网络建设与运营维护

Posted 2021-01-23 honor234

OSPF网络类型：

1.点到点

T1链路：1.544Mbps，是链接单独一对路由器的。在这种类型的链路上总是可以形成邻居关系的。在这种网络上的OSPF使用组播地址进行通讯。

2.广播型网络

比如以太网，DR与BDR使用AllSPFRouters（224.0.0.5）与非DR/BDR进行通信，而非DR/BDR使用AllDRothers（224.0.0.6）与DR/BDR进行通信。

3.NBMA网络

比如帧中继网络，这样多路访问网络没有广播能力，需要选举DR和BDR，并且OSPF数据包是以单播进行通信的，必须要使用neighbor手工指定邻居。

4.点到多点网络

是NBMA网络的特殊配置，可以看做是一群点到点链路的集合。不需要选举DR/BDR，OSPF数据包以单播进行传输。

5.虚链路

OSPF数据包以单播方式发送。

 

除了以上5中网络类型，也可以将网络归纳为以下两种网络

传送网络：与两台及以上的路由器相连的网络。

末梢网络：仅仅和一台路由器相连。

 

如果没有DR/BDR的话，那么网络上将产生n2个：LSA通告，显得太乱了，于是就选举DR。

1.首先根据端口优先级（缺省为1，ip ospf priority），越大越优先。0表示没有资格选举为DR。

2.优先级相等，再根据RID，越大越优先。

注意DR/BDR具有稳定性，指的是：路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是一旦选举完毕，即使更高的优先级加入后也不会替换DR/BDR。这点与RID类似。

 

DR是一个伪节点的概念，即任从伪节点到任何与之相连的路由器的代价都有0，通过这种方式，所有代价都不会受到伪节点的影响。并且DR是接口特性。

 

Process ID：这个是思科私有的，可以依赖这个属性让Cisco路由器运行多个OSPF进程。不同进程之间相当于不能类型的协议。

 

OSPF Hello Interval：在广播型网络上为10s（点到点或者广播），非广播上为30s（点到多点或NBMA）

OSPF RouterDeadInterval：广播型网络上为40s，非广播为120s。（注意是4倍关系）

 

Wait Timer（等待计时器）在开始选举DR和BDR之前，路由器等待邻居路由器通告自己为DR、BDR的时间，等待长度就是RouterDeadInterval的时间。

 

RxmtInterval（重传时间）：路由器发送OSPF数据包后没得到回复之前将要等待多长时间重传。5s

 

Neighboring Router：只有建立起了邻接关系的路由器之间，才会在这个字段中显示出邻居路由器的RID。

 

以上信息可以通过：show ip ospf interface f0/0中查看到。

 

OSPF接口状态机：

1.Down

2.点到点：这个状态仅适用于点到点，点到多点，以及虚链路网络中，接口处于这个状态后，该接口就开始起作用了。此时每隔HelloInterval的时间发送一次Hello数据包，并尝试和接口链路另一端相连的邻居路由器建立邻接关系。

3.Waiting：这个是MA网络中会出现的，开始发送Hello包，并且试图去选举DR和BDR或者去发现网络中的DR或BDR。

4.DR：这样状态就代表该路由是DR

5.Backup：该路由器是 BDR。

6.DRother：既不是DR也不是BDR的路由器。

7.Loopback：环回口。

 

邻接关系的四个阶段：

1.邻居发现阶段；

2.双向通信阶段；

3.数据库同步阶段；

4.Full完全邻接阶段；

 

邻居状态机，邻居之间形成完全邻接关系的过程：

1.失效状态（Down）：邻居会话的初始状态，指明在最近的RouterDeadInterval的时间内还没有收到来自邻居路由器的Hello数据包。除非在NMBA网络中，否则Hello包是不会发给哪些失效的邻居路由器的，并且在NBMA网络中，是以每个隔PollInterval（120s）的时间发送一次。

2.尝试状态（Attempt）：仅适合NMBA中，哪些具有DR选举这个的路由器和其邻居路由器的相连的接口开始变得有效（Active），这台具有DR选举资格的路由器将邻居路由器的状态设为Attempt状态，并使用HelloInterval时间代替PollInterval的时间来向邻居发送Hello包。

3.初始状态（Init）：在最近的RouterDeadInterval的时间内，收到的邻居的Hello包。

4.双向通信阶段（2-way）：在来自邻居路由器的Hello包中看到了自己的RID。（只有在这个状态或者更高状态时才有资格被选作该网络上的DR或BDR，如果在Init收到一个DBD数据包，也可以引起邻居状态直接转换成2-way状态）。

5.信息交换初始状态（ExStart）：开始建立主从关系和协商DBD的序列号。并且具有最高RID的路由器成为”主“路由器。注意：主从关系的协商也是靠DBD包的，只是此时交换的DBD包中的I位（初始位）置1.

6.信息交换状态（Exchange）：在这个状态先双方开始交换DBD，并且根据DBD形成LSR，并向对方发送链路状态请求数据包。

7.信息加载状态（Loading）：这个状态下，收到邻居发送的LSR，并且返回LSU进行交换链路状态通告信息（LSA）。

8.完全邻接状态（Full）：邻居路由器之间具有相同的链路状态数据库，达到完全邻接关系。

 

在交换LSA之后必须对其进行确认，LSA的确认有两种：

1.显示确认：直接返回含有LSA头部的LSAck消息；以前已经收到过了。

2.隐式确认：返回收到LSA的相同实例的LSU；第一次收到。

 

注意OSPF对LSA的确认可以使用单个链路状态确认多个LSA通告。这个链路状态确认数据包不需要携带完整的LSA信息，而只是需要携带LSA的头部就可以了。没收到确认的LSA会被放进链路状态重传列表中，并且每个RxmtInterval（5s）时间就会重新传输一次，知道该LSA得到确认为止。其中LSAck可以被延时发送，但是延时时间必须小于RxmtInterval时间。

 

OSPF采用直接确认的两种情况：

1.从邻居不断的收到重复的LSA，可能表明邻居还没有收到这个LSA的一链路状态数据库里已经没有这个LSA的实例。

 

可靠泛洪：序列号，校验和，老化时间

当路由器收到相同的LSA的多个实例，路由器如何确定哪个是最新的：

1.比较序列号，拥有最大的序列号的LSA就是最新的LSA；

2.假如相等，比较谁拥有最大的无符号校验和。

3.校验和也相等的话，就比较老化时间谁的大谁是最新的LSA。

4.如果这些LSA的老化时间之差多余15min（MaxAgeDiff），那么拥有较小的老化时间的LSA将是最新的LSA。

5.如果还比较不出来那么就无法区分谁是最新的LSA，那么这两个LSA就被认为是相同的。

 

OSPF定义了以下3种

域内通信（Intra-Area Traffic）

域间通信（Inter-Area Traffic ）

外部通信（External Traffic）

被分割的区域（或称为分段区域，Partitioned Area）：由于链路失效而使一个区域的一部分和其他部分隔离开来的情形。非骨干区域变成分段区域，此时并不会中断通信，他们之间的通信会被认为是区域间的通信。但是如果骨干区域分段了，那么会把骨干区域隔离成两部分区域，并在两部分区域上创建两个单独的OSPF域。

我们解决的办法就是利用虚链路（Virtual Links）

1.通过非骨干区域连接一个区域到骨干区域。

2.通过 一个非骨干区域连接一个分段的骨干区域两边部分区域。

 

配置虚链路注意事项：虚链路不能是一个末梢区域，必须是传送区域（即必须拥有全部的路由信息），并且必须配置在两台ABR之间。

 

OSPF采用 LSA组步调（group pacing）的机制：每一个LSA通告都有属于自己的重新刷新计时器，但是当它们独自使用的重刷新计时器超时（30min）的时候，会引入一个时延来延迟这些LSA通告的泛洪扩散。通过时延可以让更多的LSA通告共同编成一组，从而可以让跟新数据包携带大量的LSA通告，默认情况下足步调时间为4min。

 

 

 

OSPF数据包类型：
1.Hello包：周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系的 。这个是依赖于计时器的，比如在 高速链路上Hello Interval：10s，死亡时间是40s；低速链路30s，死亡时间120s。（这个高速与低速是本很被评级而不是实际的带宽。）

2.DBD包：描述本地LSDB中每条LSA的摘要信息，和DR与BDR的选举（2-way状态）包含一些字段：I初始为、M后继位、MS主从，发生在ExStart状态、DC（用于按需链路上的do not age位）

3.LSR包：向邻居请求特定的LSA。

4.LSU包：包含LSA。

5.LSAck：确认收到的LSA。（确认DBD和LSU两种数据包。）

 

OSPF邻接的条件：

1.区域ID

2.hello/dead time

3.认证类型

4.末节区域标记

5.物理直连（否则怎么可能是邻接的呢！！！）

 

OSPF数据库同步

OSPF无论网络类型都是使用组播地址发送更新的，只有在发送确认包的时候使用单播地址。（224.0.0.5allspfrouter，224.0.0.6alldrouter），不过有时候在非广播网络中我们使用neighber命令则使用的是单播，我们这里讲的是默认方式。

 

同步数据库过程：

1.Down（失效状态）：邻居会话的初始状态，在一个RouterDeadInterval的时间内没有收到来自邻居的Hello包。

2.Init（初始状态）：当一台路由器发送Hello包后其状态变成Init状态。注意这里使用的是组播（224.0.0.5）发送Hello包，这是因为在刚开始其邻居表是空的，不可能以单播发送Hello包。当其邻居路由器收到这个组播包后，就知道对方的IP地址了，然后以单播反馈hello包，然后就达到下一种过程w-way。

3.Two-Way（双向通讯）：收到邻居发送的Hello包中看到自己的RID。（DR/BDR的选举在这个阶段，前提是需要选，在广播 和NBMA网路中需要选。注意DR的概念是限于端口的，是一个多路访问环境一个DR，DR是用过路由器的优先级选择的（0~255，默认是1，0表示没有资格被选举为DR，可在接口下通过：ip ospf priority修改，优先级相等再根据RID，都是越大越优先。））

4.ExStart（信息交换的初始状态）：路由器和其邻居路由器建立主从关系（确定谁先发送DBD包）并确定DBD包的序列号。

5.Exchange（信息交换状态）：双方交换DBD信息，并根据收到的DBD与本地链路状态数据库作比较然后形成LSR包。

6.Loading（信息加载状态）：向邻居发送LSR请求最新的LSA链路状态通告信息，此状态双方正在同步链路状态数据库。

7.Full（完全邻接状态）：当邻居路由器之间具有相同的LSDB时，就达到了完全邻接状态。

通过：debug ip ospf adj可以观察到邻接关系建立的过程。