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一.OSPF协议的简介
Ospf:开放式最短路径优先协议
无类别链路状态igp协议；周期更新(30min)+触发更新；链路状态协议的更新量随着网络范围的扩展指数性的上升，因此ospf协议为了在中大型网络中工作，需要结构化的部署-区域划分、合理ip地址规划；组播更新--- 224.0.0.5和224.0.0.6
二.OSPF的五种数据包
Hello 邻居的发现，关系的建立；周期（10s）的保活 携带rid
Dbd 数据库描述包；本地数据库目录
Lsr 链路状态请求
Lsu 链路状态更新
Lsack 链路状态确认
Lsa -链路状态，具体一条一条路由信息或拓扑信息；但它不是一个包，是被lsu数据包来携带；
三.OSPF协议的7种状态机
Down ：一旦接收到的hello 包，进入下一个状态机
Init 初始化： 一旦接收到的hello包中，存在本地的rid，进入下一个状态
2way 双向通讯： 邻居关系建立的标志
关注条件：
Exstart 预启动： 使用不携带目录信息的DBD包，进行主从关系的选举；rid大为主，优先进入下一个状态；解决了目录共享时的无序；
Exchange 准交换：使用携带目标信息的dbd包，共享本地数据库目录；
loading加载：查看完邻接的dbd信息后，对比本地，然后基于本地未知的lsa进行查询；
使用lsr 向对端查询，对端使用lsu来传输这些lsa信息，本地收到后需要
lsack来进去确认；
Full ：邻接关系建立的标志； 意味着邻接间，数据库同步（一致）
四.OSPF 的工作过程
启动配置完成后，邻居间开始收发hello包；hello包中将携带本地及本地所有已知邻居的rid；之后生成邻居表；邻居间需要关注是否可以成为邻接的条件；若不能建立为邻接，将保持为邻居关系，仅hello包周期保活即可；
若可以建立邻接关系；将使用DBD进行本地数据库目录的对比；之后基于对比的结果，使用LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；使邻接关系间数据库（lsdb）完成同步（一致），生成数据库表；
之后本地基于lsdb，使用spf算法，生成有向图—>最短路径树——＞计算本地到达所有未知网段的最短路径，将其加载到本地路由表中；收敛完成；
收敛完成后，邻居和邻接关系间均hello每10s保活；每30min一次邻接关系间周期数据库比对，保障一致；
结构突变：
- 新增网段
- 断开网段
- 无法沟通 --- dead time 为hello time的4倍；在4次周期内未收到对端的hello包，将断开与其的邻居关系；删除通过该邻居计算所得路由；
lsdb：链路状态数据库 – 所有lsa的集合
五.OSPF的基础配置
[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动时可以定义进程号、RID；默认进程1，RID--格式为IPV4地址，全网唯一； 手工--》环回接口最大数值--》物理接口最大数值
[r1-ospf-1]
宣告：1、激活-- 可以收发ospf的信息 2、被选中接口的拓扑信息可以共享给邻接
3、区域划分
[r1-ospf-1]area 0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255
ospf在宣告时，需要使用反掩码，来匹配宣告的地址范围
区域划分规则：
- 星型结构 --- 编号0骨干区域（中心），大于0为非骨干区域（分支）
非骨干区域必须直连骨干区域；
2、必须存在ABR --- 区域边界路由器 两个区域间互联的设备
启动配置完成后，邻居间收发hello包；建立邻居关系，生成邻居表：
[r2]display ospf peer 查看邻居关系
[r2]display ospf peer brief 查看邻居简表
邻居关系建立后，关注条件；匹配失败，保持为邻居关系，仅hello包周期保活；匹配成功可以建立为邻接（毗邻）关系；邻接关系间，将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息；完整本地的LSDB （数据库表）；
[r2]display ospf lsdb
当数据库同步完成后；本地基于SPF算法，将数据库转换为有向图，再将有向图转换为树型结构；之后基于树形结构，以本地为起到到达所有未知网段的最短路径，加载到路由表中；
<r1>display ip routing-table protocol ospf 查看ospf路由
优先级为10；度量为cost值 ； cost值=开销值
Ospf cost = 参考带宽/接口带宽 默认参考带宽为100M
ospf优选cost值之和最小，为最佳路径；若两条链路cost值之和相同，等开销负载均衡；
若接口带宽大于参考带宽，cost为1；将可能导致选路不佳；建议修改默认的参考带宽：
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]bandwidth-reference ?
INTEGER<1-2147483648> The reference bandwidth (Mbits/s)
[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000
切记：若修改参考带宽，全网需修改的一致；
六.扩展配置
1.DR/BDR选举
邻居成为邻接关系的条件；与网络类型有关；
网络类型：
点到点--在一个网段内只能存在两个节点 -- 串线链路
MA--多路访问-在一个网段内的节点数量不限制；不是当下连接了几个节点；而是该网络类型允许最终连接多个节点；--以太网
点到点网络邻居关系直接成为邻接关系；在MA网络中，将进行DR/BDR选举；在一个网段中仅DR/BDR与其他路由器为邻接关系；非DR/BDR之间为邻居关系；
选举规则：
（1）先比较该网段所有参选设备接口的优先级，越大越优；
默认优先级为1；取值范围0-255，0标识不参选
（2）若所有参选者优先级相同，比较参选设备的RID，数值大优；
干涉选举：
（1）DR优先级最大，BDR次大 -- 切记ospf的选举是非抢占性的；故在修改完优先级后，需要所有路由器重启OSPF进程；
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/0
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 3 修改接口优先级
<r1>reset ospf process 重启ospf进程
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y
（2）DR优先级修改为最大，BDR次大；其他设备修改为0；无需重启进程
2.区域汇总 --- OSPF协议不支持接口汇总；只能在ABR上将a区域拓扑计算所得路由，共享给B区域时进行汇总；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 0
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 1.1.0.0 255.252.0.0
R2为一台连接区域0和其他区域的ABR；以上操作为，R2将通过区域0学习到的拓扑计算所得的路由，传递给其他区域时进行汇总，汇总网段1.1.0.0/22
（1）被动接口(沉默接口)--仅接收不发送路由协议信息；用于连接用户终端的接口，不得用于连接邻居路由器的接口，否则无法建立邻居关系；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/0
（2）认证 -- 接口认证 在直连邻居或邻接的接口上配置，保障更新的安全
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456
模式、编号、密码要求邻居间一致
3.加快收敛
邻居间计时器 10s hello time 40s dead time
邻居间，修改本端的hello time，本端的dead time自动4被关系匹配；但ospf中邻居间的hello time和dead time必须完全一致，否则无法建立邻居关系；
[r1]interface GigabitEthernet 0/0/0
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5
4.缺省路由 --- 边界路由器上配置后，将自动向内网下放一条缺省路由，之后内网设备将自动生成缺省路由指向边界
[r4]ospf 1
[r4-ospf-1]default-route-advertise always
OSFP扩展配置
1.认证 --- 直连的邻居或邻接关系间，进行认证配置后，5种数据包中均携带身份核实的密码，且华为设备会对更新信息进行加密--前提为认证方式选择密文认证
（1）接口认证
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456
直连的邻居间秘钥和编号、模式必须完全一致否则无法建立邻居关系；
（2）区域认证
假设在R1上开启区域0的区域认证，实际就是在R1上所有宣告到区域0接口上配置了接口认证；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher 123456
可以理解为批量的完成了接口认证；
（3）虚链路认证
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 3.3.3.3 md5 1 cipher 123456
在虚链路的两端配置
2.沉默接口 ---只接收不发送路由协议信息，用于路由器连接邻居或邻接的骨干链路，不得用于连接终端用户的接口；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2
2.修改计时器
Ospf的hello time为10s或者30s dead time为hello time的4倍；
邻居间该时间必须一致，否则无法邻居关系；若hello time为10，不再建立修改；
若为30s可以结合网络的实际硬件处理能力，适当修改计时器，加快收敛速度
[r1]int g0/0/1
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf timer hello 10 修改本端的hello time，本端的dead time自动4倍关系匹配；对端还需要手工修改一致，否则无法建立邻居关系；
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf timer dead 40 修改本端的dead time，本端的hello time不变
3.缺省路由
3/5/7类缺省；
3类缺省是由配置特殊区域后，特殊区域连接骨干区域的ABR自动发布
末梢、完全末梢、完全NSSA；普通NSSA不产生3类缺省；
5类缺省：
[r3-ospf-1]default-route-advertise 将边界路由器上，路由表中通过其他协议产生的缺省路由（最常为静态缺省）重发布到本地的OSPF协议中
因此若边界路由器的路由表还未拥有缺省时，配置该命令将无法发布缺省到其他邻居；
[r3-ospf-1]default-route-advertise always 强制本地向所有邻居重发布缺省路由，即便本地路由表中没有缺省，也会发布；
7类缺省：配置特殊区域NSSA时，NSSA区域连接骨干的ABR将发布缺省路由；
[r6-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa default-route-advertise 由NSSA区域内部存在其他协议获取的缺省路由时，可以重发布到该NSSA区域
切记：由于特殊区域会产生缺省路由指向骨干区域；故必须关注网络中ISP所在的位置，否则可能由于缺省的互指产生环路 --- ISP连接骨干以为的任何区域，那么该区域将不能配置为特殊区域；
七.OSPF的LSA
OSPF的LSA优化 --- 减少LSA的更新量
1.汇总 -- 优化骨干区域
特殊区域 -- 优化非骨干区域
【1】汇总
（1）域间汇总 ABR设备基于某个区域的1/2类LSA计算所得的最佳路由，共享给其他区域时，进行汇总传递
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1 --明细路由所在区域，该ABR设备必须和明细路由在同一区域
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summary 1.1.0.0 255.255.252.0
（2）域外汇总 --- ASBR重发布进入OSPF域路由进行汇总配置
[r6]ospf 1
[r6-ospf-1]import-route rip 重发布RIP路由进入ospf域
在ASBR重发布路由后，同时进行汇总配置
[r6]ospf 1
[r6-ospf-1]asbr-summary 99.1.0.0 255.255.252.0
【2】特殊区域 --- 优化非骨干区域的lsa数量
不是骨干区域，不能存在虚链路
（1）不能存在ASBR
1】末梢区域
该区域将拒绝4、5LSA的进入，同时由该区域连接骨干0区域的ABR向该区域，发布一条3类的缺省路由；
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub
该区域内每台路由器均需配置，否则无法正常建立邻居关系
2】完全末梢
在末梢区域的基础上，进一步拒绝3类的LSA，仅保留ABR发送过来的3类缺省；
先将该区域配置为末梢区域，然后仅在ABR上定义完全即可
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary
（2）存在ASBR
1】NSSA -- 非完全末梢区域
该区域拒绝4/5类的LSA；本地的ASBR产生的域外路由基于7类进行传输；当7类LSA需要通过NSSA区域的ABR进入骨干区域，将由该ABR进行7转5，以5类发现骨干区域，7转5的这台ABR同时成为一台ASBR
华为设备由该区域连接骨干ABR自动产生7类缺省路由；
[r4]ospf 1
[r4-ospf-1]area 2
[r4-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa 该区域每台设备均需配置
2】完全NSSA
在NSSA的基础上进一步拒绝3类的LSA，由该区域连接骨干的ABR发布一条3类缺省
先将该区域配置为NSSA，然后仅在ABR定义完全即可
[r4-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa no-summary
7类的LSA：
传播范围 携带内容 link-id 通告者
LSA7nssa 单个NSSA区域 域外路由 域外路由目标网络号 ASBR
从该NSSA区域进入骨干区域时将被转换为5类
八.OSPF的不规则区域
ospf不规则区域
1.远离了骨干的非骨干
2.不连续骨干
解决目的--全网可达
解决方案：
1.tunnel -- 在合法与非法ABR间使用tunnel建立一个新的网段（类似连接一条独立的网线）；然后将该网段宣告到ospf协议中;
缺点：1)选路不佳 2）周期和触发信息对中间穿越区域照成影响
2.OSPF虚链路 -- 合法的ABR与同一区域的非法ABR，建立虚链路；非法ABR获得合法ABR授权后，可进行区域间路由的共享；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1 两台ABR共同存在的区域
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 4.4.4.4 对端ABR的RID
两台设备均需配置
优点：由于没有新的网段链路出现，不会像tunnel一样选路不佳；
缺点：周期和触发的信息对中间穿越区域照成影响
cisco系 --- 在虚链路上取消周期更新、周期保活 -- 失去可靠性
华为系 --- 保留周期信息，对中间区域照成影响
3.多进程双向重发布（推荐）
多进程 --- 一台路由器上运行多个OSPF进程，可以分别建立自己的邻居，，每个进程拥有独立的数据库，不共享信息；只是将各自计算所得路由加载于同一张路由表中；类似于在同一台路由器上允许多种动态路由协议的效果；路由器单一一个接口只能工作在唯一一个进程中；
重发布：一个网路中，若同时运行多种路由协议；默认协议间不兼容，无法共享路由；可以在两种协议间配置ASBR，ASBR（自治系统边界路由器，协议边界路由器）必须用不同的接口工作不同的协议中；通过两种协议获取到两边的路由，默认这些路由不共享，重发布技术可以实现路由共享，最终全网可达；
故在不规则区域中，利用多进程加重发布机制，可以实现全网可达，且不存在选路问题和中间区域周期信息相关问题；
多进程双向重发布配置命令
[r4]ospf 1
[r4-ospf-1]import-route ospf 2
[r4-ospf-1]q
[r4]ospf 2
[r4-ospf-2]import-route ospf 1
注：通过重发布手段学习到的ospf路由，显示协议为0_ASE，优先级为150；
九.OSPF的数据库表
OSPF的数据库表
<r1>display ospf lsdb 查看OSPF数据库目录
LSDB中装载了所有可以学习到的LSA；
LSA-- 链路状态通告 一条拓扑或一条路由条目被称为一条LSA
OSPF协议的数据库是本地所有LSA的集合，不同网络环境下将产生不同类别的LSA；
LSA在共享时基于LSU数据包传递；
各种类别的LSA；
如何查看一条LSA的具体信息
<r1>display ospf lsdb router 2.2.2.2
类别 link-id
一下内容为所有类别LSA均携带的基本信息
Type : Router 类别名，此处为1类
Ls id : 2.2.2.2 在目录中页码号
Adv rtr : 2.2.2.2 通告者的RID，该条LSA发起源的设备RID
Ls age : 1532 老化时间，单位秒；周期1800归0，触发当下归0；最大老化3609；
Len : 48 长度
seq# : 80000026 序列号
chksum : 0x568e 校验码
传播范围 通告者 携带内容
LSA1 Router 单区域 该区域每台OSFP路由器 本地直连拓扑
LSA2 Network 单区域 该网段的DR设备 单个MA网段的拓扑
LSA3 summary 整个OSPF域 ABR 域间路由条目
LAS4asbr 注1 注2 ASBR位置验算
注1：除ASBR所在区域外的整个ospf域;ASBR所在区域通过1类告知ASBR位置
注2：ABR，和ASBR在同一区域路由器，该路由器同时连接骨干区域，是一台ABR
LAS5 ase 整个OSPF 域 ASBR 域外路由条目
Link-id 通告者
LSA1 通告者RID 该区域每台路由器
LSA2 DR接口的ip地址 该网段的DR设备
LSA3 域间路由的目标网络号 ABR，经过下一台ABR进入新的区域时，修
改为新经过的ABR
LAS4 ASBR的RID ABR，经过下一台ABR进入新的区域时，修
改为新经过的ABR
LAS5 域外路由的目标网络号 ASBR