hcip第四天作业

动态路由协议：

        在路由器间启动一种协议，之后路由器间进行数据沟通，相互学习计算来获取之前未知的目标网段的路径；

        RIP   OSPF  EIGRP   BGP   ISIS 

AS-自治系统：

        AS之内运行—IGP协议 –内部网关路由协议  --  RIP/OSPF/ISIS/EIGRP

        AS之间运行—EGP协议 -外部网关路由协议 --   EGP/BGP

IGP协议的分类：

        基于更新时是否携带子网掩码 ---   有类别（不带）    无类别 （携带）

        基于工作特点进行分类：    

1. 距离矢量-DV   RIP/EIGRP   直接共享路由表 – 直接学习路由条目   更新量小
2. 链路状态-LS    OSPF/ISIS   共享拓扑信息   -- 本地计算路由条目  更新量大

OSPF：开放式最短路径优先协议     无类别链路状态型路由协议

        公有协议；跨层封装到IP报头，协议号89； 组播更新：224.0.0.5  224.0.0.6

                224.0.0.5——刚开机，互相发送hello包，状态信息交互，选举DR和BDR
                224.0.0.6——其他路由器通过224.0.0.6发送自己的信息给DR和BDR

        触发更新、周期更新（30min）；

        需要结构化的部署：区域划分  地址规划

OSPF数据包种类：

        Hello：用于邻居、邻接    发现、建立、保活    hello time 默认10s或30s

        DBD：数据库描述包

        LSR：链路状态请求

        LSU：链路状态更新  

        LSack：链路状态确认

OSPF状态机：

        Down：一旦本地发出hello包进入下一个状态

        Init：初始化  收到的hello包若存在本地的RID进入下一个状态

邻居没建立成功就会卡在这个阶段；

        2way：双向通讯   邻居关系建立的标志  

条件匹配：点到点网络将直接进入下一个状态； MA网络类型将进行DR/BDR选举，非DR/BDR间将无法进入下一状态；

        Exstart：预启动   使用类似hello的DBD进行主从关系的选举，RID大为主优选进入下一状态

        Exchange 准交换   使用真正的DBD进行数据库目录的共享，需要使用ACK确认

        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

LSA：链路状态通告，在不同的网络条件下将产生不同类别的LSA信息来代表拓扑或者路由条目；

LSDB：链路状态数据库  装载和存储所有各种类别的LSA；

OSPF的工作过程：

        OSPF协议启动后，A向本地所有启动了OSPF协议的直连接口组播224.0.0.5发送hello包；本地hello包中携带本地的全网唯一的router-id；

        之后对端B运行OSPF协议的设备将回复hello包，该hello包中若携带了A的routerid，那么A/B建立为邻居关系；生成邻居表；

        邻居关系建立后，邻居间进行条件匹配，匹配失败就停留于邻居关系，仅hello包周期保活；

        条件匹配成功可以开始建立邻接关系：

        邻接间共享DBD包，将本地和邻接的DBD包进行对比，查找到本地没有的LSA信息目录；

        之后使用LSR来询问，对端使用LSU应答具体的LSA信息，之后本地再使用ack确认，可靠；

该过程完成后，生成数据库表；

        再之后本地基于数据库表，启用SPF选路规则，计算到达所有未知网段的最短路径，然后加其加载到本地的路由表中；收敛完成，hello包周期保活，每30min再周期收发一次DBD来判断和邻接间数据库是否一致；

结构突变：

1. 新增网段 直连新增网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
2. 断开网段 直连断开网段的设备，将直接使用LSU包来告知本地所有邻接，之后邻接传邻接扩散到全网，需要ACK确认
3. 无法沟通    dead time 为hello time 的4倍；当dead time到时时，断开邻居关系，删除通过该邻接生成的路由条目

OSPF的基础配置：

        [r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 

        启动时，需要定义进程号；进程号仅具有本地唯一性； 建议同时配置全网唯一的router-id； 生成顺序 --- 手工>本地环回接口中最大ip地址数值>本地物理接口中最大数值的ip地址  

        [r1-ospf-1]

        宣告：ospf协议在宣告的同时需要进行区域划分

区域划分规则：

        1、星型拓扑结构，区域0为中心骨干区域，其他大于0为非骨干站点区域；

        2、必须拥有ABR--区域边界路由器

        [r2-ospf-1]area  0    

        先进入区域，之后再该区域内宣告属于该区域的接口，宣告时必须携带反掩码

        [r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.2 0.0.0.0

        [r2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0

        [r2-ospf-1-area-0.0.0.0]q

        启动配置完成后，邻居间收发hello包，建立邻居关系；生成邻居表：

        [r2]display  ospf peer

        [r2]display  ospf peer  brief

        邻居、邻接关系的发现、建立、保活均依赖hello包进行；

        Hello包中邻居间必须完全一致的参数：任意参数不同，均导致邻居关系无法建立

        ①子网掩码（华为）发送hello包接口的源ip地址其掩码   

        ②Hello dead time      -- OSPF接口网络类型相关

        ③认证字段            -- 更新安全

        ④区域ID              -- 要求区域间存在ABR

        ⑤末梢区域标记          --特殊区域

        邻居关系建立后，邻居间进行条件匹配，匹配成功者间可以建立为邻接关系；邻接关系间将使用DBD包进行主从关系选举，之后由主优先使用DBD进行数据库目录信息的共享，从而最终基于LSR/LSU/LSAck来获取未知的LSA信息；当收集到全网的LSA信息后，装载于本地的LSDB（链路状态数据库）--数据库表：

        display  ospf lsdb  

        reset ospf process

        Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

关于OSPF，DBD包的几个知识点：

        1、DBD包中携带MTU值，要求邻居MTU值必须相同，否则将卡在exstart或exchange状态；

   默认华为未开启MTU检测

        [r1]interface GigabitEthernet 0/0/1

        [r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf mtu-enable

        2、隐性确认—不使用确认包，而是从设备复制主设备的序列号来确认收到了主的DBD

OSPF标记位    I   M    MS      

         I为1本地发出的第一个DBD包

        M为0，表示本地发出的最后一个DBD；

        MS为1代表主，为0代表从；

数据库建立后，本地基于SPF选路规则，计算到达未知网段最短路径加载于路由表中；

        O - OSPF, IA - OSPF inter area，

        N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

        E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

        O 同一区域内，本地通过拓扑计算所得

        O IA 域间路由，ABR通过其他区域的拓扑计算所得路由，然后共享到另一个区域；本地区域另一区域

        O E1/2  域外路由    其他协议或其他进程产生后，通过ASBR重发布进入到OSPF协议

        ON1/2  NSSA域外路由   其他协议或其他进程产生后，通过ASBR重发布进入到OSPF协议，同时学习到这条路由的设备处于ospf的一种NSSA的特殊区域中

        display  ospf routing  华为查看

管理距离（华为为优先级）

        Cisco设备定义管理距离为110       在华为设备上优先级为10

度量（cost）

        开销值=参考带宽/接口带宽        

        华为设备，环回接口不计算为一段路径；默认的参考带宽为1000M；

        优选cost值之和最小路径；

 OSPF协议邻居成为邻接关系的条件：

        在点到点网络中，所有的OSPF邻居将直接建立为邻接关系；

        在MA网络中，为了避免大量的重复的LSA更新—因为OSPF需要邻接间进行DBD对比，故没有接口水分割机制；故必须进行DR/BDR选举，非DR/BDR间仅建立邻居关系；---在每一个MA网络中均需要进行一次选举；

选举规则：

1. 优先级    数值大优，默认为1；若为0为放弃选举；
2. 优先级一致，比较参选接口所有设备的router-id，数值大优；

修改参选接口的优先级： 

        [r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 2

切记：DR选举非抢占 ，故在修改优先级后，必须重启参选设备ospf进程来重新选举

OSPF的收敛被称为LSA洪泛，也被称为LSDB同步；

OSPF接口网络类型

        OSPF协议在不同网络类型的接口下，其不同的工作方式：

接口网络类型：                  

LoopBack 0       

        Cisco – LoopBack   没有hello包   以32位主机路由发送

        华为—显示为p2p类型    实际为LoopBack工作方式

点到点

        （串线HDLC/PPP/GRE）   

        p2p. hello time10s  自动建邻   不选DR/BDR

BMA

        以太网                 

        Broadcast  hello time 10s  自动建邻    选DR/BDR

NBMA

        帧中继                

        nbma  hello time 30s   手工建立邻居   选DR/BDR

MGRE                

         p2p. hello time10s  自动建邻   不选DR/BDR –在一个网段中只能存在一个邻居；华为设备在一个MGRE网段，接口为点到点工作方式时，仅和最先收到hello的设备建立邻居关系；Cisco在这种情况将出现邻居的翻滚；

注：在MGRE环境中，接口默认的ospf工作方式为点到点，这种方式无法实现该NBMA网段的邻居全连；故只能去修改接口的工作方式：

        修改MGRE网段所有接口为Broadcast工作方式，

        切记若一部分接口修改为Broadcast，另一部分接口依然保持为点到点，由于hello time相同可以建立邻居关系，但工作机制在DR/BDR选举处不同，故最终该网段无法正常收敛；

1. 同时，必须关注网络拓扑结构；若该网段为全连网状结构，那么DR选举将正常进行；但若为部分网状或中心到站点拓扑，将可能出现DR位置错误问题；
2. 若网络拓扑只能为部分网状或中心到站点，需要人为手工干预DR位置或者将所有接口的工作方式修改为点到多点工作方式；

Ospf的点到多点工作方式：只能手工配置，适用于部分网状结构拓扑；

          Hello time30s，不选DR/BDR，自动建立邻居关系；

OSPF的不规则区域：

        一台ABR设备若没有连接到骨干区域0，那么默认不能进行区域间路由的共享

1. 远离了骨干的非骨干区域
2. 不连续骨干

解决方案：

1.在合法与非法ABR上建立tunnel，然后将其宣告到ospf协议中

        缺点：周期更新、保活，触发更新对中间穿越区域产生资源占用

                   选路不佳  --  当ospf学习到两条相同目标，但不同区域同时过来时，优选骨干区域；

Tunnel区域应该宣告在同一个区域

2.虚链路 --- 在合法与非法ABR上建立虚链路，由合法ABR为非法ABR进行授权；

            使得非法ABR可以进行区域间路由的共享；

            因为并没有增添新的路径，故不存在选路不佳的问题；

        [r2-ospf-1]area  1     两台ABR共同所在的区域

        [r2-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 4.4.4.4  对端ABR的RID

   Cisco为了避免周期信息对中间区域的占用，取消虚链路上的所有周期行为；---不可靠

   华为在虚链路上依然保持周期的保活、更新 --- 对中间区域的资源占用

3.多进程双向重发布（推荐）

        多进程--- 同一台设备上，不同的进程可以工作在不同的接口上，建立各自的邻居关系，生成各自的数据库（不共享）；仅将各自计算所得路由加载于同一张路由表内；一个接口只能被一个进程来宣告；

        双向重发布，ASBR（自治系统边界路由器、协议边界路由器），将不同进程或不同协议产生的路由进行双向共享；

        [r2]ospf 1

        [r2-ospf-1]import-route ospf  2

        [r2-ospf-1]q

        [r2]ospf 2

        [r2-ospf-2]import-route ospf  1

OSPF的各种LSA --- 数据库表

        display  ospf lsdb

        display ospf lsdb router 1.1.1.1

类别名  link-id（在目录中的编号）

所有类别的LSA，均携带以下信息

  Type      : Router    类别名  此处为1类

  Ls id     : 1.1.1.1     link-id  在目录中的编号

  Adv rtr   : 1.1.1.1     通告者 --- 该LSA的更新源设备的RID

  Ls age    : 1359    老化时间   1800s周期刷新为0   触发更新归0  最大3609s

  Len       : 48

  Options   :  E 

  seq#      : 8000000c   序列号

  chksum    : 0x818c     校验码

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到期会周期更新

        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）

OSPFv2的6种LSA：

Ⅰ类LSA --- LSA-Router

        用于描述每台路由器在所在区域的链路状态信息，每台路由器都会产生，并且在本区域内泛洪。在1类LSA中有使用四种链路类型，来描述不同直连链路的信息，每种链路类型由link id、data、metric进行描述。

        transnet：用于描述一个NBMA/BMA网络的邻居关系，描述的是拓扑信息。

        P2P：用于描述一个P2P/P2MP链路上的邻居，描述的是网络的拓扑信息。

        Stubnet：用于描述叶子路由信息，没有邻居（即描述自身直连的网络号），描述直连的路由信息。

        V-link：用于描述虚链路连接的邻居，描述的是网络的拓扑信息。

Ⅱ类LSA --- LSA-Network

        用于描述NBMA/BMA网络的链路状态信息，只有在MA网络才会产生，由MA的DR产生，在本区域泛洪。 描述路由信息和拓扑信息

        在2类LSA中，携带的link state ID和Netmast用于表示广播域的路由信息，Attached Router，用于表示所连接的设备，即拓扑信息。

Ⅲ类LSA --- LSA-Summary

        用于描述区域间路由信息，由区域间ABR产生，并在本区域泛洪，ABR可以将该LSA继续泛洪到其他区域，但是需要修改ADV和Metric等参数，在跨区域传递时，需要逐个区域修改ADV为ABR的RID，而且该LSA在跨区域传递需要累积路由的开销作为3LSA的开销。

Ⅳ类LSA --- LSA-asbr

        用于描述ASBR的信息，辅助5LSA完成外部路由的计算，由ABR产生，在产生区域泛洪，由于该LSA和3LSA是类似的，都是描述区域间的信息，所以在传递时，传递规则是一样的，ADV会逐个区域改变，metric会逐个区域累积，在进行空引入时，会在其他区域产生4LSA，但没有5LSA。

        ADV --- 通告路由器

Ⅴ类LSA --- LSA-ase（External）

        用于描述OSPF外部路由信息，由ASBR产生并在OSPF域内泛洪，且在OSPF域内泛洪时ADV Router 是不会被更改的，所以需要四类来进行描述。

Ⅶ类LSA --- LSA- nssa

        和5类LSA作用相同，但是7类LSA只在特殊区域NSSA中才会出现，如果该LSA泛洪到其他区域时会由NSSA区域的ABR进行7转5的操作，即将7类LSA转换为5类LSA。