OSPF定义：
名词解释： 开放式最短路径优先协议
使用范围： IGP
协议算法： 链路状态路由协议，SPF算法基于IP协议封装
OSPF特点：
1. OSPF是一种典型的链路状态型路由协议
2. 传递的信息称为LSA，LSA链路状态通告，包含了路由信息和拓扑信息
--------路由LSA： 描述本路由器上接口的路由信息
--------拓扑LSA： 描述路由器之间的链路状态
3. 更新方式：触发更新+30分钟的链路状态刷新
4. 更新地址：组播和单播更新
--------组播地址：
224.0.0.5(ALL SPF router) 224.0.0.6(ALL DR router)
5. 支持路由认证
6. 支持手工汇总
7. 支持区域划分
8. OSPF比较消耗设备资源一个路由器上最多支持31个OSPF进程
OSPF内部名词：
Hello： 用于邻居、邻接、发现、建连、保活
hello time 默认10s或30s
DBD： 数据库描述包【主从选举DBD：比较双方的router-id，router-id大的一方为主(master)，小的一方为从(slave)】主要用于控制LSA的交互
LSR： 链路状态请求，按照DBD中报文的未知LSA头部进行请求
LSU： 链路状态更新，携带LSA信息
LSack： 链路状态确认（30min）
Down： 一旦本地发出hello包便进入下一个状态
lint： 初始化，收到的hello包若存在本地的RID进入下一个状态【MA网络类型将进行DR/BDR选举，非DR/BDR间将无法进入下一状态】
DR： 选举
1.比较优先级（范围：0~255，默认优先级为1，越大越优）
2.比较各自的router-id，越大越优
注意：
1.DR抢占是关闭的
2.DR是一个接口概念
3.优先级范围0~255，数字0代表不参与选举
4.先选举BDR，在升级为DR
Exstart： 预启动，使用类似hello的DBD进行主从关系的选举，RID大为主，优先进入下一状态
主从选举：
发生在exstart状态，通过双方的router-id进行比较，router-id大的一方为主。发送的主从选举DBD，DBD中包含了MTU值【默认思科直接启用，华为默认不包含MTU，可以使用命令激活传递MTU值的功能，若双方的MTU值不同则卡在exstart状态】
Exchange： 准交换，使用正真的DBD进行数据库目录的共享，需要使用ACK确认
Loading： 加载，使用LSR/LSU/LSAck来获取未知的LSA信息
Full： 转发，邻接关系建立的标志
LSA： 链路状态通告，在不同的网络条件下将产生不同类别的LSA信息来代表拓扑或者路由条目
LSDB： 链路状态数据库，装载和存储所有各种类别的LSA
Router-id： 路由器标识符，用于标识本路由器在OSPF网络中的唯一性
OSPF工作过程：
1. OSPF协议启动后，A向本地所有启动了OSPF协议的直连接口组播224.0.0.5发送hello包【本地hello包中携带本地的全网唯一的router-id】
2. 之后对端B运行OSPF协议的设备将回复hello包，该hello包中若携带了A的routerid，那么A/B建立为邻居关系；生成邻居表；
3. 邻居关系建立后，邻居间进行条件匹配，匹配失败就停留于邻居关系，仅hello包周期保活；
4. 条件匹配成功可以开始建立邻接关系：
5. 邻接间共享DBD包，将本地和邻接的DBD包进行对比，查找到本地没有的LSA信息目录；
6. 之后使用LSR来询问，对端使用LSU应答具体的LSA信息，之后本地再使用ack确认，可靠；
7. 该过程完成后，生成数据库表；
8. 再之后本地基于数据库表，启用SPF选路规则，计算到达所有未知网段的最短路径，然后加其加载到本地的路由表中；收敛完成，hello包周期保活，每30min再周期收发一次DBD来判断和邻接间数据库是否一致；
结构突变：
1）新增网段，直连新增网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
2）断开网段，直连断开网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
3）无法沟通，dead time 为hello time 的4倍；当deadtime到时时，断开邻居关系，删除通过该邻接生成的路由协议；
OSPF router-id 选举规则：
1. 手工指定最优先
2. 选举所有逻辑中IP地址最大的
3. 选举所有物理接口IP 地址最大的 华为中： 若以上三点都不满足，则可以创建router-id 为0.0.0.0 ；在使用逻辑或物理接口IP地址时， 接口可以是关闭状态；若一台路由器启用了多个OSPF进程，不同进程可以使用相同router-id（不 推荐）；
注意：
思科中：若以上三点都不满足，则无法启用OSPF；在使用逻辑或物理接口时，接口必须双 up ，该接口可以不通过在OSPF中；同一路由器上多个OSPF进程必须router-id必须不同；全局模式下可以选择针对所有的OSPF进程修改router-id ；（若同时在接口部署时，接口优先生效）
OSPF邻居关系建立的条件：
Hello包中邻居间必须完全一致的参数：任意参数不同，均导致邻居关系无法建立
1. 子网掩码（华为）发送hello包接口的源ip地址其掩码
2. Hello dead time – OSPF接口网络类型相关
3. 认证字段 – 更新安全
4. 区域ID – 要求区域间存在ABR
5. 末梢区域标记 --特殊区域
关于OSPF，DBD包的几个知识点：
1. DBD包中携带MTU值，要求邻居MTU值必须相同，否则将卡在exstart或exchange状态；默认华为未开启MTU检测
2. 隐性确认—不使用确认包，而是从设备复制主设备的序列号来确认收到了主的DBD
3. OSPF标记位 I M MS I为1本地发出的第一个DBD包【 M为0，表示本地发出的最后一个DBD； MS为1代表主，为0代表从】
4. 数据库建立后，本地基于SPF选路规则，计算到达未知网段最短路径加载于路由表中
5. 管理距离（华为为优先级）
Cisco设备定义管理距离为110
在华为设备上优先级为10
6. 度量（cost）
开销值 参考带宽/接口带宽 华为设备，环回接口不计算为一段路径；默认的参考带宽为1000M；优选cost值之和最小路径；
7. 区域的分类：
骨干区域： 区域标记为0或0.0.0.0
非骨干区域：区域标记不等于0或0.0.0.0
OSPF协议邻居成为邻接关系的条件：
在点到点网络中，所有的OSPF邻居将直接建立为邻接关系；
在MA网络中，为了避免大量的重复的LSA更新—因为OSPF需要邻接间进行DBD对比，故没有接口水分割机制；故必须进行DR/BDR选举，非DR/BDR间仅建立邻居关系；—在每一个MA网络中均需要进行一次选举；
选举规则：
优先级 数值大优，默认为1； 若为0为放弃选举； 优先级一致，比较参选接口所有设备的router-id，数值大优；
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 2
修改参选接口的优先级
切记：DR选举非抢占 ，故在修改优先级后，必须重启参选设备ospf进程来重新选举
OSPF接口网络类型 –OSPF协议在不同网路类型的接口下，其不同的工作方式：
(网络接口类型)OSPF接口网络类型 | ospf工作方式 |
LoopBack | 0没有hello包 以32位主机路由发送 |
（串线HDLC/PPP/GRE） p2mp | hello time10s 自动建邻 不选DR/BDR |
(BMA 以太网)Broadcast | hello time 10s 自动建邻 选DR/BDR |
(NBMA 帧中继)nbma | hello time 30s 手工建立邻居 选DR/BDR |
(MGRE) p2mp | hello time10s 自动建邻 不选DR/BDR |
1. 在一个网段中只能存在一个邻居,华为设备在一个MGRE网段，接口为点到点工作方式时，仅和最先收到hello的设备建立邻居关系
注：在MGRE环境中，接口默认的ospf工作方式为点到点，这种方式无法实现该NBMA网段的邻居全连；故只能去修改接口的工作方式
2. 修改MGRE网段所有接口为Broadcast工作方式，切记若一部分接口修改为Broadcast，另一部分接口依然保持为点到点，由于hello time相同可以建立邻居关系，但工作机制在DR/BDR选举处不同，故最终该网段无法正常收敛
3. 同时必须关注网络拓扑结构；若该网段为全连网状结构，那么DR选举将正常进行；但若为部分网状或中心到站点拓扑，将可能出现DR位置错误问题；若网络拓扑只能为部分网状或中心到站点，需要人为手工干预DR位置或者将所有接口的工作方式修改为点到多点工作方式；
Ospf的点到多点工作方式：只能手工配置，适用于部分网状结构拓扑
OSPF的不规则区域:
一台ABR设备若没有连接到骨干区域0，那么默认不得进行区域间路由的共享【远离了骨干的非骨干区域不算连续骨干】
解决方案：
1. 在合法与非法ABR上建立tunnel，然后将其宣告到ospf协议中
缺点：
1、周期更新、保活，触发更新对中间穿越区域产生资源占用 2、选路不佳 当ospf学习到两条相同目标，但不同区域同时过来时，优选骨干区域；
2. 虚链路
在合法与非法ABR上建立虚链路，由合法ABR为非法ABR进行授权；使得非法ABR可以进行区域间路由的共享；因为并没有增添新的路径，故不存在选路不佳的问题
3. 多进程
同一台设备上，不同的进程可以工作在不同的接口上，建立各自的邻居关系，生成各自的数据库（不共享）；仅将各自计算所得路由加载于同一张路由表内；一个接口只能被一个进程来宣告
4. 双向重发布，ASBR（自治系统边界路由器、协议边界路由器），将不同进程或不同协议产生的路由进行双向共享；
LSA的新旧比较：
1、会先比较序列号，序列号越大越优，
2、如果序列号相同，会比较校验值（checksum)越大越优
3、如果校验值也相同，会比较LSA Age时间，是否等于MAX-age时间（3600）
4、如果age时间不等于max-age时间，会比较他们的差值，如果差值大15分钟（900秒），小的优
5、如果age时间不等于max-age时间，会比较他们的差值，如果差值小于15分钟，说明是同一条LSA，忽略其中一条
什么情况下LSA会更新：
1、1800到期会周期更新
2、触发更新（接口地址变化（增加，或删除），修改接口开销值，删除接口，或者删除通告）
类别名 （传播范围） | 通告者 （携带的信息） |
1类LSA-router（本区域内） | 本区域内的每台路由器（该区域每台设备的直连拓扑） |
2类LSA-Network（本区域内） | 该网段的DR (该网段的拓扑) |
3类LSA-summary (整个OSPF域) | ABR O (IA 域间路由) |
4类LSA-asbr (除ASBR所在区域外的) | ABR (ASBR的位置) |
5类LSA-ase (OSPF域) | ASBR (O E 域外路由) |
类别名和(link-id) | 通告者 |
1类LSA-router(通告者的RID) | 本区域内的每台路由器 |
2类LSA-Network(DR接口的ip地址) | 每个MA网段中的DR |
3类LSA-summary(域间路由的目标网络号) | ABR，在经过下一台ABR时，修改为新的ABR |
4类LSA-asbr(ASBR的RID) | ABR，在经过下一台ABR时，修改为新的ABR |
5类LSA-ase(域外路由的目标网络号) | ASBR 在ospf内部传递时不变 |
OSPF的LSA优化—减少LSA更新量
汇总 – 减少骨干区域的LSA数量 – 前提要求网络存在合理的地址规划
特殊区域 – 减少各个非骨干区域的LSA数量
FA: 转发地址，当5类或7类LSA中携带了FA地址，则计算路径开销值时计算的是当前路由器到 达FA地址的开销值之和+种子度量值。（若FA地址不可达，则路由不能加表）
FA 地址：
1. 默认7类LSA 产生FA地址，5类LSA不产生的（7转5 的5类LSA 携带FA地址 ）
2. 7类LSA 产生规则：默认产生的FA地址为产生7类LSA 的ASBR 最大的环回接口地址 ；若连接其他协议的接口也运行了OSPF协议，网络类型为BMA，则产生的7类LSA中FA地址为连接其他 接口对应的下一跳地址；若网络类型为P2P，则FA地址依然为环回接口中IP地址最大的 3.5类LSA FA地址规则： 默认不产生，若连接其他协议的接口运行了OSPF 协议并且网络类型 为BMA则FA地址为重发布之前路由的下一跳地址，若网络类型为P2P，则不会产生FA地址。
汇总:
域间路由汇总—ABR将本地直连的A区域1/2类LSA计算所得路由，再通过3类LSA共享到其它本地所直连的B区域时；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1 明细路由所在区域
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summary 3.3.2.0 255.255.254.0
域外路由汇总—在ASBR上操作，将5类/7类LSA向OSPF发布时进行汇总；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]asbr-summary 99.1.0.0 255.255.252.0
注：切记华为设备默认设备不会在进行汇总配置的设备上，自动生成空接口防环路由
特殊区域：
1. 不得出现 4 5类LSA ，stub区域不能进行重发布，不能存ASBR stub
2. 区域边界ABR会自动产生3类缺省LSA，保证stub区域路由器与外网保持通信。
3. stub区域不能使用虚链路
4. stub区域不能为骨干区域
5. 若设置stub区域，存在该区域的所有路由器都必须设置特殊区域 不能是骨干区域，不能存在虚链路；同时不存在ASBR
1）末梢区域—该区域拒绝4/5的LSA进入；由该区域连接骨干区域的ABR设备，向区域内发送一条3类的缺省路由；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub
注：该区域内所有设备均需要定义，否则无法建立邻居关系
2)完全末梢区域，在末梢区域的基础上进一步拒绝3类的LSA；仅保留一条3类的缺省路由；
先将该区域配置为末梢区域，然后仅在ABR上定义完全末梢即可；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary
同时存在ASBR
NSSA 非完全末梢区域—拒绝非本区域内部产生4/5LSA，本区域ASBR产生的5类将通过7类LSA传输，到达ABR处进入骨干区域时，由7类转换回5类；
在cisco设备中为了避免环路的出现，OSPF协议在NSSA区域配置完成后，不会自动产生缺省路由；而是由管理员在缺省网络无环的前提下，手工添加；
在华为的设备中让由该区域连接骨干0的ABR自动下发一下7类缺省；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa
注：该区域内所有设备均需要定义，否则无法建立邻居关系；
完全NSSA – 完全的非完全末梢区域；在普通NSSA的基础上，近一步拒绝3类的LSA，由ABR产生一条3类缺省
先将该区域配置为普通的NSSA，然后仅在ABR上定义完全NSSA即可
1. 过滤4 5 类LSA
2. 边界ABR自动产生7类缺省LSA （默认度量值为1）
3. 允许进行重发布（运行出现ASBR），产生7类LSA
查看默认产生7类缺省LSA
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa no-summary
特别注意事项：
由于特殊区域将自动产生缺省路由，指向骨干；故ISP所连接的位置很关键，否则将可能与特殊区域产生的缺省路由互为环路；要求ISP所在位置的OSPF区域不要做任何特殊区域配置
完全的末节区域：
在stub区域基础上，由ABR过滤所有的3类LSA，只保3类缺省LSA ； 在ABR上过滤3类LSA：
NSSA区域：
（not so stub area） 非完全末节区域
1.过滤4 5 类LSA
2.边界ABR自动产生7类缺省LSA （默认度量值为1） 允许进行重发布（运行出现ASBR），产生7类LSA 查看默认产生7类缺省LSA ：
3.完全的非完全的末节区域：
在NSSA区域的基础上继续过滤3类LSA，产生3类缺省LSA的
4.3类LSA汇总：
位置： 产生该3类LSA 的路由器
度量值：所有明细路由中metric最大的
5.5类LSA 汇总：
位置：产生该LSA的ASBR上
6.7类LSA 汇总：
位置： 产生该LSA的ASBR上
7.7转5过程中汇总：
位置：7转5 的ASBR 上
