OSPF工作原理
OSPF
####1、链路状态协议工作原理简介####
架构介绍：花瓣形状，骨干区域为0区域，其他区域1、2、3都围绕区域0相连，
及个别的特殊情况，可以通过虚拟链路来连接
信息传递：向邻居发送是自己知道的所有状态的链路状态信息
路由标识：Router-ID是网络上唯一用于标识的一台路由器，线网用路由器的环回口
来配置Router-ID,这边的地址是32位的公网IP地址，如果没有标，通过物理口
来确认
区域规划：划分多个区域是为了优化网络性能，
####2、Router-id及DR选举原则####
#选举DR、BDR是为在广播多路访问中减少连接关系的建立，优化性能
#默认Router-ID最大是DR，第二大是BDR，其他是Drother
#DR一旦被选定就不会被抢占，
#Drother会通过224.0.0.6向DR和BDR通告网络状态信息，DR会通过
224.0.0.5向所有邻居通告信息
####3、OSPF协议5种报文分析####
OSPF5种分组
| 1、Hello | 发现邻居并建立和维护邻居关系 （Hello报文）
| 2、DataBase Description | 检查所有路由器的LSDB是否同步（数据库描述报文DBD）
| 3、Link-State Request | 向另外一台路由器请求特定的链路状态记录 （链路请求报文LSR）
| 4、Link-State Update | 发送被请求的链路状态记录 （链路回应报文LSU）
| 5、Link-State Acknowledgment | 对其他类型的分组进行确认 （链路确认报文LSA）
######名词解释####
1、传送的LSA link status advertisement 链路状态通告，包括拓扑信息
具体包括：网段的前缀 掩码 连接的路由器的哪些接口 直连哪些路由器
LSA分为7中类型
某些包含的是拓扑信息 但是有些包含的是路由信息
2、LSDB 他是LSA的的集合 链路状态数据库
对此进行spf 算法 得到spf 树 （基于cost代价）再得出最优的路由 并将其加入到路由表中
3、既支持vlsm 可变掩码、又支持 cidr（无类别域间选路）
4、封装
layer2| ip |ospf| fcs
直接封装到IP报头内 上层协议号为89 eigrp为88
详解
一、hello发送周期分为10s和30s两种，hello hold的时间为发送时间*4即40s或120s
二、dbd数据库描述报文 包含lsa的报头 即告诉邻居路由器 本地的lsdb中包含哪些LSA信息
同步lsdb过程中如果没有此描述可能会发送重复的LSA 造成资源的浪费导致低效LSA中除了拓扑
或路由信息的载荷外还有LSA的报头也叫LSA的摘要，报头中包含此LSA的标识，从而避免发送重复的LSA信息
三、路由器请求邻居有但是本地没有的LSA，以保证lsdb一致，根据交互的dbd，
将没有的LSA的报头放在LSAR中，表明需要的LSA
四、根据上面的一条 将邻居请求的LSA信息 放在LSU中由本地路由器发送给邻居
LSU包含完整的LSA信息
五、LSACK为确认机制 由OSPF定义的确认机制
ospf定义了两类的确认 一种为显式的确认 另一类为隐式的确认（基于序列号的确认机制）
前者收到一个报文 针对此报文 生成一个单独的确认报文
（只有ospf支持确认）后者收到一个报文 使用相同的报文再发送回来 序列号设置为一致 既传输了信息 又做了确认
OSPF包头格式：
| Link Header | IP header | OSPF Packet Types | Link Trailer |
Protocol ID Number 89 ==== OSPF
| OSPF Packert |
|---|
| version number |
version number : OSPF-V2 OSPF-V3
Router ID :
Area ID :
Authen-tication : 0 不认证、1明文 、2 MD5
####4、OSPF协议7种状态分析####
| | 112.18.17.1/30 112.18.17.2/30 | |
| 路由A |--------------------------------------------------------------------| 路由B |
| | | |
E0 E1
【Down State】
I am route ID 112.18.17.1/30, and I see no one
-------- ---------------
|Hello|----------》》》--------------------------------------------------------》》》----------|to 244.0.0.5|
-------- ---------------
E0 E1
【Init State】
Router B
Neighbor list
112.18.17.1/30 init E1
I am route ID 112.18.17.2/30, and I see 112.18.17.1
-------- -------
| to A |----------《《《--------------------------------------------------------《《《---------|Hello|
-------- -------
Router A
Neighbor list
112.18.17.2/30 init E0
【Two-Way State】 ###此时只是建立邻居关系,还没有建立连接关系
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第一个DBD不包含LSA头部吗，只是RID，
1：init=0 不是第一个DBD
M:more=1表示后读DBD
MS:master=1表示主
| | 112.18.17.1/30 112.18.17.2/30 | |
| 路由A |----------------------------------------------------------------- --| 路由B |
| | | |
E0 E1
【Exstart State】
I will start exchange because I have router ID 112.18.17.1
--------
| DBD |----------》》》--------------------------------------------------------》》》---------------
--------
No ，I will start exchange because I have a higher router ID
-------
-------------------《《《--------------------------------------------------------《《《---------|DBD|
-------
选主从的目的，是谁先发DBD，这和选DR、BDR是两个概念
【Exchange State】
Here is a summary of my LSDB -------
-------------------《《《--------------------------------------------------------《《《---------|DBD|
-------
-------- Here is a summary of my LSDB
| DBD |----------》》》--------------------------------------------------------》》》---------------
--------
########################################################################################
| | 112.18.17.1/30 112.18.17.2/30 | |
| 路由A |----------------------------------------------------------------- --| 路由B |
| | | |
E0 E1
-------- Thanks for the information ---------
|LsAck|----------《《《--------------------------------------------------------》》》----------|LsAck|
-------- ---------
【Loading State】
-------- I need the complete entry for net work 112.18.16.0
| LSR |----------》》》--------------------------------------------------------》》》---------------
--------
Here is the entry for network 112.18.16.0 ------
-------------------《《《--------------------------------------------------------《《《---------|LSU|
------
-------- Thanks for the information
|LsAck|------------》》》--------------------------------------------------------》》》----------
--------
【Full State】
####5、OSPF协议6种LSA分析####
1类：所有OSPF路由器都会产生，只在区域内传播
2类：DR产生，只在区域内传播
3类：ABR产生，在相邻的两个区域相互传播
4类：ABR产生，向和ASBR不在同一区域的其他区域传播，用于表示ASBR
5类：ASBR产生，向整个OSPF协议区传播，用于描述另一个协议域的路由信息
7类：NSSA区域中的ASBR产生，用于向NSSA区域通告外部路由
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1类LSA：OSPF路由域内每一台路由器都会产生的LSA，这是LSA通告的基础，该LSA包内列出了，
本路由器的所有参与OSPF进程的端口的IP地址与掩码与该接口Metric值，他的Link-ID与Adv Router都是
发出该LSA的路由器的Router-id，该LSA只会在发送路由器所在的区域内扩散，也就是说他的作用范围是本区域
2类LSA：此类LSA只会在网络拓扑是多路访问的情况下产生（MA或NBMA），这类LSA包内，列出了这个多路访问的掩码，
使用Router-id的方式，描述这个物理网段内有多少台路由器与DR保持联系，Link-id为DR所属的接口的IP地址，
Adv Router为DR所在的那台路由器的Router-id
3类LSA :3类LSA由BDR发出，存在这类LSA的主要原因是1类2类只能在域内域内和传播，无法跨区域，这类数据包内，
列出了网段，，掩码，出接口到达目标网段的Metric值，所以3类LSA相当于将1，2类LSA打包，通过ABR传输至其他区域，
因为这类LSA一定是由ABR发出的，所以这类LSA的Adv Router为发出发出该数据包的ABR的Router-id，
Link-id为区域外的网段，比如说192.168.10.0192.168.20.0，可以使用show ip ospf database summary 192.168.10.0来查询这条3类LSA明细信息
?
4类LSA：该类LSA并没有什么很特殊的意义，数据包中用Router-id的方法，，定位了ASBR与ASBR所在的区域的ABR，
使得其他其他路由器可以找到ABR的位置，可以使用show ip ospf database asbr-summary 命令查看4类LSA明细，
4类LSA的Link-ID为ASBR，Adv Router为ASBR所在的区域的ABR的Router-id，该类LSA会在ASBR不在的区域扩散，
也就是说ASBR所在的区域不会存在4类LSA，如果ASBR同时也是BR，那么在ASBR所在的骨干区域与非骨干区域将不会产生４类LSA，
只会在别的区域产生，因为ASBR所在的区域，其他路由器可以通过１类LSA找到它，而不是通过4类LSA
5类LSA：这类LSA数据包内列出了外部路由网段，掩码，Metric值，route tag，以及发布类型（E2/E1）Link-ID为目标网段，
Adv Router则为ASBR的Router-id，需要注意的是，这类LSA不会与区域关联，也就是说这类LSA是在整个OSPF路由域内传播
7类LSA··:如果要学习这类LSA，，那么一定要先了解NSSA区域，这里·简单的复习一下nssa区域的概念，该区域不接受5类LSA，
只接受1，2，3类LSA，但是这就存在一个问题，如果在nssa区域内有一台ASBR怎么办，因为NSSA区域不接受5类LSA，
所以当nssa区域内有一台ASBR存在的时候，ASBR会发出7类LSA，然后在NSSA区域内泛洪，ABR收到7类LSA后会将７类转换成５类，
然后向整个OSPF路由域泛洪，７类LSA的包内容与５类LSA一样，都含有网络号，掩码，Metric值，发布类型，
其中Link-ID为外部网络的网络号，Adv Router为ASBR的Router-id，还需要注意一个点，当NSSA区域存在ASBR时，
该区域的ABR会同时兼任ABR与ASBR的角色，所以区域０是不会有４类LSA的
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