1 路由的分类
-直连路由
-非直连路由
&：静态路由
&：动态路由
@：IGP：内部网关路由协议-在同一个AS内部使用（在企业内部或者数据中心内部使用）
-DV：距离矢量路由协议
-RIP（v1/v2)
-IGRP-思科私有协议
-EIGRP-思科私有协议
-LS：链路状态路由协议
-OSPF：开放式最短路径优先（企业用：功能多，可以精细化控制）
-ISIS：中间系统到中间系统（数据中心用，转发能力强，大流量转发）
@：EGP：外部网关路由协议：在不同的AS之间使用（AS：自治系统）
-BGP：边界网关协议2 OSPF 的介绍
开放式最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议（Interior Gateway Protocol）。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC2328）；针对IPv6协议使用OSPF Version 3（RFC2740）。如无特殊说明，本文中所指的OSPF均为OSPF Version 2。
OSPF概述
1、OSPF是什么
-开放式最短路径优先协议，一种最受欢迎的动态路由协议
-版本：OSPFv2(IPv4) 和OSPFv3(IPv6)
-OSPF位于OSI参考模型的第三层，数据封装在IP报头的后面
-协议号是89
2、场景：适用于中、大型网络规模,常见的场景有
& 政企网，层次化的网络架构中
& 数据中心内部，用于实现把不同的网段打通
3、作用：便于大型网络中对路由的管理和维护
3 OSPF 的报文
- -Hello 用于发现、建立、维护和断开邻居关系（交朋友）
- -DBD 用于描述数据库摘要信息（LSA头部信息）（发菜单）
- -LSR 请求自己数据库中没有的LSA信息（我要）
- -LSU 根据对方的请求信息，更新LSA给对方 （给你）
- -LSack 收到对方的更新LSA信息后，进行确认（说谢谢）
4 OSPF 的工作过程
⇒建立邻居表：和小姐姐成为朋友
⇒同步数据库：交换个人信息（家庭住址）
⇒计算路由表：计算出从我们家到她家的最优的路径
5 OSPF 的状态
Dec 15 2023 09:41:00-08:00 Huawei %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[2]:Neighbor changes
event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=2.1.168.192, Ne
ighborEvent=Hello Received, NeighborPreviousState=Down, NeighborCurrentState=Init
)
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.22]
Dec 15 2023 09:41:04-08:00 Huawei %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[3]:Neighbor changes
event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=2.1.168.192, Ne
ighborEvent=2Way Received, NeighborPreviousState=Init, NeighborCurrentState=ExSta
rt)
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.22]
Dec 15 2023 09:41:04-08:00 Huawei %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[4]:Neighbor changes
event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=2.1.168.192, Ne
ighborEvent=NegotiationDone, NeighborPreviousState=ExStart, NeighborCurrentState
=Exchange)
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.22]
Dec 15 2023 09:41:04-08:00 Huawei %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[5]:Neighbor changes
event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=2.1.168.192, Ne
ighborEvent=ExchangeDone, NeighborPreviousState=Exchange, NeighborCurrentState=L
oading)
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.22]
Dec 15 2023 09:41:04-08:00 Huawei %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[6]:Neighbor changes
event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=2.1.168.192, Ne
ighborEvent=LoadingDone, NeighborPreviousState=Loading, NeighborCurrentState=Ful
建立领居表
Down：发送hello报文
Init：接收到邻居发来的hello报文，但是该hello报文中没有自己的router id
Two-way：接收到的hello报文中，有自己的router-id
同步数据库
Exstart: 交互第一个dd 报文 ，确认主从关系，保证传输可靠
Exchange：交互数据库描述信息
Loading：数据库同步
Full：完全邻接状态
计算路由表
•DD报文部分字段解释
▫I：当发送连续多个DD报文时，如果这是第一个DD报文，则置为1，否则置为0。
▫M (More)：当发送连续多个DD报文时，如果这是最后一个DD报文，则置为0。否则置为1，表示后面还有其他的DD报文。
▫MS (Master/Slave)：当两台OSPF路由器交换DD报文时，首先需要确定双方的主从关系，RouterID大的一方会成为Master。当值为1时表示发送方为Master。
▫DD sequence number：DD报文序列号。主从双方利用序列号来保证DD报文传输的可靠性和完整性。
DD 报文按照顺序传输数据的
•R1开始向R2发送LSR报文，请求那些在Exchange状态下通过DD报文发现的、并且在本地LSDB中没有的链路状态信息。
•R2向R1发送LSU报文，LSU报文中包含了那些被请求的链路状态的详细信息。R1在完成LSU报文的接收之后，且没有其他待请求的LSA后，会将邻居状态从Loading变为Full。
R1向R2发送LSAck报文，作为对LSU报文的确认
6 OSPF 区域
1、区域划分:
OSPF适用于大型网络，采用分层设计，分为骨干区域和非骨干区域。
2、OSPF 骨干区域
区域号为0，表示的就是“骨干区域”
3、OSPF 非骨干区域
区域号不为0，表示的就是“非骨干区域”
4、非骨干区域必须和骨干区域“直接”相连，能实现“区域之间的互通”
5、OSPF 区域的表示
通过十进制表示，例如区域 0、1、2、3等
通过点分十进制表示，例如区域 0.0.0.0 、0.0.0.1、0.0.0.2等
6、为什么要引入区域
原因：只有一个区域的不足
如果只有一个区域，公司内所有路由器都要同步数据库**：**
不足：
- 1）数据报文非常多，所以设备压力大， 带宽占用多
- 2）由于数据报文多，所以同步数据库非常慢，占用时间多
- 3）由于数据库非常大， 所以计算路由慢，所以计算出来的路由表也非常大
- 4）由于路由表非常大，路由器转发数据的时候， 查路由表时会让设备压力大（CPU占用高），查表慢，最终导致，数据转发慢，公司网络性能差
所以我们要引入OSPF区域
引入多个区域的优势：
1）只有同一个区域内的路由器才需要同步数据库，不同区域的路由不需要同步数据库
2）所以同步数据库的设备少， 数据报文就少，设备压力也小，也不过多浪费带宽 3）由于数据报文少，所以数据库最终就小
4）数据库小，数据库同步的速度就快，计算路由的路由就快 5）数据库小，最终路由表也小，转发数据的速度就快，公司的网络质量就好
7 OSPF 单区域的实践
R1
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 192.168.11.254 255.255.255.0
#
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
#
interface GigabitEthernet0/0/2
#
interface NULL0
#
ospf 1
area 0.0.0.11
area 0.0.0.22
network 192.168.1.0 0.0.0.255
network 192.168.11.0 0.0.0.255
R2
#
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
#
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.12.254 255.255.255.0
#
interface GigabitEthernet0/0/2
#
interface NULL0
#
ospf 1
area 0.0.0.22
network 192.168.1.0 0.0.0.255
network 192.168.12.0 0.0.0.255 8 OSPF 领局表的解析
<Huawei>display ospf brief
OSPF Process 1 with Router ID 192.168.12.254
OSPF Protocol Information
RouterID: 192.168.12.254 Border Router:
Multi-VPN-Instance is not enabled
Global DS-TE Mode: Non-Standard IETF Mode
Graceful-restart capability: disabled
Helper support capability : not configured
Applications Supported: MPLS Traffic-Engineering
Spf-schedule-interval: max 10000ms, start 500ms, hold 1000ms
Default ASE parameters: Metric: 1 Tag: 1 Type: 2
Route Preference: 10
ASE Route Preference: 150
SPF Computation Count: 8
RFC 1583 Compatible
Retransmission limitation is disabled
Area Count: 1 Nssa Area Count: 0
ExChange/Loading Neighbors: 0
Process total up interface count: 2
Process valid up interface count: 2
Area: 0.0.0.22 (MPLS TE not enabled)
Authtype: None Area flag: Normal
SPF scheduled Count: 8
ExChange/Loading Neighbors: 0
Router ID conflict state: Normal
Area interface up count: 2
Interface: 192.168.12.254 (GigabitEthernet0/0/1)
Cost: 1 State: DR Type: Broadcast MTU: 1500
Priority: 1
Designated Router: 192.168.12.254
Backup Designated Router: 0.0.0.0
Timers: Hello 10 , Dead 40 , Poll 120 , Retransmit 5 , Transmit Delay 1
Interface: 192.168.1.1 (GigabitEthernet0/0/0)
Cost: 1 State: DR Type: Broadcast MTU: 1500
Priority: 1
Designated Router: 192.168.1.1
Backup Designated Router: 192.168.1.2
Timers: Hello 10 , Dead 40 , Poll 120 , Retransmit 5 , Transmit Delay 1
<Huawei>display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 192.168.12.254
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.22 GigabitEthernet0/0/0 192.168.1.2 Full
----------------------------------------------------------------------------
<Huawei>display ospf lsdb
OSPF Process 1 with Router ID 192.168.12.254
Link State Database
Area: 0.0.0.22
Type LinkState ID AdvRouter Age Len Sequence Metric
Router 192.168.12.254 192.168.12.254 211 48 80000008 1
Router 192.168.1.2 192.168.1.2 143 48 80000006 1
Network 192.168.1.1 192.168.12.254 211 32 80000003 0
<Huawei>display ospf interface GigabitEthernet 0/0/0
OSPF Process 1 with Router ID 192.168.12.254
Interfaces
Interface: 192.168.1.1 (GigabitEthernet0/0/0)
Cost: 1 State: DR Type: Broadcast MTU: 1500
Priority: 1
Designated Router: 192.168.1.1
Backup Designated Router: 192.168.1.2
Timers: Hello 10 , Dead 40 , Poll 120 , Retransmit 5 , Transmit Delay 1
重要字段解析：
Interface: 192.168.1.1 (GigabitEthernet0/0/0) : 接口号和接口IP地址
Cost: 1 ：开销值默认为1
State: BDR ：接口状态默认位 BDR（备份指定路由器）
Type: Broadcast ：网络类型默认位 广播型网络
MTU: 1500 ：最大传输单元，1500字节9 OSPF无法建立邻居的原因
OSPF 简洁版
- 接口的状态是up状态 才可以开启领居连接
- router-id 不一致无法建立连接
- area 区域不一样无法建立连接
- 子网掩码 ip地址不一样无法建立连接
- hello时间不一样 无法建立连接
- dead死亡时间不一致 无法建立连接
- 网络类型不一致 无法建立连接
- Dr优先级不能为0 不能一样 否则无法建立连接
0，接口是up的状态
若物理接口不Up或是不稳定（有振荡现象），请排查物理链路和链路层协议，确保物理和协议状态都是Up，并且接口无错误计数。
1，OSPF中IP地址没有宣告 没有宣告连接失败
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]undo network 192.168.24.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]undo network 192.168.10.254 0.0.0.0PC>ping 192.168.20.1
Ping 192.168.20.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
--- 192.168.20.1 ping statistics ---
5 packet(s) transmitted
0 packet(s) received
100.00% packet loss
** 还原**
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.24.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.10.254 0.0.0.0
PC>ping 192.168.20.1
Ping 192.168.20.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
Request timeout!
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=2 ttl=126 time=15 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=3 ttl=126 time=16 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=4 ttl=126 time=16 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=5 ttl=126 time=15 ms
--- 192.168.20.1 ping statistics ---
5 packet(s) transmitted
4 packet(s) received
20.00% packet loss
round-trip min/avg/max = 0/15/16 ms
PC>2，两台路由器中的router-id相同时，建立邻居会失败。
更改router-id使两台路由器无法建立邻居。
例如：
R2：
[R2]ospf 1 route-id 1.1.1.1
//根据拓扑所示，原本的R2的router-id为2.2.2.2，现在更改为1.1.1.1，使其和R1保持一致。
[R2]return //返回到用户视图
<R2>reset ospf process //重启OSPF进程
<R2>dis ospf peer brief //查看邻居状态
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
----------------------------------------------------------------------------
验证完之后回复配置：
[R2]ospf 1 route-id 2.2.2.2
[R2]return //返回到用户视图
<R2>reset ospf process //重启OSPF进程
<R2>dis ospf peer brief //查看邻居状态
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------- 更改router-id需要重新启动OSPF进程：**reset ospf process****[R1]display ospf error（OSPF的报错信息）**
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
OSPF error statistics
General packet errors:
0 : IP: received my own packet 0 : Bad packet
0 : Bad version（考点：版本不同OSPFv2和OSPFv3） 0 : Bad checksum
0 : Bad area id （考点：区域不同） 0 : Drop on unnumbered interface
0 : Bad virtual link 0 : Bad authentication type（考点：认证不匹配）
0 : Bad authentication key 0 : Packet too small
0 : Packet size > ip length 0 : Transmit error
0 : Interface down 0 : Unknown neighbor
0 : Bad net segment 0 : Extern option mismatch
20 : Router id confusion（考点：route-id相同，当此时数值不为0的时候，表示收到了错误的报文）3，两台路由器互联接口的area id 必须相同，才能建立邻居。
R2：
删除掉之前的area 0配置
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.0
undo network 192.168.12.2 0.0.0.0
undo network 192.168.20.254 0.0.0.0
quit
undo area 0
之后配置：
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.1
network 192.168.24.2 0.0.0.0
network 192.168.20.254 0.0.0.0
检查：
[R2]display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
----------------------------------------------------------------------------
恢复配置：
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.1
undo network 192.168.12.2 0.0.0.0
undo network 192.168.20.254 0.0.0.0
quit
undo area 1
area 0.0.0.0
network 192.168.12.2 0.0.0.0
network 192.168.20.254 0.0.0.0
检查：
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------4，两台路由器的接口IP地址的子网掩码必须一致（同网段），才可以建立邻居
例如：
R2:
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.21.1 24 //将R2的地址和R1的地址改为不在同一个网段。
[R2]display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
完成后回复配置：
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.12.2 255.255.255.0
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------特殊情况：**如果OSPF的网络类型是P2P的话**，是可以建立邻居的，但是没有路由。R2：
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.21.1 24 //将R2的地址和R1的地址改为不在同一个网段。
ospf network-type p2p //网络类型改为P2P
R1：
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 192.168.12.1 24
ospf network-type p2p
检查：
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------
但是此时并不能相互通信：
PC1：
PC>ping 192.168.20.1
Ping 192.168.20.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
Request timeout!
Request timeout!
因为（OSPF工作原理）即使建立了邻居表，但并不能同步数据库，所以也无法建立路由表，自然无法通信。
恢复配置：
R1：
[R1-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf network-type //删除P2P网络类型，恢复默认的广播类型
R2：
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf network-type
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.12.2 24 //IP地址修改为和R1同网段
检查：
PC1：
PC>ping 192.168.20.1
Ping 192.168.20.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=1 ttl=126 time=16 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=2 ttl=126 time=16 ms5，两台路由器的网络类型要一致，否则无法建立邻居关系。
R2：
interface GigabitEthernet0/0/1
ospf network-type p2mp //将R2的网络类型改为P2MP
（注：改为P2P模式后效果不明显，因P2P模式的特性，还是可能会建立邻居，所以改为P2MP模式）
R1此时的网络类型广播 broadcast（默认）
检查邻居状态：
[R2]display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
----------------------------------------------------------------------------
恢复配置：
R2：
interface GigabitEthernet0/0/1
undo ospf network-type
检查：
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------6，两台路由器的hello时间必须一致，才能建立邻居关系
修改hello时间时，dead时间会自动更改。
缺省情况下，hello时间10秒，dead时间是hello时间的4倍（40秒）R2：
interface GigabitEthernet0/0/1
ospf timer hello 20 //hello时间改为20秒，此时和R1默认10秒不匹配。
ospf timer dead 40 //dead时间改为40秒，和R1默认时间40匹配。
检查：
[R2]display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
----------------------------------------------------------------------------
恢复配置：
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf timer dead
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf timer hello
检查：
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------7，两台路由器的dead时间必须一致，才能建立邻居关系
R2：
interface GigabitEthernet0/0/1
ospf timer dead 60 //dead时间改为40秒，和R1默认时间40匹配。
检查：
[R2]display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
----------------------------------------------------------------------------
恢复配置：
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf timer hello
检查：
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
------------------a---------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------8，两台路由的DR优先级不能同时为0，否则无法建立邻接关系（full），但是可以建立（2-way）邻居关系。
R1:
interface GigabitEthernet0/0/1
ospf dr-priority 0 //DR优先级设置为0
R2：
interface GigabitEthernet0/0/1
ospf dr-priority 0 //DR优先级设置为0
检查：
[R1]display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 2.2.2.2 2-Way
-------------------------------------------------------------------------特殊情况：如果是P2P的情况下，是可以建立邻接关系的（full），并且可以传递路由。R1：
interface GigabitEthernet0/0/1
ospf network-type p2p
R2：
interface GigabitEthernet0/0/1
ospf network-type p2p
检查：
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------
PC>ping 192.168.20.1
Ping 192.168.20.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=1 ttl=126 time=16 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=2 ttl=126 time=16 ms
恢复配置：
R2：
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf dr-priority
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf network-type
R1：
[R1-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf dr-priority
[R1-GigabitEthernet0/0/1]undo ospf network-type
检查：
display ospf peer brief
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/1 1.1.1.1 Full
----------------------------------------------------------------------------10 OSPF 中的路由角色
- 骨干路由器：路由器只要有一个接口在骨干区域
- 非骨干路由器：路由器的所有接口都在非骨干区域
- ABR(区域边界路由器） 同时连接着骨干区域和非骨干区域的路由器
- ASBR（自治系统边界路由器）具有产生外部路由能力的路由器
