路由分类
-直连路由
-非直连路由
&：静态路由
&：动态路由
：IGP：内部网关路由协议-在同一个AS内部使用（在企业内部或者数据中心内部使用）
-DV：距离矢量路由协议
-RIP（v1/v2)
-IGRP-思科私有协议
-EIGRP-思科私有协议
-LS：链路状态路由协议
-OSPF：开放式最短路径优先（企业用：功能多，可以精细化控制）
-ISIS：中间系统到中间系统（数据中心用，转发能力强，大流量转发）
：EGP：外部网关路由协议：在不同的AS之间使用（AS：自治系统）
-BGP：边界网关协议
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静态路由的不足
静态路由的不足：
1）当企业网络规模过大，设备过多，网段过多,配置静态路由工作量大，效率低，容易出错
2）当企业网络拓扑发生变更时，设备增加或减少时，IP地址发送变化时，由可能会需要删除原有的静态路由
重新配置静态路由，导致后期运维成本高，公司断网时间长
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OSPF概述
1、OSPF是什么
-开放式最短路径优先协议，一种最受欢迎的动态路由协议
-版本：OSPFv2(IPv4) 和OSPFv3(IPv6)
-OSPF位于OSI参考模型的第三层，数据封装在IP报头的后面
-协议号是89
2、场景：适用于中、大型网络规模,常见的场景有
& 政企网，层次化的网络架构中
& 数据中心内部，用于实现把不同的网段打通
3、作用：便于大型网络中对路由的管理和维护
OSPF的工作过程
⇒建立邻居表：和小姐姐成为朋友
⇒同步数据库：交换个人信息（家庭住址）
⇒计算路由表：计算出从我们家到她家的最优的路径
-建立邻居表：成为朋友，交换个人基本信息
hello报文 ：建立邻居关系和维护邻居关系
打招呼，大家好，我是小红
大家好，我是小兰
你好，小兰，我是小红，我和你是朋友
你好，小红，我是小兰，我和你是朋友
周期性发2送hello ，用于维护邻居关系（朋友关系）
Cypher
-同步数据库：把秘密分享给对方（我有有多少邻居，邻居特点，住址）
DBD报文：用于描述数据库摘要信息
小红家：有蔬菜 小兰家：有肉
黄瓜 猪肉
LSR报文：用于请求对方数据库中的LSA（链路状态通告）
小红：兰姐，我想要你家的猪肉
小兰：红妹，我想要你家的黄瓜
LSU报文：根据对方的请求，更新信息，传递LSA（完整的LSA信息发过去）
小兰：红妹，猪肉，你查收一下
小红：兰姐，黄瓜，你查收一下
LSACK:报文收到对方的更新信息（LSA）进行确认
小红：兰姐，你的猪肉，我收到了，谢谢你
小兰：红妹，你的黄瓜，我收到了，谢谢你
什么叫同步，就是我们两个的数据库里面的内容完全相同
小红家有 黄瓜和猪肉
小兰家有 猪肉和黄瓜
备注：数据库同步--厨房蔬菜同步后，就可以炒菜，炒猪肉炒黄瓜
备注：这道菜：猪肉炒黄瓜：就是代表一个被计算出来的路由条目
猪肉：代表计算路由的原材料，在OSPF中称为LSA（链路状态通告）
黄瓜：代表计算路由的原材料，在OSPF中称为LSA（链路状态通告）
所以，我们可以得出一个结论，OSPF中，所有的路由条目都是路由器通过OSPF计算出来的，不是学习来的
但是计算路由的“原材料- LSA”都是通过同步数据库 ，学习来的，
所以运行OSPF的路由器，学习的是LSA，通过LSA计算出来的是路由
Haskell
-计算路由表：根据得到的信息构建一张地图，根据地图导航最优路径
报文类型
-Hello 用于发现、建立、维护和断开邻居关系（交朋友）
-DBD 用于描述数据库摘要信息（LSA头部信息）（发菜单）
-LSR 请求自己数据库中没有的LSA信息（我要）
-LSU 根据对方的请求信息，更新LSA给对方 （给你）
-LSack 收到对方的更新LSA信息后，进行确认（说谢谢）
OSPF区域
1、区域划分:
OSPF适用于大型网络，采用分层设计，分为骨干区域和非骨干区域。
2、OSPF 骨干区域
区域号为0，表示的就是“骨干区域”
3、OSPF 非骨干区域
区域号不为0，表示的就是“非骨干区域”
4、非骨干区域必须和骨干区域“直接”相连，能实现“区域之间的互通”
5、OSPF 区域的表示
通过十进制表示，例如区域
通过点分十进制表示，例如区域
6、为什么要引入区域
原因：只有一个区域的不足
如果只有一个区域，公司内所有路由器都要同步数据库：
不足：
- 1）数据报文非常多，所以设备压力大， 带宽占用多
- 2）由于数据报文多，所以同步数据库非常慢，占用时间多
- 3）由于数据库非常大， 所以计算路由慢，所以计算出来的路由表也非常大
- 4）由于路由表非常大，路由器转发数据的时候， 查路由表时会让设备压力大（CPU占用高），查表慢，最终导致，数据转发慢，公司网络性能差所以我们要引入OSPF区域
引入多个区域的优势：
1）只有同一个区域内的路由器才需要同步数据库，不同区域的路由不需要同步数据库
2）所以同步数据库的设备少， 数据报文就少，设备压力也小，也不过多浪费带宽3）由于数据报文少，所以数据库最终就小
4）数据库小，数据库同步的速度就快，计算路由的路由就快5）数据库小，最终路由表也小，转发数据的速度就快，公司的网络质量就好
OSPF单区域实验案例
拓扑
需求
实现全网互联互通
配置步骤
1）配置PC接口IP地址
2）配置路由器的接口IP地址
3）配置OSPF
-创建ospf进程，定义router-id
-指定相应区域
-宣告网段进入ospf
4）验证结果
配置命令
第一步：配置PC接口IP地址
第二步：配置路由器接口IP地址
第三步：配置OSPF：
R1:配置
ospf 1 router-id 1.1.1.1 //指定ospf进程号， 指定router-id
area 0.0.0.0 //指定区域id
network 192.168.1.0 0.0.0.255 //宣告直连网段
network 192.168.12.0 0.0.0.255 //宣告直连网段
R2:配置
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.0
network 192.168.23.0 0.0.0.255
network 192.168.12.0 0.0.0.255
R3:配置
ospf 1 router-id 3.3.3.3
area 0.0.0.0
network 192.168.23.0 0.0.0.255
network 192.168.2.0 0.0.0.255
第四步：验证结果
display ospf peer brief //查看邻居表简要信息
display ip routing-table //查看路由表
PC1 ping PC2验证结果
<R1>display ip routing-table protocol ospf
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : OSPF
Destinations : 2 Routes : 2
OSPF routing table status : <Active>
Destinations : 2 Routes : 2
Destination/Mask Proto Pre Cost NextHop Interface
192.168.2.0/24 OSPF 10 3 192.168.12.2 G0/0/0
192.168.23.0/24 OSPF 10 2 192.168.12.2 G0/0/0
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OSPF邻居表解析
<R1>display ospf peer brief //查看邻居表简要信息
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/0 2.2.2.2 Full
----------------------------------------------------------------------------
1、Process：进程号
ospf 1 :指定ospf进程号1
1）作用：在同一个设备上，区分不同的ospf路由协议
2）通过不同的进程号的ospf协议所学习到的路由信息是不会自动相互传递的，
从而实现各个ospf协议之间的隔离
3）ospf进程号只在本地路由器起作用，不同的路由器的进程号，可以相同，也可以不同
4）进程号范围<1-65535>
2、Router ID
router-id 1.1.1.1 //指定router-id为1.1.1.1
1）ospf协议给路由器起的一个名字，格式类似于IP地址（点分十进制）但是不是IP地址
2）在ospf网络中，router-id是唯一的标识一台路由器
3）router-id的生产方式
选举规则：-手动指定：最优
-如果没有手动指定router-id ,会进行自动选举
&：自动选举
-首先选举本设备上的loopback接口的IP地址，选择IP地址最大的
-－如果没有配置loopback接口选举物理接口IP地址最大的
备注：自动选举的前提是，所有的接口同时运行ospf ,如果没有同时运行，那个接口先启用ospf,
就选择那个接口的地址号，做router-id
&：手动配置
[huawei] ospf 1 router-id 1.1.1.1 //手动指定的命令
备注：当路由器已选router-id后，手修改router-id并不会生效
为什么？ospf需要稳定，ospf稳定，网络才会稳定，一旦选举router-id，就不会被替代
-如果已经有了router-id ,后来又手动指定的router-id想让新的router-id生效，怎么办？
重启ospf进程：<huawei> reset ospf process //在用户视图下执行命令
3、Area Id：区域号
area 0.0.0.0
1）表示的是与对方设备建关系时，所使用的区域号
2）对于ospf来说，这个区域号一定不能少
3）区域号的表示方式有两种
&：十进制数：0-4294967295
&：点分十进制：0.0.0.0 - 255.255.255.255
4）区域分为两类：
&：骨干区域：0
&： 非骨干区域：不为0
4、Interface：使用那个接口与对端建立的邻居
5、Neighbor id：邻居的router-id
6、State：邻居之间的状态
full :完美的邻居--也叫邻接
备注：
two-way :双向通信： 邻居状态
full :数据库同步完成 ：邻接状态（最好的邻居的状态）
Ada
报文字段解析：
OSPF头部报文解析：
【OSPF】
这个字段，指的是OSPF的版本
版本2——针对的是IPv4的网络
版本3——针对的是IPv6的网络
【 Message Type 】
消息类型
OSPF中，一共有五种报文：Hello、DD、LSR、LSU、LSAck
分别对应了1、2、3、4、5
【 Packet Length 】
报文的长度，不可修改
【OSPF】
发送这个Hello报文的路由器的Router ID
而在一个OSPF网络中，Router ID就是用来唯一标识一台路由器的
所以，不同路由器的Router ID不能相同
【ID】
发送这个Hello报文的接口，所在的区域
两台路由器，想要建立邻居，它们的互联接口，必须在同一个区域中
【 Packet Checksum 】
报文的校验和，用来校验报文是否完整
【/Data 】
这里指的是OSPF的认证
认证的类型
认证的数据
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OSPF Hello Packet 报文解析：
【 Network Mask 】
子网掩码
默认情况下：两个建立OSPF邻居的路由器，互联接口的掩码必须相同
【 Hello Interval 】
时间间隔/Hello计时器/Hello时间
就是发送这个Hello报文的路由器，多长时间发一个Hello包
默认情况下：Hello时间为10秒
两台路由器，想要建立OSPF邻居，它们的Hello时间必须相同
【 Option 】
特殊标记位
不同的区域类型的标记位也不同
想要建立OSPF邻居，Option位必须相同
【 Router Priority 】
DR优先级，用于DR选举
如果两台想要建立OSPF邻居的路由器，在互联接口上都配置了自己的DR优先级为0，那么，两台路由器都不会参加DR选举
而在需要DR的网络中，选举不出DR，邻居就无法继续建立
所以，两台设备DR优先级为0，在需要DR的网络中，邻居状态会卡在2-way
【 Router Dead Interval 】
时间/死亡时间
默认情况下：是Hello时间的4倍=40秒
时间会随着Hello时间的改变而改变，但还是4倍关系
所以，我们如果更改Dead时间，一定要注意是否受Hello时间影响，
即：我们需要单独更改Dead时间（手动配置的Dead时间优先于默认情况——4倍Hello时间）
【Designated router 】 : DR :指定路由器
【backup Designated router】 :BDR :备份指定路由器
【Active Neighbor 】 :活跃的邻居，我认可的邻居
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<R1>display ospf interface GigabitEthernet 0/0/0
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
Interfaces
Interface: 192.168.12.1 (GigabitEthernet0/0/0)
Cost: 1 State: BDR Type: Broadcast MTU: 1500
Priority: 1
Designated Router: 192.168.12.2
Backup Designated Router: 192.168.12.1
Timers: Hello 10 , Dead 40 , Poll 120 , Retransmit 5 , Transmit Delay 1
重要字段解析：
Interface: 192.168.12.1 (GigabitEthernet0/0/0) :接口号和接口IP地址
Cost: 1：开销值默认为1
State: BDR：接口状态默认位BDR（备份指定路由器）
Type:：网络类型默认位 广播型网络
MTU: 1500：最大传输单元，1500字节
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邻居建立失败的原因(router-id/area-id)
实验1：两台路由器的router-id 不能相同，才能建立邻居关系
1）修改R1路由器的的router-id 为2.2.2.2 让R1的router-id 和R2的router-id 相同
[R1]ospf 1 router-id 2.2.2.2 //修改R1的router-id 为2.2.2.2
<R1>reset ospf process //重启ospf 进程
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3）验证：无法建立邻居关系
4）结论： 两台路由器的router-id 不能相同，如果相同无法建立邻居关系
5）备注：验证完成，记得恢复配置，把R1的router-id 在改回1.1.1.1
实验2： 两台路由器的Area id 必须相同，才能建立邻居关系
1）修改R1路由器的的Area id 为2 让R1的Area id 和R2的Area id 不相同
2）配置命令
[R1]ospf 1
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area 0]undo network 192.168.10.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area 0]area 2
[R1-ospf-1-area 0]network 192.168.10.0 0.0.0.255
3）验证：无法建立邻居关系
<R1>display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
Peer Statistic Information
Area Id Interface Neighbor id State
4）结论：两台路由器的Area id 必须相同，才能建立邻居关系
实验3： 两台设备的互联的接口，需要能够ping 通（三层互通），如果三层不通，无法建立邻居关系
[R111]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[R111-ospf-1]area 0
[R111-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.12.0 0.0.0.255
[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.12.0 0.0.0.255
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]undo ip add
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.13.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R2]ospf 1
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]undo network 192.168.12.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.13.0 0.0.0.255
无法建立邻居的原因？
1）两台设备的router-id 不能相同，如果相同无法建立邻居
2）两台设备互联接口的区域号必须相同，如果不同，无法建立邻居
3）两台设备的互联的接口，需要能够ping 通（三层互通），如果三层不通，无法建立邻居关系
OSPF路由角色
- 骨干路由器：路由器只要有一个接口在骨干区域
- 非骨干路由器：路由器的所有接口都在非骨干区域
- ABR(区域边界路由器） 同时连接着骨干区域和非骨干区域的路由器
- ASBR（自治系统边界路由器）具有产生外部路由能力的路由器
OSPF多区域实验案例
拓扑
需求
实现全网互联互通
配置步骤
1）配置PC接口IP地址
2）配置路由器的接口IP地址
3）配置OSPF
-创建ospf 进程 和 router-id
-配置ospf 区域id
-宣告直连网段进ospf
4）验证结果
配置命令
第一步：配置PC接口IP地址
第二步：配置路由器接口IP地址
第三步：配置OSPF：
R1配置：
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0.0.0.12
network 192.168.1.0 0.0.0.255
network 192.168.12.0 0.0.0.255
R2配置：
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.0
network 192.168.23.0 0.0.0.255
area 0.0.0.12
network 192.168.12.0 0.0.0.255
R3配置：
ospf 1 router-id 3.3.3.3
area 0.0.0.0
network 192.168.23.0 0.0.0.255
network 192.168.34.0 0.0.0.255
R4配置：
ospf 1 router-id 4.4.4.4
area 0.0.0.0
network 192.168.34.0 0.0.0.255
network 192.168.45.0 0.0.0.255
R5配置：
ospf 1 router-id 5.5.5.5
area 0.0.0.0
network 192.168.45.0 0.0.0.255
area 0.0.0.56
network 192.168.56.0 0.0.0.255
R6配置：
ospf 1 router-id 6.6.6.6
area 0.0.0.56
network 192.168.2.0 0.0.0.255
network 192.168.56.0 0.0.0.255
第四步：验证结果
display ospf peer brief //查看邻居表简要信息
<R1>display ip routing-table protocol ospf
PC1 ping PC2验证结果
纯文本
无法建立领居
无法建立领居关系的原因
1因为三层网络不通, 无法建立领居关系 所以网络三层通信必须要在同一网段 可以建立领居
2因为Router-id一致, 无法建立领居关系 所以routerid必须要不同 可以建立领居
3因为区域不一致 无法建立领居关系 所以OSPF区域要相同 可以建立领居
4因为OSPF 没有进行宣告 无法建立领居关系 所以OSPF要进行宣告 可以建立领居
5因为Hello时间不一,死亡时间一致 无法建立邻居关系 所以OSPFhello时间必须要一致 可以建立领居
6因为dead时间不一致 无法建立领居关系
7接口的掩码不一致 无法建立领居关系
Bash
