基础概念

OSPF（Open Shortest Path First）：开放式最短路径优先，是一种网络动态路由协议，我们知道互联网是由无数个独立的网络互联组成的，想要让这些独立的子网互相通信，必须用到路由器，路由器中通过路由表来实现数据的转发和在不同网络之间传输。除家用的傻瓜式即插即用路由器，在园区网和公司组网中，常见的企业级路由器如华为AR6000、NE40E，动辄大几千上万块，能实现更好的性能与复杂的网络需求。在大规模组网的背景下，就需要用到路由器的路由表，来实现隔离广播域、不同子网之间的通讯等实际需求。

路由协议的分类：

外部网关协议（EGP）：BGP

内部网关协议（IGP）：RIP（基本淘汰）、OSPF、IS-IS

这里的外部网关与内部网关类似在家访问Google，从PC机上访问Google这个过程，首先PC机通过家用网络到达ISP运营商，这之间属于内部网络，要用到内部网关协议；从ISP出去，就是外部网关协议了。

OSPF工作流程：

  1. 建立邻居关系，建立两层关系（先邻居后邻接，递进关系）

  2. LSA 泛洪：向其他网络设备广播自己的状态（LSA：链路状态通告）

  3. LSDB建立：每一台设备都有，用于存储相关的LSA信息（LSDB：链路状态数据库）

  4. SPF算法：通过解析LSA中的一些参数去进行计算（树装计算，每个网元会以自己为根节点，去计算到达其他节点的距离与开销值，因为是树装所以永远不会成环路），最终迭代成路由条目进行转发 5. 以上路由条目放入路由表

OSPF区域概念：

因为每台设备都要LSA泛洪与建立LSDB接收LSA泛洪，如果有10台设备，那么每一台都会接收9台设备的LSA，频繁接收LSA会导致占用带宽资源，而且要SPF计算，会消耗设备CUP、内存等资源，加重设备负担。所以大型网络必须划分区域，减少传输与计算

其中需要牢记area0 是骨干区域 规定的

RID（router-id）：

设备之间通讯，需要名字，用来识别区分设备，就会用到RID，通常情况是以IP形式，也就是区域内的命名，一般是IP形式

在OSPF中离不开RID的，属于核心参数，更改RID会断网，更改RID要OSPF重新协商，属于高危操作

其他协议可能也会用到RID，例如BGP

两种获取RID方式：

  1. 手动指定

a. 单独指定 （协议优于全局，如果单独指定与全局冲突，会使用单独指定的 RID）

b. 全局指定 （RID不止OSPF协议在用，像BGP也在用，有人懒觉得一个一个指定RID不方便，直接在全局下指定RID，后续只要某个协议要适用RID，就会调用这个全局RID，注意协议优于全局）

  1. 自动选举

a. 在起用ospf协议时刻，环回口配置了地址，会优先使用环回口

b. 如果没配置环回口，会在当前的物理地址中，选择最大的IP

协议手动>全局手动>环回(loop)>最大IP

邻居的建立：

Hello报文的作用：建立连接，维持关系（周期是10秒一次）

Hello报文建立的过程：

两个设备A、B，在初始启用OSPF后，A设备会向外广播Hello报文，B设备收到后，会在自己的OSPF邻居列表中加入A设备的条目：邻居是1.1.1.1，它的状态机是init，同时向A设备回复一个Hello报文。A设备收到回复后，会在OSPF邻居表中加入一个条目：邻居是2.2.2.2，状态是2-way，只有当两台设备状态就同时是2-way，才能建立邻居，所以A设备收到回复同时也会向B设备再发送一个Hello报文，B设备收到后会调整OSPF邻居表，将A设备的状态机调整成2-wary，此时OSPF邻居建立成功，同时Hello报文的作用转变为维持

Hello报文字段：建立链接的必要条件

  1. RID不一致，一致就会起不来 RID如果一致，会协商不起来，有可能会产生路由震荡（A、B、C三个设备，如果A、C设备的RID一致，那么与B建立OSPF时，会出现一会与A建立成功，一会与C建立成功，这种情况叫路由震荡）

  2. area ID 一致 要在同一区域内才能建立链接

  3. AuType认证类型 Authentication认证密码 要一致 Au开头和认证有关

  4. Network Mask 网络掩码，掩码不一致无法建立邻居关系

  5. HelloInterval hello时间 10秒一次 RouterDeadInterval 死亡时间 40秒无回复，就断开释放

  6. Options 区域类型一致

这六点不符合就会导致邻居关系起不来，ospf邻居建立六要素

常用命令：

#进入ospf协议视图
ospf 1 #创建ospf进程1，编号在1-65535之间
#进入区域
area 0 #进入骨干区域

#重启ospf协议模块（用户视图下）
reset ospf process

OSPF中的各报文作用与邻接的建立

  1. Hello报文：建立、维持连接

  2. DD、DBD报文：描述摘要，用于数据库同步，建立连接后，会通过DD互发LSA摘要信息，不一致会进行后续通信

  3. LSR：request 请求信息

  4. LSU：update 更新信息

  5. LSAck：确认信息

LS是链路状态

DD DBD 描述摘要，数据库同步，建立连接后，会通过DD互发LSA摘要信息，不一致会进行如下通信：

LSR R:request 请求信息

LSU U:update 更新信息

LSAck ack: 确认信息

邻接的建立

重要概念：数据同步

A、B两个设备已经建立了邻居（状态都是2way），之后会建立邻接，A设备有①②③⑤四条LSA信息，B设备有①②④⑥四条LSA信息，在开始建立邻接时，会通过DD报文互发摘要信息，发现信息不一致，会发送LSR报文请求，A设备会向B设备发送LSR请求 ④⑥，B设备接收到后会回复LSU报文，包含④⑥明细信息，A设备接收后会回复B设备LSAck报文，用于确认收到。

同样B设备也会对A设备执行上述步骤用以同步信息，最终两个设备都会有①②③④⑤⑥LSA信息

重要概念：邻接建立中的状态机转换过程

A、B两个设备已经建立了邻居（状态都是2way），之后会建立邻接，A设备会从2way转为Ex-start状态，发送DD：（内容空，seq=x）我是M，RID为1.1.1.1，B设备接收后也会从2way转为Ex-start状态，也会发送DD报文（空，seq=y），我是M，RID为2.2.2.2，主从选举会比较RID，谁的RID大谁被选举为主设备，A设备因为RID小于B设备，会先从Ex-start状态转变为Exchange，从设备会先转变状态，同时再发送DD报文：（seq=y）LSA摘要信息，B设备接收后会也会转为Exchange，这时主从选举结束，B为主设备A为从设备，B设备也会再次发送DD报文：（seq=y+1）LSA摘要信息。

Exchage交互完成，之后会进行数据库同步，两边状态机都会变为Loading，互发LSR，回复LSU，LSAck

当数据库完成同步后，两边状态变为Full，代表邻接建立完成

OSPF邻居邻接建立过程中的状态：

  1. down

  2. init

  3. 2way 邻居建立完成

  4. ex-start 邻接建立开始，开始交互数据库摘要信息

  5. exchange 主从选举结束

  6. loading 去交互数据库LSA的完整信息

  7. full 标志着邻接建立完成

什么是DR与BDR、DRother，与选举方式

DR：指定路由器

BDR：备用指定路由器

DRother：除了指定路由器的其他设备

DR选举：

  1. 比较DR优先级：0-255 ，为0退出DR选举

  2. DR优先级一样，RID大的选为DR 且 DR不可抢占（后接入一个设备，即使RID大于DR的RID，后接入的设备也不会被选为DR，叫不可抢占）

一个广播域必有一个DR，DR是一个接口不是设备，可以没有BDR，剩下都是DRother

区域与路由器之间的概念

区域0与区域1之间的路由器，叫ABR：区域边界路由器，如果ABR需要宣告还回扣地址，需要宣告在区域0中

以上为基础，在区域1上有一台路由器，引入了其他动态协议（不止OSPF，两协议交接），这样的设备叫ASBR：自治系统边界路由器

命令：

#进入ospf交互界面并命名路由id
ospf 1 router-id 1.1.1.1 

#在ospf交互界面内宣告区域：
area 1

#配置宣告区域内网络号：
network 192.168.12.0 0.0.0.255

#配置宣告坏回口网络号：
network 1.1.1.1 0.0.0.255

#查看邻居关系列表
dis ospf peer brif

#查看数据库表
dis ospf lsdb

#查看ospf路由表
dis ospf routing

#查看OSPF配置
dis cu co ospf

两个设备建立起邻居邻接关系，必须在接口上有自己的ip

ARP

是工作在数据链路层的网络层协议

作用：将IP地址解析成MAC

命令：arp -a