前提

动态路由协议：直连路由器间构建邻居关系，相互沟通共享信息，来获取未知的路由信息；之后基于不同的算法计算本地到达所有未知网段的最佳路径，然后将其加载到路由表中；
分类：
1、基于AS将路由协议分为 IGP 和 EGP两种
AS—自治系统 编号0-65535 标准2个字节 扩展AS号为4个字节；
1-64511公有 64512-65535私有
AS之内使用IGP-内部网关路由协议— RIP/OSPF/EIGRP/ISIS
AS之间使用EGP-外部网关路由协议—EGP/BGP

2、IGP
1）基于更新时是否携带子网掩码—有类别（不携带）、无类别（携带-可以进行子网划分、汇总）
2）基于工作的特点— 距离矢量RIP/EIGRP –邻居间直接共享路由表—基于路由条目收敛
链路状态OSPF/ISIS –共享拓扑-基于LSA收敛

OSPF 开放式最短路径优先协议

目前使用范围最广泛的IGP协议；无类别链路状态路由协议；
OSPF协议最大的缺点，在于基于拓扑收敛产生巨大的更新量；
故设计者在设计ospf协议过程中，使用了很多的机制来减少更新量-----结构的部署
1、区域划分—单区域内传递拓扑 用于每台路由器本地计算到达所有未知网段的最短路径 区域间传递计算完成后的路由条目信息
2、合理的IP地址规划—一个区域可以汇总成一个网段为最佳
3、特殊区域
4、30min周期的更新

OSPF的数据包-5种包

Hello包 发现、建立、周期保活邻居、邻接关系
DBD包—数据库描述包 本地的数据库的目录（摘要）
LSR包—链路状态查询 基于DBD包中的未知信息进行查询
LSU链路状态更新 用于答复对端的LSR，携带各种的LSA
LSack链路状态的确认 确认包，保障可靠性
OSPF数据包跨层封装于3层报头

OSPF的状态机

Down ： 一旦进行hello的收发，进入下一状态
Init初始化：接收到的hello包中存在本地的route-id，进入下一状态
2way双向通信：邻居关系建立的标志；
条件匹配：匹配失败保持为邻居关系，仅hello包周期保活即可
匹配成功进入下一状态机；
exstart预启动：使用类似hello 的DBD进行主从关系选举，route-id数值大为主；优先进入下一状态；
exchange准交换：使用真正的DBD包进行数据库目录的共享；
loading 加载：使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；
full转发:邻接关系建立的标志；

OSPF的工作过程

启动宣告配置完成后，路由器开始组播（224.0.0.5）收发OSPF的hello包；若接收到的hello包中存在本地的route-id，建立邻居关系，生成邻居表；
之后基于表格中所有的邻居进行条件的匹配，匹配失败将维持邻居关系，仅hello包周期保活即可；
匹配成功者间可以建立邻接关系；邻居间使用DBD进行数据库目录的比对；之后使用LSR查询目录中未知的LSA信息，对端使用LSU来携带传递LSA，最终需要LSack进行接收确认；
当本地收集到区域内所有设备的LSA后，生成LSDB—链路状态数据库表；
本地基于LSDB启用SFP算法，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表内；
收敛完成，仅hello包周期保活所有的邻居和邻接关系；每30MIN周期进行DBD包的收发来进行纠错；

结构突变

1、新增网段—直连新增网段设备使用DBD来告知所有的邻居，邻居进行LSR/LSU/LSACK收敛
2、断开网段—断开新增网段设备使用DBD来告知所有的邻居，邻居进行LSR/LSU/LSACK收敛
3、无法沟通----dead time 和最大老化来解决
正常邻居间存在hello包，若超过dead time依然没有hello包，断开邻居关系，删除从该邻居处学习到的所有信息
若邻居关系依然正常，但每30min的周期没有正常进行，每条lsa后方存在一个老化时间，默认最大为3609s；到达最大老化时删除该LSA信息即可；

名词

LSA：链路状态通告；在不同条件下存在不同类别的LSA，用于携带拓扑或路由
LSDB：链路状态数据库；所有LSA的集合
OSPF收敛行为—OSPF的LSA洪泛
OSPF的LSDB同步

OSPF 从邻居建立成为邻接关系的条件

基于接口网络类型来区别；
接口网络：判断网络类型，是基于设备接口的二层封装技术来进行的；

点到点—在一个网段内只能存在两个节点，即便强制连接第三节点，最终也无法正常的通讯
串行链路上，二层封装为ppp或hdlc –没有物理寻址

MA：多路访问 –在一个网段内的节点数量不限制；
BMA— 广播型多路访问技术；在一个MA网络中同时存在广播机制；
二层封装技术为以太网；

NBMA – 非广播型多路技术；在一个MA网络中没有广播机制；
二层封装技术为帧中继—串行链路 MGRE

在点到点网络中，OSPF协议正常均从邻居关系晋升为邻接关系；
在MA网络中，若所有邻居皆建立为邻接关系，将导致大量的重复更新；距离矢量路由协议在MA环境中使用了接口水平分割机制；由于OSPF协议是基于数据库同步对比的方式来进行收敛，故不支持接口的水平分割；
ospf最终将在MA网段进行DR/BDR的选举；非DR/BDR间将维持邻居关系，不建立邻接关系来避免重复更新；

选举规则

比较接口优先级 0-255 大优
默认点到点链路接口不行进行DR/BDR选举，故cisco 优先级为0-不参选
MA网络中所有参选接口默认优选级为1，在优先级一致的情况必须参选设备的route-id数值大优；
干涉选举：修改参选接口的优先级
建议：网络存在DR/BDR后，其他设备修改为0，不参选；不需要重启设备的进程；

OSPF的数据库表—LSDB 链路状态数据库

数据库表中装载OSPF的不同类型的LSA；
[r1]display ospf lsdb router 1.1.1.1 具体某条LSA
每条LSA均存在以下信息
Type : Router 类别名
Ls id : 1.1.1.1 link-id 在目录中番号
Adv rtr : 1.1.1.1 通告者的RID
Ls age : 532 老化时间 正常1800周期刷新，触发更新导致刷新；最大老化3609
Len : 60 长度
Options : E 选项
seq# : 80000003 序列号
chksum : 0xb2ee 校验和码

OSPF的LSA是1800会更新一次更新一次序列号会加一
LSA的新旧比较
1、会先比较序列号，序列号越大越优，
2、如果序列号相同，会比较校验值（checksum)越大越优
3、如果校验值也相同，会比较LSA Age时间，是否等于MAX-age时间（3600）
4、如果age时间不等于max-age时间，会比较他们的差值，如果差值大15分钟（900秒），小的优
5、如果age时间不等于max-age时间，会比较他们的差值，如果差值小于15分钟，说明是同一条LSA，忽略其中一条

什么情况下LSA会更新：
1、1800到期会更新
2、触发更新（接口地址变化（增加，或删除），修改接口开销值，删除接口，或者删除通告）
[r4-ospf-1]import-route rip 1 将RIP进程1重发布到OSPF的进程1
[r5]display ospf lsdb ase originate-router 查看5类LSA
ASBR—自治系统边界路由器—协议边界路由器

LSA类别 传播范围 通告者 携带信息
LSA-1 router 本地设备所在区域 该区域每台设备的RID 每台设备本地所在区域的直连拓扑
LSA-2 Network 本地设备所在区域 DR 单个MA网段的拓扑
LSA-3 summary 整个OSPF域 ABR 域间路由
LSA-4 asbr 除ASBR所在的区域 ABR ASBR位置
外的整个ospf域；asbr所在区域基于1类交代位置
LSA-5 external 整个OSPF域 ASBR 域外路由
LSA-7 NSSA 本地的NSSA区域 ASBR 域外路由

LSA类别 link-id 通告者
LSA-1 router 通告者的RID 本区域内每台设备必须发送
LSA-2 Network DR的接口ip地址 每个MA网段中的DR
LSA-3 summary 域间路由目标网络号 ABR，在经过下一台ABR时，修改为新的ABR的RID
LSA-4 asbr ASBR的RID 和ASBR同一区域的ABR，在经过下一台ABR时，修改为新的ABR的RID
LSA-5 external 域外路由目标网络号 ASBR
LSA-7 NSSA 域外路由目标网络号 ASBR； 离开本地NSSA区域时转换为5类

OSPF协议正常学习到的路由条目优先级为10；重发布进入的路由为150；

优化OSPF协议

减少LSA的更新量；正常1类LSA是一台设备一条，2类lsa是一个网段的DR一条；3类和5类是一条路由一条LSA；4类是一台ASBR产生一条

汇总—减少骨干区域的更新量

1)域间路由汇总—将非骨干区域汇总到骨干区域
在ABR上进行配置
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 2 只能汇总本地通过该区域1、2类LSA产生的路由
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]abr-summary 5.5.4.0 255.255.252.0
注：汇总配置完成后，需要手工添加空接口防环路由
2）域外路由汇总；因为域外路由由ASBR重发布导入；故在导入的ASBR上进行配置
[r4]ospf 1
[r4-ospf-1]asbr-summary 99.1.0.0 255.255.252.0

特殊区域

减少非骨干区域的更新量
1）不能存在ASBR
「1」末梢区域 stub 拒绝4/5类的LSA；生成一条3类的缺省路由指向骨干区域
[r5]ospf 1
[r5-ospf-1]area 2
[r5-ospf-1-area-0.0.0.2]stub
切记:该区域所有设备均需要定义为末梢区域；
「2」完全末梢区域 在末梢区域的基础上，进一步拒绝3的lsa，仅保留一条3类的缺省；
先将该区域配置为末梢，区域然后仅在abr上定义完全即可；
[r1-ospf-1-area-0.0.0.2]stub no-summary

2）存在ASBR
「1」NSSA 非完全末梢区域—该区域拒绝其他区域的ASBR产生的4/5LSA；本地区域内ASBR产生的5类LSA，以7类在本区域传播，从本区域进入骨干区域时由ABR（新的ASBR）转换为5类；同时自动产生一条7的缺省指向骨干区域；
[r4]ospf
[r4-ospf-1]are 1
[r4-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa
本区域内所有设备均需配置

「2」完全NSSA –在NSSA的基础上，进一步拒绝3的LSA；生成一条3类缺省指向骨干区域；
先将该区域配置为NSSA区域，然后仅在ABR上定义完全即可
[r3-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa no-summary

切记:考虑到ISP连接网络后，产生的缺省路由与OSPF特殊区域产生的缺省可能导致环路； ISP连接到的哪个区域，那么该区域不能设定为任何的特殊区域；

过滤ospf的路由传输

利用OSPF的汇总，在汇总条目的同时要求ospf协议传递这些汇总路由来实现路由过滤—cisco、华为均可
ospf 1 router-id 4.4.4.4
area 0.0.0.1
abr-summary 192.168.1.144 255.255.255.248 not-advertise 该条路由将不能再传递—3类

[r6]ospf 1
[r6-ospf-1]asbr-summary 192.168.1.144 255.255.255.248 not-advertise
[r6-ospf-1]asbr-summary 192.168.1.132 255.255.255.252 not-advertise 拒绝7类的传递
注：此处所谓的汇总网络号，实际可以是具体的明细路由；

OSFP的不规则区域

规则区域—星型结构—骨干区域位中心，非骨干为分支
----必须存在ABR—区域边界路由器—两个区域间必须一台设备同时工作多个区域内
该规则的意义在于减少LSA的更新量—星型结构稳定性较高，性价比好；
为了实现以上规则，OSPF存在硬性条件：
1、直连的邻居间hello包中区域ID必须完全一致；若不一致将无法建立邻居关系—ABR
2、一台ABR若没有连接到骨干区域，将不能进行区域间的路由共享；—星型结构
3、只要ABR连接到的骨干区域，同时可以再连接N个非骨干，且进行两两区域间路由共享；
不规则区域：
1、远离骨干的非骨干区域
2、不连续骨干

解决办法

• 1、tunnel 隧道 GRE—通用路由封装-一种简单的VPN（虚拟专用网络）
  在两台的ABR上建立tunnel，然后将其宣告到OSPF协议中

缺点：
1、周期和触发的信息将对中间的穿越区域造成资源的占用；
2、选路不佳

• 2、OSPF虚链路—网络中合法的ABR（工作的区域0的ABR），和非法ABR间建立一条虚链路（在OSPF协议中构建，没有新生网段） 由合法ABR授权非法ABR进行区域间路由共享
  优点：
  没有新生链路，故选路正常
  缺点：
  cisco设备中OSPF虚链路为避免对中间穿越区域周期保活和更新产生资源占用，取消了周期的hello包和周期更新；---- 不可靠，不稳定
  华为设备中依然保留周期的hello包和更新----占用中间区域资源
• ospf的多进程双向重发布

OSPF多进程，进程号仅具有本地意义，邻居间建立邻居关系时可以使用不同的进程号；
若在一台设备上同时启动多个进程，那么不同进程存在自己的邻居关系，生成不同的数据库（不共享）；
最终将所有数据库计算所得路由加载于同一张路由表中；
在解决不规则区域时，可以让非法ABR将不同的OSPF区域工作在不同的OSPF进程中，之后使用双向重发布技术来实现路由共享；
优点：选路正常 无周期信息，但依然可靠（触发更新、邻居关系周期保障）