datacom-IP路由（OSPF）

OSPF：
Open shortest path first,开放短路径优先
一种基于链路状态算法的动态路由协议

核心功能LSA:链路状态通告
链路：指的是路由器的接口
状态：指的是接口信息（接口开销、连接对象等）

一、概念与机制：
1、域(area)
1）概念：由使用相同策略的ospf网络设备组成
2）作用：
同一个域的OSPF设备的LSDB都要同步成一样》》以太网中的LSDB同步是通过LSA泛洪实现的》》网络大了以后，会导致动态路由的收敛速度慢，硬件资源开销大》》所以要通过分区，优化网络的整体性能

3）域内OSPF设备的分类
（1）IR：内部OSPF路由器
路由器的所有接口都不是area 0

（2）BR：骨干区OSPF路由器
路由器的存在接口属于area 0

（3）ABR：区域边界OSPF路由器
路由器既存在属于area0 的接口，也存在其他区域的接口

（4）ASBR
路由器存在与外部AS网连接的口？

2、路由标识符：router-id
用来表征域内的OSPF设备，标识

3、度量值
OSPF中的度量值，就是开销（cost）
某个路由条目的度量值，指的是路径上所有下一跳接口的开销值累计

4、OSPF三张表
1）邻居表
（1）域内的OSPF设备，相互交换了hello报文后，就建立了邻居关系，这个时候就会把对方假如自己的邻居表中
（2）查看命令：dis ospf peer
  

2）LSDB表
（1）路由器收到的LSA报文信息的汇总，每个区域一张表
（2）查看命令：dis ospf lsdb
  

3）OSPF路由表
（1）路由器根据LSDB表，用SPF算法算出来的路由
（2）这个表里的OSPF路由不是实际转发用的路由，还需要遵循路由表装入的优先级判断流程，装入路由表后才能应用转发
（3）查看命令：dis ospf routing

  
5、OSPF四种网络类型
1）作用：
OSPF设备上接口的网络类型，决定了报文的发送方式，以及是否使用DR/BDR机制。

2）分类：
（1）BMA
广播多路访问网络
接口的二层采用以太网协议的，默认都是BMA网络类型

（2）NBMA
非广播多路访问网络
接口的二层采用帧中继协议的，默认是NBMA网络类型

（3）P2P
点对点网络
接口的二层采用PPP协议的，默认是P2P网络类型

（4）P2MP
一点对多点的网络，实质上是多条P2P网络的一端捆绑成一个点
这种网络类型必须手动配置，比如从NBMA手动修改为P2MP

6、OSPF工作流程
1）概述
总体流程是OSPF设备会跟域的其他设备建立邻居关系，再建立邻接关系，然后算出本机去往各个域内设备的优路径，后装入路由表起作用。

2）详细流程
（1）建立邻居关系
通过互传hello报文实现。（init=》2-way）
设备发出hello报文后，变成init状态
设备收到hello报文，变成2-way状态

（2）协商主从关系
通过互传内容为空的DD报文实现，router-id大的为主。（ex-start）
设备发出DD报文，变成ex-start状态
收到DD报文后，根据router-id，即知道本机是主还是从

3）交换LSDB摘要（DD）
主从协商完成后，发送DD报文，完成LSDB信息摘要交换。（exchange）
设备发出DD报文后，变成exchange状态，报文中的序列号，采用协商后的主设备的序列号

4）发出更新请求（LSR）
LSDB摘要信息交换完成后，如果发现有需要更新的内容，就发出LSR报文（loading）
DD报文交换完成后，自动进入loading状态

5）返回更新包（LSU）
设备收到LSR报文后，会返回LSU，保持loading状态

6）更新成功确认（LSA），建立邻接关系
设备收到LSU报文后，会更新本地的LSDB,同时返回LSA，进入full状态，成功建立邻接关系

7）SPF算法计算优路径，生成OSPF路由表
建立邻接关系后，本机按照SPF（短路径优先）算法，计算出从本机到域内各个OSPF接口的后路径

8）装入在用路由表
根据路由表装入的优先级判定规则，OSPF路由表中的路由条目将会被装入转发用路由表中，后才正式起作用。

二、扩展概念：
1）同一个域内的OSPF设备，LSDB要时刻保持同步
2）OSPF路由表支持路由汇总
3）OSPF设备使用的router-id,一般与本机的loopback接口的IP保持一致
4）OSPF的开销计算，默认是（100M/接口带宽），每个路由条目的度量，就是路径上所有下一跳接口的开销值之和
5）OSPF的hello报文，交互的是双方的router-id信息，要求两端接口的网络类型要一致，否则无法建立邻居关系
6）邻接关系建立过程中，主从协商是通过发送空的DD报文实现
7）OSPF设备接口的网络类型，取决于接口使用的二层协议，以太网协议对应广播类型，帧中继对应NBMA，PPP协议对应P2P。P2MP的网络类型必须手动配才会有。
8）BMA中的MA(多路访问)，意为设备间可以两两交互
9）当DB/BDR机制起作用时，DR优先级数值配置高被选举成为DR,优先级一样的情况下，会根据router-id的大小进行选举，大的优先
10）OSPF的域划分中，非0的区域不能互连，非0区域只能和0区直连，避免环路
11）DR/BDR机制
（1）作用：为了改善MA网络的流量，减少LSA报文的相互传输，减少LSA泛洪。
（2）分类：
DR：指定路由，允许与域内的所有设备建立邻接关系
BDR：备用指定路由，DR故障的时候才会启用，允许与域内的所有设备建立邻接关系
Dohter：其他路由，只允许与DR、BDR进行LSA报文交互。与其他的Dohter只建立邻居关系，不建立邻接关系。停留在2-way状态。

12）OSPF启用时，默认的进程ID为1。不同进程的OSPF相互不干扰。
13)OSPF的域，可以用整数或者点分十进制表示
14)OSPF的域绑定接口时，网段的表示采用是通配符子网掩码（即子网掩码的反码）
三、配置流程
1)创建OSPF进程[指定router-id]
2)创建并进入域
3)绑定接口（实际是绑定网段信息）
4）配置接口开销[可选]
5）配置DR优先级[可选]
四、疑问：
1）距离矢量路由协议和 链路状态协议的区别在哪里
距离矢量路由：
1）每台路由器通过周期性泛洪，更新网络内所有路由器的路由信息。
2）路由关键信息是出接口和距离度量
链路状态路由：
1）LSA泛洪（LINK STATE ADVERTIASEMENT）：同样会进行泛洪，但是泛洪的不是路由信息，而是路由器的接口信息（接口开销、连接对象）

2）OSPF设备，同一个接口，可以同时绑定多个域吗
不可以。强行配置会出错
  

3）OSPF的接口绑定，为什么要使用通配符掩码
（1）子网掩码和通配符掩码的区别
子网掩码的1和0必须是连续的，逐位来看，掩码为1对应的IP部分不可变，为网段号，掩码为0对应的IP部分可变，为主机号
通配符掩码的1和0可以不连续，逐位来看，掩码为1对应的位可以变，掩码为0对应的位不可变。
通配符掩码的区分粒度比子网掩码细，适用的场景不同

（2）OSPF的接口绑定，采用通配符掩码是为了更好的区分接口，让域的划分更准确
五、其他概念：
1、BGP也是基于距离矢量路由协议的算法
2、OSPF有IPV6版本
3、VLSM：可变长度子网掩码
4、三层交换机也能运行动态路由协议，在区域网络中，汇聚层、核心层交换机都要配置动态路由协议。
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