 20
Redistribute ospf 20 subnets redistribute ospf 10 subnets
2)tunnel 只要在区域的两个边界上配置
Int tunnel 1 int tunnel 3
Tunnel source s1 tunnel source s1
Tunnel destination 13.1.1.3 tunnel destination 13.1.1.1
Ip add 111.1.1.1 255.255.255.0 Ip add 111.1.1.3 255.255.255.0
Router ospf 10 router ospf 10
Net 111.1.1.0 0.0.0.255 area 0 net 111.1.1.0 0.0.0.255 area 0
3）虚链路：
最简单的方法，只需在区域的两台边界路由器上配就可以了
R3(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2
（中转区域） （对方Router-ID）
·远离Area0 / 分隔的Area 0
R2#show ip ospf virtual-links
＜负载均衡＞
·OSPF只支持等价的负载均衡。（默认为4条）
R1#show ip protocols
R1(config)#router ospf 110
R1(config-router)#maximum-paths 6（最多6条）
＜被动接口＞
R1(config)#router ospf 110
R1(config-router)#passive-interface loopback 0
接口将不收发Hello包，但此接口还是被宣告进OSPF。
其他路由器仍可收到这接口的路由。(不收不发）
＜认证＞
·分Link/Area/Virtual-Link 3种认证
每种认证都分为 simple password (plain Text) & MD5
R1#debug ip ospf adj
Link：同一链路上的路由器之间，在接口下做
R1(config-router)#int s1
R1(config-if)#ip ospf authentication-key wolf （相当于key-string） （配明文密码）
R1(config-if)#ip ospf authentication （启动明文认证）
R1(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 （key号）md5 （mode）wolf（key string）(配密文密码）
R1(config-if)#ip ospf authentication message-digest （启动密文认证）
注意：在MD5验证中，两边的KEY号必须一致，哈希时会用到KEY号
Area：接口下配密码，进程下调用
R1(config-router)#int s0
R2(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 wolf （配密文密码）
R2(config-router)#area 0 authentication Message-digest （启动密文认证）
区域内的所有路由器都要认证。
Virtual-Link：
R2(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 message-digest-key 1 md5 wolf （配密文密码）
R2(config-router)#area 2 virtual-link 2.2.2.2 authentication message-digest （启动密文认证）
如果Area0启动认证，在Virtual-Link上也要启动相应的认证。
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网络的物理连接类型分三种：
1）POINT_TO_POINT：
2）BROADCAST：
3）NON_BROADCAST（NBMA)：
＜OSPF Network Type＞
1）LOOPBACK： Loopback 32位主机路由
2）POINT_TO_POINT： Serial / FR's P2P Subif / BRI（无DR，组播更新）
3）BROADCAST： Ethernet / Token Ring （选举DR,通过组播建邻居）
4）NON_BROADCAST（NBMA)： FR's Physical / FR's MP Subif（选举DR，单播更新）
5）POINT_TO_MULTIPOINT： （无DR，组播更新，出现/32主机路由）
6）POINT_TO_MULTIPOINT NON_BROADCAST： （无DR，单播，出现/32主机路由）
[2/3] Hello：10S [4/5/6] Hello：30S
·每种接口都被赋予了默认的OSPF Network Type，但可手工对其修改。
将Serial的Network Type改为Boradcast，测试不同网段选举DR。
·NON_BROADCAST NBMA
FR的物理接口和多点子接口默认是NBMA网络类型
R1(config-if)#ip ospf network non-broadcast
R1(config)#router os 110
R1(config-router)#neighbor 12.1.1.2 由于是单播更新，必须指定邻居（只需一方设置就OK，一般在Hub指Spoke）
·POINT_TO_MULTIPOINT （BORADCAST）
R1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint
O 12.1.1.1/32 [110/64] via 12.1.1.1, 00:01:12, Serial0 （对方直连接口主机路由是32位）
·POINT_TO_MULTIPOINT NON_BROADCAST
R2(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast
R2(config)#router os 110
R2(config-router)#neighbor 12.1.1.1
用show ip ospf interface serial 0看不到non-broadcast，只能show run
正是因为会出现32位的主机路由，所在在HUB-SPOKE模式中，不用做全互连。只要在SPOKE端写一条指向HUB端的MAP。
＜同一网段Hub & Spoke OSPF＞
·FR环境：关闭反向ARP，手工映射。
HUB可访问Spoke，Spoke之间不能互访。
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应用环境 不支持广播的物理网络 支持广播的物理网络
（FR map 不加Broadcast） （FR map 加Broadcast）
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单播 组播
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NON_BROADCAST BROADCAST
手工NEI 自动NEI
手工映射 手工MAP 手工MAP
手工DR 手工DR
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P2MP-NBMA P2MP
手工NEI 自动NEI
自动映射 自动MAP 自动MAP
无DR 无DR
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·NON_BROADCAST
·3层是NBMA，2层是否让通过广播都无所谓。（FR map后加不加Broadcast皆可）
在HUB端（R1）单播
R1(config)#router os 110
R1(config-router)#neighbor 145.1.1.4
R1(config-router)#neighbor 145.1.1.5
确保HUB成为DR，和Spoke交互路由信息。
R1(config)#int s0
R1(config-if)#ip ospf priority 2
R4/R5(config-if)#ip ospf priority 0
R4： O 5.5.5.0 [110/65] via 145.1.1.5, 00:00:07, Serial
手工MAP（Spoke 端的互访）
R4(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.5 401
R5(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.4 501
·BROADCAST
·3层是BMA，2层也一定要让广播通过。（FR map后一定要加Broadcsat)
R1(config-if)#fram ma ip 145.1.1.4 104 broadcast
R1(config-if)#fram ma ip 145.1.1.5 105 broadcast
确保HUB成为DR，和Spoke交互路由信息。
R1(config)#int s0
R1(config-if)#ip ospf priority 2
R4/R5(config-if)#ip ospf priority 0
R4： O 5.5.5.0 [110/65] via 145.1.1.5, 00:00:07, Serial
手工MAP
R4(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.5 401 broadcast
R5(config-if)#frame-relay map ip 145.1.1.4 501 broadcast
·POINT_TO_MULTIPOINT NON_BROADCAST cisco专有的
·3层是NBMA，2层是否让通过广播都无所谓。（FR map后加不加Broadcast皆可）
在HUB端（R1）单播
R1(config)#router os 110
R1(config-router)#neighbor 145.1.1.4
R1(config-router)#neighbor 145.1.1.5
R4： O 145.1.1.5/32 [110/128] via 145.1.1.1, 00:00:24, Serial1
产生/32主机路由，且下一跳指向HUB，所以不需手工MAP。这就是32位的好处。
·POINT_TO_MULTIPOINT 全自动，最好的
·3层是允许广播，2层也一定要让广播通过。（FR map后一定要加Broadcsat)
·R1#show ip os neighbor detail
DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0
P2P/P2MP/P2MP NBMA都不需要选举DR/BDR，所以DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0
·POINT_TO_POINT（做不同网段）
HUB端起2个P2P子接口：
interface Serial0
encapsulation frame-relay
no frame-relay inverse-arp
interface Serial0.14 point-to-point
ip address 14.1.1.1 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 104
interface Serial0.15 point-to-point
ip address 15.1.1.1 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 105
HUB端点到多点，SPOKE端点到点
