OSPF笔记

（1）基础概括

①.首先它是一个IGP，支持中到大型网络。
它是一个基于IP封装的协议。
它组播组地址为224.0.0.5以及224.0.0.6
（组播组地址为什么有两个？）
224.0.0.6只有网段中的DR/BDR才会监听。
224.0.0.5所有路由器都会监听。
网段中的DRTHERs会把自己路由器中的所有路由信息发送给224.0.0.6。DR/BDR收到了它们发送的路由信息之后，整合。把整合后的路由信息发送到224.0.0.5。让网段中所有DRTHERs都收到。

②在ISO中属于第4层协议。
ISO中RIP属于7层协议，EIGRP属于4层协议。

③它是一个LS协议。
DV：距离矢量协议
LS：链路状态协议
区别：DV协议发送的是路由条目，LS协议发送的是链路状态通告
注意：
链路状态协议一样会发送更新，更新不过是一类报文的叫法。
链路状态协议的更新里面包含的不再是路由条目了，而是LSA。

④它有三张表。（邻居表、LSDB、路由表）

⑤它是一个无类协议。
如果你一个协议是一个链路状态协议，那么你必须是一个无类协议。
原因是你要发送每个广播域的逻辑的客观信息。
这些信息里面肯定会包含这些网段的掩码，所以说你既然发送LSA必须要包含掩码，你这个协议怎么可能是有类协议呢。
也就是说这个协议支持：VLSM和CIDR

⑥提一下
OSPF的邻接关系很复杂。
OSPF的邻接关系分为7级，当我们这两台路由器邻接关系建立到7级的时候，才能够称为邻接关系建立完毕。

建立完邻接关系，彼此把对方的邻接关系加入到邻居表。
加入完邻居表之后，我们之间传递更新报文（DD)。

这个更新报文里面包含的是LSA。
这个LSA这里描述一下：
LSA分为多种类型（11种）每种LSA的用途是不一样的。
其中有些包含的拓扑信息，有些包含的是路由信息。
并不是所有的LSA里面包含的都是拓扑信息。

当路由器彼此交互了LSA之后，LSA就放到了LSDB中（链路状态数据库）
由于LSA中大部分描述的还是拓扑信息，所以当我和所有邻居建立关系之后，我的LSDB中应该放置了该区域内所有路由器给我传递过来的所有LSA。
而这些LSA拼凑在一块，能够完全的描述我这个区域的拓扑信息。

基于这个拓扑呢，每台路由器对这个LSDB进行SPF算法计算。
基于代价来判断，由它到达每个网段的最优路径是那些路径。
把那些最优路径转换为路由条目加入到路由表。
而我在数据层面收到了包以后，会用路由表里面的路由来转发。

⑦SPF算法
基于树形结构来计算开销最小路径的。（无环）
每台路由器对本地的LSDB进行SPF算法的时候。会把自己作为树根，判断从自己开始，计算出每条路由的最优路径。

⑧一台OSPF路由器收到了LSA后会做什么
首先会对比自己的LSDB里面有没有该LSA。
如果有，会把该LSA加表然后返还一个LSAck，再把这个LSA泛洪
如果LSDB里面有该LSA，那么就会比较它们两个的序列号。
如果本地的小，那么就会把它加表然后返还一个LSAck，再把这个LSA泛洪
如果本地的大，那么就会反向给它发送一个LSR，做一次反向更新。

⑨被动接口
RIP：不能发送组播广播，但是可以发送单播。并且可以接受任何报文
EIGRP：什么都不能收，什么都不能发
OSPF：什么报文都不收，什么报文都不能发，代表你接口不能建立邻接关系的。

（2）邻接关系建立

注意：OSPF是唯一一个需要区分邻居和邻接的路由选择协议。
邻居：只要到达第三层关系，就可以称为邻居。
邻接：必须要到达第7层关系，才能够称为邻接。
show ip interface
①down：把一个接口宣告进OSPF，没有通过该接口发送任何报文，这个接口就是第一级关系。
②init：通过该接口发送了一个Hello，就会进入第二级关系。
③tow-way：通过该接口收到了自己的R ID，就会进入第三级关系。
这里需要做一个区分。
如果是P2P网段，它会继续往下（它不选举DR和BDR）
如果是MA网段，此时会选举DR/BDR

这里提一下选举DR和BDR的细节。
首先选举DR是通过接口OSPF优先级来选择的（优先级高的就是DR）
如果优先级一样(接口优先级默认为1)，会对比R ID，R ID大的会成为DR。
注意：如果OSPF接口优先级为0，那么他就会成为DROTHERs。
注意：如果一个MA网段内没有DR/BDR，都是DROTHERs，那么这个网段是无法交互报文的。
因为DROTHERs之间的邻接关系是不会到达第7级的。3级

注意：如果是一个FR（帧中继环境）环境，那么只有Hub节点能够成为DR，其他Spoke节点都不要成为BDR。因为没有意义。
帧中继环境中，只有Hub节点会与其他spoke节点相连接。spoke节点间通信只能通过Hub来通信。如果Hub节点Down了，即使你有Spoke节点作为BDR也不起作用。因为其他所有Spoke节点之间不互连。

这里提一下R ID是怎么来的。
首先手工配置的优先级最高。如果没有手工配置，那么会使用环回口IP最大的来做R ID。（注意：环回口必须UP UP） 如果没有环回口，就会使用物理接口IP地址最大的做R ID。（注意：接口必须 UP UP)

注意：DR和BDR选举之后，就不会被抢占了。就算你后来的路由器接口优先级比它们优先，你也无法抢占。
DR和BDR选举时间是使用的Wait时间。只要Wait时间一结束，那么DR和BDR就固定了。

Wait时间什么时候开始：只要一端进入了Two-way之后，那么它就会立即发起DR/BDR选举。

④Exstar：到达这个状态后，就会开始发送3个DD确定主从关系。
注意：这里发送的DD是不携带任何LSA的
R ID来决定谁是主。（R ID高的成为主）
这里需要注意：这里确认是使用的隐式确认。

OSPF的确认分为两种类型
一种是隐式确认，一种是显式确认。
隐式确认就是DD的确认，回复一个相同序列号的DD来给你做回复的同时给你做确认。
注意：隐式确认一次最多只能够确认4个报文。
如果超过了4个，超过的部分还是会使用显式确认来做。

显式确认：就是使用LSAck来做确认。

⑤Exchange：等主从关系选举结束以后，就会由主来带起这个交互DD。
相当于是让双方知道，它们各自有哪些LSA。
这里的DD使用的确认：如果LSA数量大于4，那么大于的部分就会使用显式确认。

⑥Loading：等两边的DD都交互完毕之后，就会进入这个状态。
这个状态两边会发送LSR来请求对方发送我没有的LSA。
对方会发送一个LSU携带着LSA给我。
LSR的确认就是LSU，LSU即给你做了回复也给你做了确认。
然后LSU里面的LSA的确认是LSAck。每一条LSA对应一条LSAck
（相当于是有多少条LSA，就会有多少条LSAck）

⑦FULL：等到两边的LSDB完全交互完毕之后，就会进入这个状态。
邻接关系建立完毕。

（3）LSA类型

OSPF的LSA一共有11种。
这里只提及前面7种。6类LSA不讲
我们从三个方面来看
传播的范围、通告者、内容（路由信息/拓扑信息）

这里提一下ABR和ASBR的概念
ABR：连接了不同区域的路由器
ASBR：除了OSPF以外，还连接了其他路由选择协议的路由器（有个前提，要把其他路由选择协议重分发进OSPF）
只要能够发送5类LSA

①router LSA
范围：只能在一个区域内泛洪，不能跨越ABR
通告者：路由器只要把一个接口宣告进OSPF的区域内，那么它就会向区域内发送一条1类LSA。
注意：如果多个接口同时宣告进一个OSPF区域，它也只会发送一条1类LSA。
但是如果接口宣告进不同的区域内，那么它会根据每个区域来发送一条1类LSA。
内容：纯拓扑信息
链路的前缀等等~
link-ID ：通告该LSA的路由器R ID
ADV route：通告该LSA的路由器R ID

注意：如果是一个S口宣告进OSPF，那么它会拥有两个1类LSA。

②network LSA
范围：和1类LSA一样，只能够在一个区域内泛洪，不能够跨越ABR
通告者：MA网段的DR
一个区域有多少个MA网段，就会有多少个2类LSA
内容：纯拓扑信息
一个MA网段的路由器信息和掩码等等~
link-ID：DR接口的IP
ADV route：DR的R ID

③network summary LSA
不要被这个名字骗了。
这个名字只是说可以做汇总而已。
每一条3类LSA会对应一条域间路由
范围：除产生它的区域以外的所有区域（特殊区域除外）
通告者：一个区域的ABR
内容：纯路由信息
link-ID：所对应的域间路由的前缀
ADV route：ABR的R ID
注意：这个ADV route是会修改的。每经过一个ABR，这个ABR就会修改为该ABR的R ID。
这是为了保证它的可达性。
路由表中呈现为打O IA的路由

⑤Autonomous system external LSA
和3类LSA很相似
每一条5类LSA对应一条外部路由
范围：除产生它区域外的所有区域（特殊区域除外）
通告者：ASBR
内容：纯路由信息
Link-ID：就是重分发进来的LSA的前缀。
ADV route：ASBR的R ID
但是这里注意：这个ADV rotue是不会改变的。
它不改变，其他区域的路由器是不知道ADV route到底在哪里的，是不可达的。
5类LSA需要和4类LSA配合使用。

路由表中呈现为 N E2/NE1
它们是什么意思呢？
N E2：传递的时候，度量值不累加
N E1：传递的时候，度量值累加（入接口方向累加）
默认是使用N E2
ospf计算度量值是入接口的带宽比上10的8次方，然后累加。

④ASBR summary LSA
范围：除产生它区域外的所有区域（特殊区域除外）
通告者：ABR
为什么不是ASBR？
因为ASBR没有能力转发。
内容：纯拓扑信息
link-ID：ASBR的路由器ID
ADV route：ABR的路由器ID
注意：这个4类LSA的ADV route是会修改的，每经过一个区域ABR就会修改为该ABR的R ID。
是为了保证他的可达性。
4类LSA通告的就是ASBR的位置。

⑦NSSA External LSA
每条7类LSA对应一条外部路由
NSSA区域特有的LSA
区域：只能够在NSSA区域内泛洪
通告者：NSSA区域的ASBR，它在重分发路由进入区域的时候，会自动把5类LSA转换为7类LSA引入。
内容：纯路由信息
link-ID：外部路由的前缀
ADV route：ASBR
路由表中呈现为 O N2/O N1和5类LSA没什么区别

（OSPF区域不与骨干直连解决方法）

OSPF区域分为骨干区域（area0）、非骨干区域。
非骨干区域需要与area0直连。如果不直连会出现非常大的问题。
一般有两种情况，area 0被非骨干区域从中间划开。
第二种就是非骨干区域没有与area0直连。

解决方案有3种

（1）不推荐使用 通过使用多进程重分发的形式解决

这样会导致路由条目出现问题，全是打O E2的路由。很容易出现次优路径选择。

（2）不推荐使用 通过使用tunnel口，在出问题的ABR配置一条tunnel到离他最近连接了AREA0的ABR上。

这样配置需要注意：tunnel口需要指定源目地址，还需要配置IP。通告进area0区域。相当于把area0扩展开。
这样需要注意：如果tunnel宣告进了OSPF，然后tunnel的源端口也宣告进了OSPF，会导致链路不停的翻动。解决方法：宣告tunnel口进ospf，就不要宣告它的源端口进入OSPF。
但是这样又出现一个问题，如果不把源端口宣告进OSPF，目的端口又不可达。又需要手工配置一条静态路由来让目的端口可达。
非常麻烦。
这样配置出来的路由，该打O就打O，该打O IA就打O IA。它不会像第一种一样，影响它路由条目类型。

（3）建议使用 virtual-link

在出问题的ASB（与骨干没有直连的路由器）上virtual-link离他最近的和area0直连的ABR。
Virtual-link和tunnel差不多，也是一种虚链路，只不过这种虚链路是OSPF协议才有的。
只有使用OSPF时才能使用这种虚链路。
进入OSPF进程
area 【需要跨越的区域】 virtual-link 【对端路由器ID】
注意：Virtual-link是属于area0的链路。它的作用相当于是把area0扩展开来，跨越一个区域来连接area0区域。
注意：只能够跨越非骨干区域。所有特殊区域都不可以跨越。

（OSPF的认证）

OSPF的认证是基于进程级别的。
认证分为三种：接口级认证，区域级认证、虚链路级认证
分为明文认证和密文认证两种类型

（1）接口级别认证

①明文认证
进入被宣告进OSPF的接口
ip ospf authentication-key 【密码】 （配置明文密码）
ip ospf authentication （开启明文认证）
②密文认证
进入被宣告进OSPF的接口
ip ospf message-digest-key 【序号】 MD5 【密文密码】 （配置密文密码）
ip ospf authentication message-digest （开启密文认证）

（2）区域级别认证

首先需要注意，一个区域只要有一台路由器开启了基于区域级别的认证，那么这个区域的所有路由器/交换机都应该开启同类型的认证。
同类型：同样是基于密文或者明文
①明文认证
进入被宣告经OSPF的接口
ip ospf authentication-key 【密码】 （配置明文密码）
进入OSPF进程
area 【区域】 authentication （对应的区域开启认证）
②密文认证
进入被宣告进OSPF的接口
ip ospf message-digest-key 【序号】 MAD5【密码】 （配置密文密码）
进入OSPF进程
area 【区域】 authentication message-digest （对应的区域开启密文认证）

注意：启用密文认证的时候，两边的不仅密码要一致，序号也要一致，而且都要开启基于区域的密文认证。

（3）基于虚链路级别的认证

首先提一下：虚链路级别的认证，只有在虚链路还没有建立起来的时候，配置有用。如果虚链路已经建立起来了，那么这个配置白瞎，没用。为什么？
因为虚链路它建立了邻居之后，不会发送hello，并且它的超时时间是永不。相当于它不会发送更新，它不发送更新，你这个配置就没有意义。
所以需要注意：基于虚链路级别的认证，只有在虚链路还没有建立起来的时候配置有用。

这个配置方法也比较特殊
需要在建立虚链路的时候配置。
①明文认证
area 【跨越的区域】 virtual-link 【对端路由器ID】 authentication-key 【密码】 （配置明文密码）
area 【跨越的区域】 virtual-link 【对端路由器ID】 authentication （开启明文认证）

②密文认证
area 【跨越的区域】 virtual-link 【对端R ID】 message-digest-key 【序号】MD5 【密码】 （配置密文密码）
area 【跨越的区域】 virtual-link 【对端R ID】 authentication message-digest （开启基于密文的认证）

（4）需要注意的点

（特殊区域）

1. Stub区域

末节区域
把一个区域配置为Stub区域的前提
①区域内不允许存在ASBR
②区域内不允许存在其他虚链路
③不能是区域0（不可以是骨干区域）
④区域内所有的路由器都要配置为Stub区域
⑤最好是只有一个ABR

配置为Stub区域后会有什么特性？
①该区域的ABR会自动过滤掉想要进入区域的4类和5类LSA
②该区域的ABR会自动下放一条O IA缺省度量值为1的缺省路由。
这条缺省路由的度量值是可以修改的。

优化不是很好。因为既然已经下放了一条缺省路由了，我是不是就可以直接使用你下放的缺省路由来传递路由条目了？因为我干什么都要把包发送给ABR嘛，既然你给了我一条缺省路由了，那些3类LSA还有没有必要进入区域啊？
没有必要了吧。

2.Totally stub

完全末节区域
配置要求和Stub一样。
只需要在ABR上添加一个no-summary参数即可。
进入OSPF进程
aera 【需要修改的区域】 stub no-summary
注意：只用在ABR上修改即可，其余的让他保持Stub。

配置为这个区域后有什么特性?
ABR会过滤掉想要进入该区域的3、4、5类LSA。
并且ABR会自动下放一条O IA缺省度量值为1的缺省路由。

这样优化就会非常好。
但是这个区域的限制太多了。
区域内不能存在ASBR
我就是想要存在ASBR怎么办？

3.NSSA

次末节区域
相比Stub区域，它最大的特点，就是区域内可以存在ASBR。
①区域不能够是骨干区域
②区域内的所有路由器都需要配置为Nssa区域

配置为这个区域后，有什么特性？
①该区域ABR会自动过滤掉想要从该ABR经过的4类5类LSA。
②该区域的ABR不会自动下方缺省路由。

可以看出很坑啊。
我把外部路由5类LSA引入到NSSA区域，发送到ABR的时候，你给我过滤了。那我引入外部路由干嘛？
注意：NSSA区域ASBR引入外部路由的时候，会自动把5类LSA转换成7类LSA引入。
但是7类LSA只能够在NSSA区域内传递。
扯了半天还是传递不出去？
不是的。
NSSA区域还有一个翻译者的概念。
翻译者：NSSA区域的DR。
如果有多个DR，那么会进行选举。R ID大的当。
它有什么用呢？
它会把域内要出域的7类LSA转换为5类LSA，然后 在其他区域传递。

问题来了，如果该翻译者就是该NSSA区域的ASBR呢？
他会直接把外部路由以5类LSA的形式在其他区域传递。然后再转换一份7类LSA引入到NSSA区域。
这种情况有没有必要再把7类LSA引入到NSSA区域？
完全没有必要嘛。
你翻译者（ABR）给我下放一条缺省的路由就行了嘛，完全不用把7类LSA引入到Nssa区域占用我的LSDB和路由表嘛。

问题来了，这个区域不会自动下放缺省路由。怎么办？
手动下放
进入OSPF进程
area 【区域 】 nssa default-information-originate
这个缺省路由的度量值和类型是可以修改的。
在后面添加参数
注意：这里下放的缺省路由是7类的缺省路由，如果同时存在7类和3类的缺省路由。会使用3类的。
优先级：打O的>打O IA>打O E2/O E1 和O N2 /O N1

在这个区域的ABR正好是ASBR的时候，为了让7类LSA不进入区域，达到最好优化。
area 【区域】 nssa no-redistribution

4.totally nssa区域

完全次末节区域
相比次末节区域，它优化更加好，它会把想要进入区域的3 、4 、5类LSA报文给过滤掉。
并且他还会自动下方一条3类O IA的缺省度量值为1的缺省路由。
度量值可以修改
其他基本上和Nssa区域一致。
配置的话，只需要在ABR上配置。区域内的其他路由器只需要配置为Nssa区域即可。

进入ABR的OSPF进程
area 【区域】 nssa no-summary
修改度量值和类型
default-information originate metric 【度量值】 metric-type 【类型】

（OSPF的汇总）

首先OSPF不支持自动汇总。
只支持手工汇总，手工汇总分为两类。
域间汇总 / 域外汇总
域间汇总在ABR上做
域外汇总在ASBR上做

（1）域间汇总

在区域的ABR上配置
进入ABR的OSPF进程
area 【区域】range 【汇总的前缀】【汇总的掩码】
它后面可以跟一些参数。
COST
Advertise
not-advertise
cost就是修改度量值嘛。
然后Advertise，默认是开启的。不用管。
not-advertise，这个意思是不发送。
注意：你汇总一个网段。就是把明细丢弃，汇总路由产生发送出去。
这里如果把汇总也配置为不发送，相当于是直接把这些配置的网段抑制了。
对于网段抑制，不建议使用这个命令。
对于域间汇总，有单独的命令。

（2）域外汇总

在区域的ASBR上配置
进入OSPF进程
summary-address 【前缀】 【掩码】
后面可以跟一些参数
not-advertise
tag
tag：用来给引入域内的外部路由添加一个标记，方便抓取。
注意：如果外部路由在引入区域的时候，没有做过任何的路由过滤方面的内容，那么久只能使用这里的not-advertise来过滤外部路由。

（OSPF的缺省路由下放）

（1）第一种

路由表存在一个全0的缺省路由时
进入OSPF进程
default-information originate
下放的是O E2的全0/0的缺省路由
可以修改度量值，以及类型
即可

（2）第二种

进入OSPF进程
default-information originate always
下放的是O E2的全0/0的缺省路由
可以修改度量值，以及类型
这种方法，强制下放缺省路由。就算自己路由表里面没有全0的缺省。

（OSPF的接口网络类型）

某些接口只要宣告进OSPF，就会自动给它打上OSPF的网络类型。

（1）loopback

环回口类型
默认对应的接口：环回口
该类型比较特殊。
不能通过任何方法修改其他接口的网络类型为环回口。
只有把环回口宣告进OSPF的时候，会自动配置为该网络类型。
特点：不会发送Hello。度量值默认为1（可以直接修改COST值）
loopback传递的路由不管你本身是多少位的，传递出去一定是/32位的主机路由。
如果想要它显示本身多少位的路由。可以把它的网络类型修改为P2P类型。
如果修改为P2P之后，又想要改回去，只需要把P2P那个命令NO掉即可。（因为没有ip ospf network loopback这条命令）

（2）P2P类型

点到点
默认对应的接口类型：PPP/HDLC/FR-点到点子接口
首先不选举DR
使用组播、广播
hello时间为10秒。
组播发送224.0.0.5 为什么没有.6？
因为不选DR/BDR嘛。

（3）BMA类型

广播型多路访问网络类型
默认对应接口类型：以太网接口
使用组播、广播
Hello时间为10秒。
组播发送224.0.0.5/224.0.0.6

（4）NBMA类型

非广播多路访问网络类型
默认对应:FR物理接口、FR-多点子接口、MGRE
hello时间：30秒
不支持组播、广播。这代表不能够自动建立邻接，需要手工指定neighbor
选举DR/BDR

（5）p-mp类型

点到多点网络类型
默认对应接口类型：无 需要自己手动指定
不选举DR/BDR
使用组播/广播
hello时间：30秒
它会发送一条关于自己这个接口的/32位的主机路由给对端。

（6）p-mp NBMA类型

点到多点非广播多路访问网络类型
默认对应接口类型：无 需要自己手工指定
不选举DR/BDR
不会主动发送组播/广播 需要手工指定Neighbor
hello时间：30
同上，它会发送一条关于自己这个接口的/32位的主机路由给对端。
注意：无论把接口配置为点到多点、点到多点非广播你在Show接口的时候，只会显示点到多点。
注意：如果真的想要看是否携带NBMA参数，只有Show run才能看到。

（7）一般情况下，两边网络类型要一致，除了一种情况

一边点到多点，一边点到点。一般情况下是在帧中继环境中。
Hub节点为点到多点。Spoke节点为点到点。
注意：Hub节点和Spoke是可以同时使用点到点的，只不过需要在Hub节点划分子接口，划分若干个子接口就OK了。
点到点子接口有一个小特性：什么叫点到点？所谓的点到点就是网段内只有两个节点，所以对于这个网段OSPF的邻居数量有几个？有且只有一个是吧，不可能说你这个接口同时建立多个邻居。

注意：一边使用点到多点，一边使用点到点。邻居是肯定Down的。为什么？
虽然他们两边的网络类型不一致，但是它们是特殊情况,它们是可以建立邻居的，并且路由传递也是没问题的。

因为它们两个的Hello时间不一致。一边是10秒，一边是30秒。
所以需要修改Hello时间。
一般情况是修改Spoke的时间和Hub时间同步。
修改Hello时间有小技巧。你修改了Hello时间，它的dead、wait时间自动会变为Hello时间的4倍。
但是如果你修改dead时间，Hello时间就不会自动修改，只有wait时间会自动修改。需要注意

建立邻接关系的前提
相同的Hello、dead
相同的区域ID
相同认证类型
相同末节标识
相同MTU
相同网络类型

注意：由于这两种网络类型，它的属性非常类似，基本是一致的。因此在帧中继环境中IE最喜欢考的就是Hub节点使用点到多点，Spoke使用点到点。这个时候在部署的时候只有一个细节。
那就是修改Hello时间，只要Hello时间匹配，邻居只要一建立，那么就OK。