• 1.4-动态路由协议OSPF①


    r2#sh ip ospf border-routers 查看ABR
    修改OSPF接口优先级
    r1(config)#int e 0
    r1(config-if)#ip ospf priority 100
    修改OSPF默认LOOPBACK口地址32位
    r1(config)#int lo 0
    r1(config-if)#ip ospf network point-to-point
    DR选举原则:
    1:在选举期间(默认40秒),优先级高的成为DR,次高的成为BDR;
    2:在选举期间,如果优先级一样,router-id高的成为DR,次高的成为BDR;
    3:在选举期外,不存在抢占性;
    4:DR失效以后,BDR升级成为DR,重新选举BDR;
    5:clear ip ospf process(重启OSPF进程)可以重选。
    查看LSDB:
    sh ip ospf database 包括所有LSA类型
    查看LSA 1型(类型一描述邻居)
    sh ip ospf database (router) 查看LSA类型1(Router Link States)
    类型二描述DR,所以要多路访问才会出现:
    sh ip ospf database (network)
    多了Net link states 类型二(包括link id,DR是谁,接口,掩码多少,存在多少邻居)
    通过上两种LSA信息可以描述这个AREA的拓扑。
    类型三描述跨区域信息(ABR)
    summary net link 不同区域不能描述对方拓扑。
    LSA 5型
    external link states
    stub区域(所有该区域的路由器都要配)
    r3/5:
    router ospf 110
    area 35 stub
    过滤5类的LSA(外部路由)
    生成3类的LSA默认路由
    total stub除了过滤域外路由(如引入的eigrp路由)外,还过滤OSPF域间路由LSA 3。
    同样生成3类默认路由
    该区域所有路由器都打上:
    router ospf 110
    area 35 stub
    该区域的ABR上打
    area 35 stub no-summary
    LSA 4型:
    因为LSA 5型的公告路由器(ASBR)是不会改变的,所以需要4型来为除了AREA0 以外的区域寻路。
    LSA类型4的作用,描述ASBR所在位置
    LSA类型4由区域的ABR产生。
    NSSA区域
    Not-so-stubby areas:
    可以过滤area0发来的外部路由,但可以引进外部路由到其他area。
    过滤5类LSA,但是可以引入外部路由
    产生LSA 7(由区域概念 nssa本区域可以看到O N2,别的区域看不到。)
    NSSA区域的ABR同时也是ASBR,负责把7类LSA转换成5类LSA。
    OSPF(Open Shortest Path Fisrt)
    理论:
    OSPF三张表(OSPF AD:110)
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    1.Neighbor table(列出了所有和本路由器直接相连的OSPF邻居)
    2.Topology table(LSDB链路状态数据库
    列举了所有从自己的邻居那得到的LSA,(Flooding/泛洪),
    同一个OSPF区域中的路由器,都有完全一致的OSPF Database。
    一个OSPF区域,就对应着一个OSPF Database。
    3.Routing table:(从OSPF这个路由协议,学到的路由。)
    在OSPF的数据库中,通过SPF算法,计算得到了路由。
    也称为:Forwarding Database
    OSPF网络的层次化设计,区域划分,及划分的目的:
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    ospf two-level hierarchy:
    Transit area (backbone or area 0)
    Regular areas (nonbackbone areas)
    划分的目的:
    1.提高路由效率
    缩减部分路由器的OSPF的路由条目
    对某些特定的LSA,可以在区域边界(ABR/ASBR)上,实现汇总/控制/过滤。
    (通过OSPF的汇总路由/默认路由实现OSPF区域之间的全网互通
    2.提高网络稳定性
    当某个区域内的一条OSPF路由出现抖动时,可以有效控制受影响的波及面。
    (对于大型的路由协议来说,稳定是很重要的一个因素。)
    3.OSPF VS. IS-IS的区域可扩展性的对比:两种协议的算法都是基于SPF算法
    OSPF:以Area0为BackBone。(比较好)
    IS-IS:以Level2的链路为BackBone,以链路为区域分界。 (很好)
    OSPF Routing updates and topology information are only passed between FULL adjacent routers.
    物理网络链路类型分类:(L2概念)
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    1.P2P(HDLC/PPP Serial/ Point2Point Sub-if)    一定要求是Full状态.
      (点对点链路)                        (没有DR/BDR的选举的,代表是E1,两台路由器直连)
      (WAN/广域网)
     
    2.BMA:Broadcast Multi-Access
    (EtherNet/TR/FDDI)(代表是局域网)    (有DR/BDR的选举的)
    默认可以传输广播流量的,多路访问网络
    3.NBMA:Non-Broadcast Multi-Access
    (FR/ATM/X.25)(代表是广域网,如帧中继)    (有DR/BDR的选举的)    
    默认传输广播流量的,多路访问网络
    OSPF的SPF算法:
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~
    1.每一个OSPF区域,就对应着一个独立的OSPF Database(LSDB
        意味着同在一个OSPF区域中的,所有路由器,都有相同的一个LSDB
    2.每一个OSPF路由器,都生成了以自己为根的,一棵SPF树
    3.从本路由器出发,到特定目标网络的整体开销最小的那个路径,成为最佳路径。
    4.那么这条最佳路径,就成为OSPF这个协议,提交给路由表的,到达这个目标网络的路由
    LSA的传播更新规律(OSPF是LS协议,无需遵循水平分割,DV协议才遵循水平分割。)
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    Step1:如果本路由器从来没有收到过此LSA,那么路由器就将其加入LSDB,并且转发/泛洪此LSA,同时继续SPF计算,得出达到此目标的最佳路由。
    Step2:如果本路由器,曾经受到过描述同一个网络的LSA:(seq:100)
        2-1.如果新收到的LSA序号与自己已有的相同(seq:100),则丢弃此LSA。
        2-2.如果新收到的LSA序号比自己已有的更新(seq:101),则同Step1,去计算最佳路由。
        2-3.如果新收到的LSA的序号,比自己的更旧(seq:99),就将自己较新的LSA,发送给源。
    OSPF的5种数据包
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    1.Hello(建立和维护邻居(Neighbor)关系,路由器发送Hello包的缺省时间间隔是10秒)
    2.DBD(Database Description)
    3.LSR(LinkStatus Request)
    4.LSU(LinkStatus Update)(LSA是包含在LSU中的)
    5.LSAck
    OSPF的Protocol ID:89(EIGRP:88)
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    在OSPF的Hello包中,影响建立邻居关系的4个关键因素
        Hello/dead interval
        Area-ID(链路所在的Area ID)
        Authentication password(OSPF认证的密码)
        Stub area flag(NSSA标示位)
    这四个因素必须匹配才能建立邻居,否则无法建成OSPF邻居
    在BMA网络和点对点网络上,默认的Hello Interval值是10秒,Dead Interval值是40秒。在NBMA网络上,默认的Hello Interval值是30秒,Dead Interval值是120秒。
    修改Hello Interval和Dead Interval的值:(在接口上修改)
    R1(config-if)#ip ospf hello-interval time(time的取值为1-65535秒)
    R1(config-if)#ip ospf dead-interval time(time的取值为1-65535秒)
    OSPF邻接关系的建立过程:
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    1.Down(路由器A从运行OSPF的接口以组播地址224.0.0.4发送Hello数据包)
    2.Init(所有收到从路由器A发送来的Hello数据包的路由器,都把路由器A添加到自己的邻居Neighbor列表中)
    3.Two Way(所有收到路由器A的Hello包的路由器都向其发送一个单点传送的回复Hello包,其中包含有它们的信        息。路由器A收到这些信息后,检查这些数据包,把哪些Hello包的邻居域中有自己ID的路由器也加入        自己的    邻居列表中。在这个过程中同时选举出DR和BDR)
    4.Exstart(DR和BDR与其他的路由器建立相邻关系(Adjacency)。
    5.Exchange(由DR向其他路由器发送数据库描述数据包(DBD,Database Description)。DBD有序号,由DR决定DBD        的序号)
    6.Loading(发送链路状态请求包的过程)
    7.Full(路由器及哪个新的链路状态条目添加到它们的链路状态数据库中。当所有的LSR都得到答复时,相邻的路由        器就被认为达到了同步并处于“Full”状态了。路由器必须在达到Full状态后才能正常转发数据。此        时区域内的每个链路应该都有相同的数据链路状态数据库。)
    OSPF数据包的发送地址
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    DR/BDR notifies LSU on 224.0.0.5(映射到二层MAC地址:010005e0000005)
    DR-Other notifies LSU to OSPF DR on 224.0.0.6(映射到二层MAC地址:010005e0000006)
    DR负责宣告整个网络的路由更新,BDR或DR-Other只能先把路由更新先发给DR,然后再由DR发给BDR和DR-Other
    每次收到LSU,路由器在重新计算路由表之前等待一段时间,默认是5秒。每个LSA都有一个老化(Aging)计时器,到期时由产生该LSA的路由器再发送一个有关该网络的LSU以证实该链路仍然是活跃的,这个Aging时间默认是1800秒。
    DR和BDR是在交换Hello数据包的过程中选举出来的,然后其他路由器都与DR和BDR建立相邻关系。每台DR-other路由器都只与DR和BDR建立相邻关系(Adjacency),交换链路状态信息。
    LAB1.OSPF的Router-ID(要求全网唯一)
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    一旦启动OSPF,立刻确定Router-ID
    通过此命令察看Router-ID:
    R1#show ip ospf
    在OSPF路由器上,确定Router_ID的3个优先级别:
    Step1:(建议使用router-id命令来确定Router-ID)
    通过router-id命令,修改Router-ID,其优先级别最高,也是建议的。(先建立一个LOOPBACK口作为R-ID用)
    R1(config)#router ospf 110
    R1(config-router)#router-id 100.0.0.1
    Step2:假如没有通过router-id命令指定router-id,
    那么路由器会自动的将自己的环回口的IP,作为router-id.
    如果存在多个环回口
    那么路由器会自动的选择一个IP地址最大的那个环回口IP作为自己的Router-ID。
    Step3:
    如果路由器上,连一个环回口都没有,
    那么路由器会自动从当前是Active(激活状态下:UP/UP)的物理接口中,
    选择IP地址最大的那个接口的IP作为自己的Router-ID。这是很不稳定的,不建议的方法。
    LAB2.通过反掩码控制有哪些接口,在运行OSPF(在OSPF/EIGRP中,network命令中携带的反掩码不表示接口网络长度,而表示运行路由协议的接口的范围,即有哪些接口在运行OSPF)
    反掩码/通配符:wild card bits
    反掩码原则:
    0:表示准确匹配
    1:表示忽略不计
    LAB3.
    show ip ospf neighbor (detail) (查看路由器的OSPF邻居表,当前有哪些OSPF的邻居,DR/BDR/DR-other状态)
    show ip ospf interface (查看有哪些接口在运行OSPF,本路由器是DR,或者BDR,还是DR-other,还有优先级)
    show ip ospf database
    show ip route ospf
    LAB4.DR/BDR的选举:(只发生在多路访问网络/Multi-Access Network,BMA和NBMA)
    1.在点对点链路,是没有DR/BDR的选举
    2.在BMA网络中:
    2-1.OSPF首先通过优先级,控制DR/BDR的选举:
        优先级越大,越可能成为DR。OSPF路由器的优先级,默认是1。
        如果需要进行DR的人为控制,应该建议,通过OSPF的接口优先级进行控制。
    修改特定接口的优先级
    R1(config)#int s0
    R1(config-if)#ip ospf priority 10
    R1#clear ip ospf process(清OSPF进程)
    特别注明:OSPF的优先级是针对某个特定的MA接口而言的,不是针对整个路由器的。
    2-2.如果OSPF路由器的优先级,全部都是默认值1,路由器默认通过Router-ID,选举DR/BDR,Router-ID最大的成为DR,次大的成为BDR。其余的统统都是DR-other。
    3.在Hub&Spoke的NBMA网络中,中心点(HUB)应该成为DR。
    结论:
    1.同一个路由器的不同MA接口,可能在不同的MA网络中,充当不同的DR/BDR/DR-other.
    2.在一个MA网络中:
    DR/BDR与所有的邻居都是Full状态,DR-Other与DR/BDR是Full的,但与别的DR-Other是2way状态。
    特别注意:
    只有Full状态才能交换路由信息。
    关于MA(Multi-Access)网络的DR/BDR的选举:
    Step1.根据OSPF路由器的OSPF接口的优先级选举DR/BDR:
        每个接口默认的优先级都是:1。
        其中优先级最大的成为DR,次大的成为BDR,其它的都是DR-Other。
        如果有路由器的Pri:0,放弃DR/BDR的选举,成为DR-Other。
        (OSPF Priority:0~255)
    Step2.如果接口的优先级相同,将使用Router-ID来进行DR/BDR的选举:
        其中Router-ID最大的成为DR,次大的成为BDR,其它的都是DR-Other.
    在选出DR/BDR后,如果有新的优先级更高的路由器加入,那么新加入的路由器并不会成为DR/BDR,需要在下次选举中才能生效。
    最长匹配,AD比较,Metric比较
    先比较最长匹配如(10.2.2.0/24,10.0.0.0/8,将选10.2.2.0/24,而不管路由协议的AD),然后比较AD,最后比较Metric。




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