路由基础学习笔记之部署企业级路由交换网络（上）

Posted 2022-06-14 晚风挽着浮云

部署企业级路由交换网络（上）​

路由协议分类：

距离矢量-----RIP, BGP 没地图 传闻

链路状态-----OSPF, ISIS 有地图

距离矢量的缺陷，按照RIP比较:

1，RIP缺陷：

1. 周期更新完整路由表 2、基于传闻路由协议 最优 3、基于跳数计算开销值

2，OSPF优势：

IS-IS OSI IETF OSPF

1、触发更新LSA 链路状态通告 2、利用SPF算法独立计算

3、基于链路带宽计算开销值 cost=参考带宽100M/接口真实带宽

一，OSPF基本运作过程及常用术语讲解

区域的概念，DR， ABR，ASBR，

二，Route-ID的作用和选举规则

OSPF的Router-id--------唯一标识运行OSPF的路由器
手工指定
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 或者 [R1]router id 1.1.1.1
如果需要重新修改，设备重启，OSPF进程重置修改RID
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
Info: The configuration succeeded. You need to restart the OSPF process to validate the new router ID.
<R1>reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:Y
自动选举：
0、手工指定的ID权限最大，
1、如果存在环回口，则使用环回口最大的IP地址
2、如果不存在环回口，则使用物理口最大的IP地址 选举之前 不改变

三，Ospf邻居的发现和邻居关系的建立

邻居关系的建立 Neighbors
链接关系的建立 Adjacency
二者之间的区别

邻居关系（Neighbors）

1. Down--> init--> two-way

邻接关系（Adjacency）

two-way -->Exhcange start -->Exhcange-->Loading --> Full

如何形成邻居：​

1. OSPF Hello包，五中报文类型中的第一种​

Hello报文------用于发现、建立、维持邻居关系，发往目标组播地址224.0.0.5，周期发送每10s，邻居关系超时时间40s

从Dwon到init状态，再从init到Two-way状态的改变

1. 默认是down状态，收到别人发来的Hello包成为init状态
2. 收到Hello包，切这个hello包里的Active Neighbor 有自己的router ID

四，Ospf里的接口类型

1. 广播接口，以太网【多路访问】
2. 以HDLC或者PPP封装的串口，点到点 不选DR
3. ATM接口或者帧中继物理接口，NBMA,不支持广播,自动找不到邻居，选DR【多路访问】
4. 帧中继子接口(点到点)，点到点
5. 帧中继子接口(点到多点),NBMA 【多路访问】
6. P2MP，非全互联的NBMA改到点到多点

五，DR的概念作用和选举

OSPF报文

报文头部

OSPF网络类型

P2P点到点链路------------如果接口默认工作在HDLC、PPP广域网协议，网络类型为P2P类型

Interfaces

OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1

[R1]DIS OSPF interface SE1/0/0

Interfaces

Interface: 12.1.1.1 (Serial1/0/0) --> 12.1.1.2

Cost: 48 State: P-2-P Type: P2P MTU: 1500

Timers: Hello 10 , Dead 40 , Poll 120 , Retransmit 5 , Transmit Delay 1

广播型链路--------------如果接口工作以太网协议，网络类型为Broadcast类型，多路访问MA网络需要进行DR选举

Interfaces

OSPF Process 1 with Router ID 11.1.1.1

[R1]display ospf interface g0/0/0

Interface: 12.1.1.1 (GigabitEthernet0/0/0)

Cost: 1 State: DR Type: Broadcast MTU: 1500

Priority: 1-----DR相关的字段

Designated Router: 12.1.1.1

Backup Designated Router: 12.1.1.2

Timers: Hello 10 , Dead 40 , Poll 120 , Retransmit 5 , Transmit Delay 1

MA网络多路访问选举DR的作用？如何选举？

作用： DR全称指定路由器，作用简化逻辑拓扑，减少后续报文交互，节省设备带宽和性能自选

因为其他路由器（DR-Other）只能与DR建立后续完全邻接关系，如果DR故障则网络会出现故障，OSPF设计了BDR作为备份，

其他路由器也需要与BDR建立完全邻接关系，其他路由器（DR-Other）只会停留在2-way

选举原则：

1、比较DR优先级，默认值为1，越大越优，配置范围0-255，其中为0不参与选举

interface GigabitEthernet0/0/0

ip address 123.1.1.3 255.255.255.0

ospf dr-priority 0

2、如果优先级一致，则选举Router-id大的路由器作为DR

3、选举不抢占

DR选举基于链路，每条链路都需要进行DR选举，DR采用接口IP地址表示方式！

网络类型 Hello/Dea时间 是否选举DR/BDR 是否支持组播

P2P 10s/40s 否 是

Broadcast 10s/40s 是 是

NBMA 30s/120s 是 否

P2MP 30s/120s 否 是

问题：不同网络类型能否建立邻居关系

1、P2P和Broadcast可以建立正常完全邻接关系，但是不能计算路由

2、P2P和P2MP默认不能建立，修改接口Hello/Dead时间之后可以建立，可以计算路由

interface Serial1/0/0 ospf timer hello 30

3、P2P和NBMA不能建立，NBMA只能单播建立邻居

4、Broadcast和P2MP默认不能建立，修改接口Hello/Dead时间之后可以建立，但是不能计算路由

5、Broadcast和NBMA不能建立，NBMA只能单播建立邻居

补充说明，DR的选举，针对于接口而不是全局，DR选举出来的地址，是接口地址而不是RouteID​

六，OSPF邻居状态机Two-Way之后的部分

Exstart---Exchange---Loading---Full LAS--》 LSDB --》 DBD

两台路由器通过串口直连

(R1)12.1.1.1 -----------------------------------------------12.1.1.2 (R2)

Lo 1.1.1.1/24 Lo2.2.2.2/24

RID 1.1.1.1 RID 2.2.2.2

R1宣告直联接口12.1.1.1和环回接口1.1.1.1​

R2宣告直联接口12.1.1.2，未宣告环回口2.2.2.2

抓包如下图：

ExStart : 通过空的DBD（不包含LSA头部）协商主从关系、检查链路MTU，确定唯一的DBD的序列号来保证可靠的交互

通过DBD来确定主从关系，同时确定后续DBD报文的序列号，Route ID大的设备成为Master，RouteID小的成为Slave

R1发第一个空的DBD报文，序列号194

R2发第一个空的BDB报文，序列号618

通过对比，R2的RID大于R1的RID，于是R2为Master，R1为Salve，后续从设备用主设备的序列号发第一个非空DBD报文开始数据库描述的交互过程，ExStart过程结束！！！

I-------Init--------标识是否为第一个消息

M------More------标识后续是否还有消息

MS---- Master/Slave---------是否为Master设备-----------Router-id大的一方成为Master

在Exstart阶段协商主从关系只有从设备使用主设备的序列号，只有主设备负责序列号+1，保证可靠交互

Exchang：交互有内容的DBD报文，进行数据库对比,DBD里带了LSA头部​

通过发送带有LSA头部的DBD报文告知对方自己的数据条目的摘要信息，

从设备R1开始发送包含带LSA头部的DBD报文，序列号使用刚才主设备的序列号618

主设备也发送自己的DBD报文，序列号依次加1，R2发送DBD序列号619

如果主设备的DBD条目没有发完，就会依次序列号加1直到自己发完，从设备也要以相同的序列号发送一个DBD报文作为回应，从设备有DBD条目发就正常发，DBD条目发完了就发空的DBD回应！

如果主设备的DBD条目已经发完，从设备没的还需要发送，从设备的报文M字段置位1，告知主设备还需要序列号，主设备就发空的DBD报文作为回应，同时也给从设备提供持续的序列号！ 主设备发了一个619，从也跟一个空的619

Loading：-通过LSR请求、LSU更新、LSack确认完成数据库同步，最终达到Full的状态

根据以上DBD条目可知​

R1的DBD有一条1.1.1.1通告的，LS Type是1, Link State ID是1.1.1.1的条目，R2会请求这条LSA

R2会请求这条LSA，LSR只包含LSA的三元素

R1收到请求，会吧这条完整的LSA发给R2，注意这里有两条Stub条目12.1.1.0和1.1.1.1

R2收到这条请求后，会发一个ACK确认，确认包里只有LSA的头部

R2的DBD有一条2.2.2.2通告的，LS Type是1, Link State ID是2.2.2.2的条目，

R1会请求这条LSA

R2收到请求，会把这条完整的LSA发给R1，注意这里只有一条Stub条目12.1.1.0

R1收到这条请求后，会发一个ACK确认，确认包里只有LSA的头部

最后两台设备里的LSA相同，到达Full的状态

如果没有收到确认消息，超时重传机制，重传时间5s

问题：是否所有LSU都需要LSack进行确认？ 不需要，存在隐式确认，DR使用LSU对于DR-other发送的LSU进行确认

影响邻居关系建立因素：

1、router-id不冲突 2、区域ID一致

3、认证类型和认证字段一致

4、MA网络子网掩码一致------------分析LSA-2作用，DR代表MA网络计算路由信息

5、Hello/Dead时间一致 6、末节区域标识一致

影响邻接关系建立的因素：

1、MTU不匹配，前提两端开启了MTU检查（华为设备默认不开启MTU检查）

interface Serial1/0/0

mtu 1400

ospf mtu-enable

注意：PPP修改MTU注意PPP协议的LCP过程会协商MTU，修改为一致，MA则不会出现上述情况

如果MTU不匹配：

如果主设备的MTU较大，从设备无法接收主设备相应DD，没有办法获取DD序列号，无法交互有内容的DD报文，两端卡在Exstart状态

如果从设备的MTU较大，可以接收到主设备发送DD，可以获取DD序列号，可以发送有内容DD报文，进入exchange状态

但是主设备无法接收到从设备DD报文，卡在Exstart状态

2、如果MA网络，所有路由器DR优先级不能全为0

问题：如果接口不在同一网段，能否建立OSPF邻居

PPP网络类型可以建立，PPP会通过NCP协议IP地址协商，建立对方的/32主机路由，能够建立OSPF邻居

广播型网络不可以建立

1. OSPF链路状态数据库详解-1类及2类LSA 【Link-State Advertisement】 100M/带宽 1000M 0.1 =1 100/2.048 48

LSA的三要素， ​

router 1 network 2-RD产生 summary 3 asbr4 ase5 TransNet StubNet P2P ​

LinkID Date Type ​

transNet DR的IP 自己的接口IP transNet​

P2P 对端设备的RID 自己的接口IP P2P​

Stubnet 互联的网络号 网络的掩码 Stubnet ​

R3产生的1类LSA​

R2产生的1类LSA

七，OSPF防环机制 3类LSA及虚链路

一，3类LSA涉及到的基本概念

1. 区域的作用及概念:只有一个区域时，区域号随意写，两个及以上区域时，必须有一个区域0，也叫骨干区域，所有的非骨干区域都必须要区域0相连​
   OSPF的区域边界是路由器而不是线路​
2. 骨干区域--区域0
3. ABR--区域边界路由器
4. 三类LSA是谁产生的，作用是让骨干和非骨干之间的LSA互通

二，防环机制

1，域内防止环路 算法限制

2，区域之间防止环路

a,所有区域必须与骨干区域互联，形成逻辑上的星形拓扑

b,ABR路由器必须与骨干区域相连

c,ABR从非骨干区域收到的3类LSA只接收不选路

1. 虚链路的作用
2. 把区域连接到骨干区域
3. 把分割的骨干区域连接起来

备注：如有错误，请谅解！

此文章为本人学习笔记，仅供参考！如有重复！！！请联系本人