[ 网络协议篇 ] IGP 详解之 OSPF 详解
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ospf 是当前用的最多的 IGP 路由协议
走网络方向的兄弟们，ospf 是必须掌握的
同时，ospf 的内容很多，这里我会有三四篇的文章来写 ospf
可能由于能力有限，不会写的特别全面，但对于网络工作来说，应该是够用了
目录
一、知识点介绍
1. 基本概念：
开放式最短路径优先，典型的链路状态路由协议
所有厂商的设备都可以实现ospf，是目前行业内使用最为广泛的IGP。
版本：OSPFv2（IPv4），OSPFv3（IPv6）
协议号89 组播：224.0.0.5 224.0.0.6
优先级：10（内部） 150（外部）
度量方式：路由如接口综合
自治系统（AS）：
自治系统(Autonomous System) : （狭义的自治系统）
一个自治系统是指使用同一种路由协议交换路由信息的一组路由器。
2. router id
作用：用于自治系统中，唯一标识运行了OSPF的一个路由器
32bit长度数值，点分十进制表示。
用于在同一个ospf域中唯一的标识一台ospf路由器。
router id选举： 1.通过ospf 1 router-id x.x.x.x指定（手工配置）
2.通过router id x.x.x.x 指定（手工）
3.最大Loopback接口地址（大的优先）
4.最大物理接口地址（大的优先）
router id不会被抢占，如果要重新设置router id，在配置完后需要使用：
<huawei>reset ospf process 重启ospf进程，router id才会重新选举。
3. ospf三张表
邻居表（dis ospf peer）：
其中描述了这个邻居的状态、主从关系（master/slave）、router id、DR优先级（若有）、接口ip等信息。
链路状态数据库（LSDB）（dis ospf lsdb））（拓扑表）：
LSDB可以当做是路由器对整个网络的认知，其中存放了路由器所收到的所有的LSA。
包括LSA的类型、链路标识、始发路由、时间、长度、序列号、度量值等信息。
ospf路由表（dis ospf routing）：
ospf根据LSDB中的数据，
运行SPF算法并得到一颗以自己为根的、无环路的最短路径树，基于这棵树，
ospf能够发现到达网络中各个网段的最佳路径，
从而得到路由信息并加载到ospf路由表中。
4. 邻接关系
邻居：双方接口激活后开始发送并侦听hello报文，在通过hello报文发现彼此并确认双向通信后，二者是成为邻居关系。
邻接：当二者的LSDB完成同步后，两台路由器形成了对网 络拓扑的一致认知，并开始独立计算路由时，二者成为邻接关系。
5. 区域的概念及多区域部署
划分区域的规则：将整个ospf域划分为多个子区域，每一个区域都有自己的编号，也就是区域id，在划分的子区域中必须存在一个骨干区域，其他的则是常规区域。
骨干区域编号固定为0，也就是area 0。
分区的作用：减小数据库规模，支持大型网络
虚链路：常规区域没有与骨干区域之间相连的问题，碰到这种问题最好是修改ospf的网络设计重新配置，使其与骨干区域直接相连，这个改动就会涉及网络改动成本等问题，因此我们有一种解决这个问题的临时方案，那就是虚链路。
分区：每个区域维护一个区域内的LSDB
好处：减少了LSDB的大小，加快了SPF的计算（收敛更快）
区域间传递的不是链路状态信息，是传递的路由信息(和rip就一样了(可能有环))
分为：骨干区（0）和非骨干区（非0）
区域：一组网络的集合
划分区域的方式：以接口为单位（一个接口只能属于一个区域）
解决区域间环路问题：
常规区域必须在逻辑上与骨干区域直接相连，
非骨干区域之前不能传递LSA
只有骨干区域能与常规区域直接通信，常规区域之间不能直接通信，
必须通过骨干区域的转发，从而避免环路的产生。
路由器的分类：
IR（内部路由器）常规区域内部路由器
BR（骨干路由器）骨干区域内部
ABR（区域边界路由器）连接骨干区域和非骨干区域
ASBR（AS边界路由器）使用BGP连接另一个AS（做了引入）
同一个区域内路由器才会建立邻居关系，交换LSA,收敛后，同一个区域内所有设备具有相同的LSDB，这个LSDB反映了区域内的链路状态，再计算区域内的路由。
不同区域之间，由区域边界路由器ABR直接转发路由。
每个区域有一个ID, ID是32位二进制，可以表示为一个十进制数，也可以表示为点分十进制形式。
例如:区域0等价于区域0.0.0.0;区域1等价于区域0.0.0.1。
6. 默认路由
手工配置的静态路由不能通过路由引入命令引入到ospf中，
原因：是因为ospf会认为在进行重分发时可能会产生环路。
下发默认路由：
[R1-ospf-1]default-route-advertise (always) (cost x)
always关键字：不加表示当前设备中如果存在一条默认路由，则下发默认路由，否则不下发；添加always关键字表示无论当前设备有没有默认路由都会下发；
cost关键字：设置下发的默认路由的cost值，不加cost关键字则使用缺省的cost值10。
引入路由：1 mport-route di rect
7. 报文认证
两类三种报文认证：两类：接口认证；区域认证。
三种：空认证；简单口令认证；密文认证。
空认证：缺省情况下接口使用，也就是不进行报文收发的认证。
简单口令认证（明文认证）：会进行报文收发认证，且口令会以明文的方式存放在ospf报文头部。
密文认证：报文中不直接包含口令，而是包含一个哈希值，这个哈希值是用户配置的口令经过MD5算法计算的结果。MD5算法是一种理论上不可逆的散列算法，因此即使报文被捕获，也无法通过哈希值反推出口令。
区域认证：对整个区域进行报文收发的认证，同一区域内所有路由器都需配置相同的口令。配置如下：
[R1-ospf-area0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher123
接口认证：同一链路上的所有接口都需要配置相同的口令，优先级高于区域认证，配置了接口认证的链路上，如果区域认证失败，就算通过了区域认证也还是不能进行报文收发。
配置：[R1-g0/0/0]authentication-mode simple cipher 123
8. 静默接口
作用与rip静默接口一样，区别是ospf静默接C ]既不接收又不发送ospf协议报文。
配置[R1-ospf-1]silent-interface g/0/0
9. 多进程
当一台设备运行了多个ospf进程，这些进程将相互独立，互环干扰，各自维护各自的L SDB和ospf
路由表。如果要两个进程之间需要通信，则需在边界路由器上进行路由引入。例如在进程1中引入进程2：
[R1-ospf-1]import-route ospf 2
10. ospf 网络类型：
1.点对点：指一条链路上只能连接两台路由器的环境。
例如PPP链路。在p2p链路上不会选举DR和BDR。
2.广播型多路访问：是一个允许多台路由器接入且支持广播的网络环境。例如以太网。
3.非广播型多路访问：允许多台路由器接入但不支持广播的环境。例如帧中继。
4点对多点：这种网络类型不是路由器根据接口数据链路层封装情况自动设置的，而是网络工程师手工指定的，类似于将多条P2P链路的一端进行捆绑得到的网络。
接口视图使用：ospf network （p2p/p2mp/broadcast/nbma）修改接口的网络类型。
11. DR 和 BDR
DR（指定路由器） BDR（备份的指定路由器） DRother（不是DR也不是BDR）
所有的DRother都只与DR以及BDR建立邻居关系，
BDR也与DR建立邻居关系，而DRother之间则停留在2-way状态。
1.在那种网络类型下才会有DR和BDR：广播和NBMA（简称为MA网络）
2.使用哪一个协议报文去选举DR和BDR：Hello
3.在那个状态机下选举：2-way
4.选举时间多少秒：40s
5.DR和BDR作用：
1.减少邻接关系的数量，从而减少链路状态信息以及路由信息的交换次数，这样可以节省带宽，减少路由器硬件的负担。
（DRother之间只需要维护邻居关系（2-way））
（DRother只需要和DR、BDR建立邻接关系（full））
2.在描述拓扑的LSDB中，一个NBMA网段或者广播型网段是由单独一条LSA来描述的，这条LSA是由该网段上的DR产生的。（二类LSA）
组播地址使用：
DRother把自己的LSA信息通告给DR、BDR用的是：224.0.0.6
DR收到DRother信息广播用的是：224.0.0.5
DR与BDR选举：非抢占
通过hello报文中的“DR优先级”字段选举
1.接口的DR优先级，默认为1，取值范围0-255，数值越大越优先，为0表示不参与选举。（可通过接口下ospf dr-priority x修改。）
2.router id，最大router id的路由器会成为DR。
DR与BDR一旦选定，没有故障或手动设置的话不会被抢占。
不可抢占原因：防止路由的重复计算（路由表震荡 重新建立邻接关系邻居关系）
<huawei>reset ospf process 重启ospf进程，router id才会重新选举。
改变DR BDR
ospf dr-priority x修改优先级
<huawei>reset ospf process 重启ospf进程，DR BDR才会重新选举。
原来的DR BDR都需要重新启动OSPF进程 （DR必须重启）
查看接口的ospf属性：dis ospf interface g0/0/0（查看DR BDR 网络状态等等）
12. OSPF邻居与邻接关系
邻居：2-way状态 只是知道对方存在 （用到hello报文）
邻接：full状态 相互交互了LSA：生查路由表
是否建立邻居关系：
点到点链路：上一定要建立邻接关系（就两台设备）
点到多点：一定建立邻接
虚链路：一定建立邻接
广播和NBMA：DR、BDR、与其他建立邻接。其他与其他建立邻居。
二、专栏分享
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