Open Shortest Path First，開放最短路徑優(yōu)先
OSPFv2
OSPF的術(shù)語(yǔ)
鏈路(Link):當(dāng)一個(gè)接口加入OSPF進(jìn)程，就被當(dāng)做是OSPF的一條鏈路。
鏈路狀態(tài)（Link-State）:包括接口的IP、子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)類型、鏈路花費(fèi)、鏈路上的鄰居等。
路由器ID（Router ID，簡(jiǎn)稱RID）:RID是一個(gè)用來標(biāo)識(shí)路由器的IP地址，可以在OSPF路由進(jìn)程中手工指定；如果沒有指定，路由器默認(rèn)選擇回環(huán)接口中最高的IP作為RID；如果沒有回環(huán)地址，路由器使用所有激活的物理接口中最高的IP作為RID。
鄰居（Neighbor）:兩臺(tái)或多臺(tái)路由連接在一個(gè)公共的網(wǎng)絡(luò)上，如兩臺(tái)路由通過串行線路相連，多臺(tái)路由通過以太網(wǎng)相連。
鄰接（Adjacency）:鄰接是兩臺(tái)路由器之間的關(guān)系，OSPF只與建立了鄰接關(guān)系的鄰居共享路由信息。
區(qū)域（Area）:OSPF通過劃分區(qū)域來實(shí)現(xiàn)分層設(shè)計(jì)，跨越兩個(gè)或兩個(gè)以上區(qū)域的路由被稱作ABR（Area
Border Router，區(qū)域邊界路由）。所有的區(qū)域都和“Area 0”相連，“Area
0”被稱作骨干區(qū)域，骨干區(qū)域路由器具有整個(gè)自制系統(tǒng)中所有路由條目，LSA的擴(kuò)散僅限制在區(qū)域內(nèi)，通過劃分多個(gè)區(qū)域可以減小LSA擴(kuò)散過程中對(duì)硬件的負(fù)擔(dān)。
指定路由器(Designated Router，簡(jiǎn)稱RD):當(dāng)OSPF鏈路被連接到多路訪問的網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，需要選擇一臺(tái)指定路由器（DR），每臺(tái)路由器都把拓?fù)渥兓l(fā)給DR和BDR，然后由DR通知該多路訪問網(wǎng)絡(luò)中的其他路由器。
備用的指定路由器(Backup Designated Router,簡(jiǎn)稱BDR):當(dāng)DR發(fā)生故障的時(shí)候，BDR轉(zhuǎn)變成DR，接替DR個(gè)工作。
花費(fèi)（Cost）:OSPF中使用的唯一度量值，使用鏈路的帶寬計(jì)算得來。
LS路由協(xié)議概念
1. 更新方式-組播更新
224.0.0.5 （所有的router）
224.0.0.6 （只有DR/BDR）
注：為減小多路訪問網(wǎng)絡(luò)中OSPF流量，OSPF會(huì)選擇一個(gè) 指定路由器（DR）和一個(gè)備 份指定路由器（BDR）。當(dāng)多路訪問網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化時(shí)，DR負(fù)責(zé)更新其他所有OSPF 路由 器。BDR會(huì)監(jiān)控DR 的狀態(tài)，并在當(dāng)前DR發(fā)生故障時(shí)接替其角色。
2. 更新內(nèi)容---LSA——鏈路狀態(tài)通告。
存在于鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）中支持等開銷負(fù)載均衡，默認(rèn)4條LSA，最大6條（1 2 3 4 5 7）
LS&DV路由協(xié)議區(qū)分
3. 傳播的內(nèi)容
A. DV傳播的是自己的路由表
B. LS傳播的是鏈路狀態(tài)
4. 傳播的范圍
A. DV傳播的是下一個(gè)鄰居
B. LS是一個(gè)區(qū)域內(nèi)傳播
5. 更新方式
A. DV依照傳聞更新
B. LS依照LSA，觸發(fā)更新
OSPF的三張表
1. 鄰居表
?
1、Show ip ospf neighbor
?
2. 拓?fù)浔?數(shù)據(jù)庫(kù)表)
?
1、Show ip ospf database
?
3. 路由表
?
1、Show ip route ospf? //查看路由表中ospf協(xié)議的路由
2、Show ip ospf route? //查看ospf宣告的所有路由表
?
OSPF的四種路由器
1. 內(nèi)部路由器：
所有端口在同一區(qū)域的路由器。
2. 主干路由器：
具有連接主干區(qū)域端口的路由器。
3. 區(qū)域邊界路由器(ABR)：
具有連接多區(qū)域端口的路由器，一般作為一個(gè)區(qū)域的出口。ABR為每一個(gè)所連接的區(qū)域建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，負(fù)? ??? ??責(zé)將所連接區(qū)域的路由摘要信息發(fā)送到主干區(qū)域，而主干區(qū)域上的ABR則負(fù)責(zé)將這些信息發(fā)送到各個(gè)區(qū)域。
4. 自治域系統(tǒng)邊界路由器(ASBR)：
至少擁有一個(gè)連接外部自治域網(wǎng)絡(luò)（如非OSPF的網(wǎng)絡(luò)）端口的路由器，負(fù)責(zé)將非OSPF網(wǎng)絡(luò)信息傳入OSPF網(wǎng)絡(luò)。
OSPF的五個(gè)報(bào)文
1. Hello
建立和維護(hù)OSPF路由器間的鄰接關(guān)系，在多路訪問中選擇DR和BDR。
2. DBD（Database Description,數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)描述包）
DBD包是發(fā)送端對(duì)自己鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)簡(jiǎn)短描述，接收路由器根據(jù)接收到的DBD包對(duì)比自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，檢測(cè)發(fā)送端和接收端的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是否同步。
3. LSR（Link-State Request，鏈路狀態(tài)請(qǐng)求包）
接收端可以發(fā)送LSA來請(qǐng)求接收到的DBD中的某些詳細(xì)信息。
4. LSU（Link-State Update，鏈路狀態(tài)更新包）
LSU用來更新OSPF路由信息，回復(fù)LSR請(qǐng)求。
5. LSAck（Link-State Acknowledgement，鏈路狀態(tài)確認(rèn)）
當(dāng)收到一個(gè)LSU，路由器發(fā)送LSAck確認(rèn)。
抓包測(cè)試
OSPF的七個(gè)狀態(tài)
1. DOWN：
OSPF初始狀態(tài)，還沒有開始交換信息。
2. Init:
交換信息初期，表示已經(jīng)收到了鄰居的Hello報(bào)文，但是報(bào)文中沒有列出本路由的RID，也就是說對(duì)方還沒有收到本路由發(fā)出的Hello報(bào)文。
3. Two-Way:
雙向階段，雙方都收到了對(duì)方發(fā)送的Hello報(bào)文，建立了鄰居關(guān)系。在多路訪問的網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)接口狀態(tài)是DROther的路由器之間將停留在此狀態(tài)，其他情況將繼續(xù)轉(zhuǎn)入高級(jí)狀態(tài)。在此狀態(tài)下的路由器是不能共享路由信息的，想共享路由信息，必須建立鄰接關(guān)系。
4. Exstart:
準(zhǔn)備開始交換階段，雙方通過Hello報(bào)文決定主從關(guān)系，最高RID的路由將成為主路由，最先發(fā)起交換。主從關(guān)系確立后進(jìn)入下一個(gè)階段。
5. Exchange:
開始交換階段，路由器將本地的”路由狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)(LSDB)”用”數(shù)據(jù)庫(kù)描述(DBD)”報(bào)文來描述，然后發(fā)給鄰路由。如果這個(gè)階段中的路由收到不在其數(shù)據(jù)庫(kù)中的有關(guān)鏈路的信息，那么在下一個(gè)階段中將請(qǐng)求對(duì)方發(fā)送該路由條目的完整信息。
6. Loading:
加載階段，路由器通過發(fā)送”鏈路狀態(tài)請(qǐng)求(LSR)”,來向鄰居請(qǐng)求一些路由條目的詳細(xì)信息。鄰居則會(huì)使用”鏈路狀態(tài)更新包(LSU)”來回復(fù)LSR請(qǐng)求，收到鄰居發(fā)回的LSU后，再發(fā)送LSAck向發(fā)送LSU的路由進(jìn)行確認(rèn)。
7. Full:
完全鄰接狀態(tài)，Loading結(jié)束后，路由器之間就變成了”Full adjacency”。
OSPF的LSA
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鄰居與鄰接的區(qū)別
鄰居關(guān)系是指，當(dāng)雙方收到對(duì)方的hello報(bào)文的時(shí)候，報(bào)文里面的參數(shù)（hello time.dead interval , area id.authentication ,mask等）一致的時(shí)候，并且鄰居關(guān)系為2-way的時(shí)候，這個(gè)就可以成為是建立了鄰居關(guān)系，但是還不是鄰接關(guān)系。
鄰接關(guān)系是指在建立的鄰居關(guān)系之后繼續(xù)發(fā)送DD，LSR，LSU等報(bào)文，最終雙方的LSDB達(dá)到同步之后，鄰居狀態(tài)為FULL時(shí)，才成為鄰接關(guān)系。
OSPF? Router ID 選舉規(guī)則
手動(dòng)配置 ? router-id x.x.x.x
默認(rèn)使用最大的已激活的回環(huán)口做RID
若沒有回環(huán)口，則默認(rèn)選擇最大激活的物理接口的IP做RID
實(shí)驗(yàn)測(cè)試
OSPF ?DR與BDR的選舉規(guī)則
OSPF路由器選擇網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)最高的路由器為DR，接口優(yōu)先級(jí)次高的路由器為BDR，以太網(wǎng)接口默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)都為1。
如果優(yōu)先級(jí)相同，將使用RID最高的為DR，次高的為BDR。
注意：不支持搶占性
實(shí)驗(yàn)測(cè)試
?
1、Int f0/0
2、Ip ospf priority x
3、Clear ip ospf process? \\清理ospf的進(jìn)程
?
OSPF度量值計(jì)算（開銷/消耗）
鏈路cost = 10^8/帶寬=100M/帶寬(單位)
串行線路的帶寬是1.544M 串行線路的花費(fèi)=100M/1.544≈64 (取整，且不四舍五入)
快速以太網(wǎng)的帶寬是100M: 快速以太網(wǎng)線路花費(fèi)=100M/100M=1
實(shí)驗(yàn)測(cè)試
OSPF的區(qū)域
骨干區(qū)域
非骨干區(qū)域
??? a. 普通區(qū)域
??? b. Stub區(qū)域
??? c. 完全stub區(qū)域
??? d. Nssa區(qū)域
??? e. 完全nssa區(qū)域
OSPF的特殊區(qū)域
1.STUB區(qū)域
如果我們想讓OSPF非骨干區(qū)域?qū)W習(xí)不到OSPF外部的路由?????? 末梢區(qū)域
如果設(shè)置為stub區(qū)域，4類和5類LSA消失不見，并且多出來一條3類默認(rèn)了路由的LSA。
?
1、router ospf 1
2 、area 1 stub? \\將區(qū)域配置成stub區(qū)域 會(huì)過濾掉4類和5類LSA，該非骨干區(qū)域上所有路由器都要配置，不然鄰居會(huì)斷開
?
2.完全STUB區(qū)域
如果我們想讓OSPF非骨干區(qū)域?qū)W習(xí)不到OSPF其他區(qū)域和OSPF外部的路由
如果設(shè)置為stub no-summary區(qū)域，其他區(qū)域的3類，4類和5類LSA消失不見，并且只剩一條3類默認(rèn)了路由的LSA。
?
1、router ospf 1
2、area 1 stub no-summary? \\將區(qū)域配置成完全stub區(qū)域，過濾掉3類LSA，只配置在ABR上，其他的路由器，都必須配置stub
?
3.NSSA區(qū)域
但是stub區(qū)域內(nèi)不允許引入外部路由，因?yàn)槲覀円?guī)定不管什么末節(jié)區(qū)域內(nèi)部都不能存在4類5類的LSA
所以我們定義了另外一種特殊區(qū)域NSSA，定義了一種新的LSA，7類LSA其實(shí)和5類LSA作用一樣，但是只存在于NSSA區(qū)域，一旦7類LSA到達(dá)了本NSSA區(qū)域的ABR上，ABR會(huì)將7類轉(zhuǎn)換成5類來繼續(xù)傳遞。
如果設(shè)置為nssa區(qū)域，4類和5類LSA消失不見，并且沒有多出來一條3類默認(rèn)了路由的LSA，需要手動(dòng)加上,并且是7類的默認(rèn)路由。
?
1、router ospf 1
2、area 1 nssa? ? \\后面這個(gè)不加在ABR上，就會(huì)讓整個(gè)nssa區(qū)域沒有默認(rèn)路由
?
4.完全NSSA區(qū)域
如果我們想讓OSPF非骨干區(qū)域?qū)W習(xí)不到OSPF其他區(qū)域和OSPF外部的路由
?
1、router ospf 1
2、area 1 nssa no-summary \\這個(gè)no-summary只要加在ABR上就可以，并且會(huì)產(chǎn)生默認(rèn)路由
?
OSPF 虛鏈路
在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃之初，一切都是完善的，但是隨著發(fā)展，一定會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)展的需求。比如在某個(gè)非骨干區(qū)域上發(fā)生了區(qū)域分裂，導(dǎo)致某個(gè)非骨干區(qū)域無法和骨干區(qū)域相連，就需要虛鏈路
OSPF提供的虛鏈路
?
1、router ospf 1
2、router-id 8.8.8.8
3、area 2 virtual-link 4.4.4.4? ? \\2是需要跨越的區(qū)域號(hào)，4.4.4.4是對(duì)方的loopback接口地址，必須還要是Router-ID
?
通過建立虛擬通道可以建立Area 0的鄰居關(guān)系
?
1、interface Tunnel0
2、ip address 192.168.84.4 255.255.255.0? ? \\隧道的IP地址
3、ip ospf 1 area 0? ? \\隧道放在area 0
4、tunnel source Ethernet0/2? ? ? \\隧道的入口，往往是自己的出接口
5、tunnel destination 192.168.48.8? ? \\隧道的目的地，一定要保障可達(dá)
?
OSPF的默認(rèn)路由
?
1、router ospf 1
2、default-information originate always? ? \\always加上可以不檢查本地是否有0.0.0.0
?
OSPF鏈路的驗(yàn)證
OSPF使用HMAC來保證數(shù)據(jù)的完整性，源認(rèn)證。HMAC并不能保障數(shù)據(jù)的機(jī)密性。
信息安全的三要素:CIA
機(jī)密性（Confidentiality）指只有授權(quán)用戶可以獲取信息。
完整性（Integrity）指信息在輸入和傳輸?shù)倪^程中，不被非法授權(quán)修改和破壞，保證數(shù)據(jù)的一致性。
可用性（Availability）指保證合法用戶對(duì)信息和資源的使用不會(huì)被不正當(dāng)?shù)鼐芙^。
接口認(rèn)證
?
1、Router(config-if)# ip ospf message-digest-key key-id md5 key
2、Router(config-if)# Ip ospf authentication message-digest
?
區(qū)域認(rèn)證
如果給area 0加區(qū)域認(rèn)證，別忘了虛鏈路
?
1、Router(config-if)# ip ospf message-digest-key key-id md5 key
2、Router(config-router)# area 0 authentication messae-digest
?
虛鏈路認(rèn)證
?
1、area 1 virtual-link 3.3.3.3 authentication-key CISCO
?
虛擬通道認(rèn)證
?
1、ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco
?
OSPF的被動(dòng)接口
Passive-interface 接口
??
如何加快收斂速度
修改hello和dead時(shí)間 ? //dead=4hello
下放缺省路由
有靜態(tài)的時(shí)候
IP route 0.0.0.0 0.0.0.0 lo0
default-information originate
沒有靜態(tài)的時(shí)候
Default-information originate always
OSPF 支持手動(dòng)匯總，默認(rèn)不支持自動(dòng)匯總
一般在ASBR/ABR上進(jìn)行匯總
OSPF實(shí)驗(yàn)
??
需求
1，按照如圖所示配置好路由器的接口地址。在每臺(tái)路由器上必須建立loopback0接口。
2，配置好OSPF，區(qū)域劃分如圖所示，并且ospf的router-id必須為loopback0的地址。最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互聯(lián)。
3，在R1、R2、R3、R4之間的多路訪問網(wǎng)絡(luò)里面，必須是的R1成為DR，R2成為BDR。在其余的鏈路里面必須保障OSPF鄰居的快速建立，而不需要經(jīng)過wait timer。
4，在R1和R2上建立loopback10，接口的地址為同樣的100.1.1.1/32來模擬外網(wǎng)的接入。要求R1和R2都向內(nèi)網(wǎng)通告一條缺省路由，正常的時(shí)候所有的路由器通過R1的缺省路由來訪問外網(wǎng)，當(dāng)R1無法正常工作的時(shí)候，通過R2來訪問外網(wǎng)。（需要在R7上使用traceroute來測(cè)試路線。）
5，area 2為特殊區(qū)域，該區(qū)域無法學(xué)習(xí)到ospf其他區(qū)域的路由。R7的loopback0的地址通過redistribute connected subnets命令進(jìn)入ospf。(觀察R5和R6上的7.7.7.0路由的來源，思考原因。)
6，在R3上創(chuàng)建loopback1-3，地址為172.16.x.1/24(x為1-3)。并且宣告進(jìn)OSPF區(qū)域1，要求在area 0只能看到一條匯總的路由172.16.0.0
7，area 0需要啟用明文區(qū)域認(rèn)證，R3和R5之間明文鏈路認(rèn)證，R4和R6之間密文鏈路認(rèn)證。
8，禁止area 2內(nèi)的192.168.57.0/24和192.168.67.0/24被其他區(qū)域?qū)W習(xí)到。此刻思考區(qū)域0里面關(guān)于7.7.7.0的路由消失的原因，并且需要解決7.7.7.0消失的問題。
