一、OSPF基础
1、技术背景（RIP中存在的问题）
RIP中存在最大跳数为15的限制，不能适应大规模组网
周期性发送全部路由信息，占用大量的带宽资源
路由收敛速度慢
以跳数作为度量值
存在路由环路可能性
每隔30秒更新
2、OSPF协议特点
没有跳数限制，适合大规模组网
使用组播更新变化的路由和网络信息
路由收敛快
以COST作为度量值
采用SPF算法有效避免环路
每隔30分钟更新
在互联网上大量使用，是运用最广泛的路由协议
注意：OSPF传递的是拓扑信息和路由信息，RIP传递的是路由表
3、OSPF三张表
邻居表：记录邻居状态和关系
拓扑表：链路状态数据库（LSDB）
路由表：记录由SPF算法计算的路由，存放在OSPF路由表中
4、OSPF数据包(可抓包)
OSPF报文直接封装在IP报文中，协议号89
头部数据包内容：
版本(Version):对于OSPFv2，该字段值恒为2----使用在IPV4中。对于OSPFv3，该字段值恒为3----使用在IPV6中
类型(Type):该OSPF报文的类型。该字段的值与报文类型的对应关系是:1-Hello;2-DD;3-LSR;4-LSU;5-LSAck。
报文长度（Packet Length):整个OSPF 报文的长度（字节数)。
路由器ID (Router Identification):路由器的OSPF Router-ID。
区域ID (Area Identification):该报文所属的区域ID，这是一个32bit 的数值。
校验和(Checksum):用于校验报文有效性的字段。
认证类型(Authentication Type):指示该报文使用的认证类型。
认证数据（Authentication Data):用于报文认证的内容。
(1)hello：hello包携带自己的router ID、被发现的邻居标识，用来周期保活的，发现，建立邻居关系。
网络掩码(Network Mask):一旦路由器的某个接口激活了OSPF，该接口即开始发送Hello报文，该字段填充的是该接口的网络掩码。两台OSPF 路由器如果通过以太网接口直连，那么双方的直连接口必须配置相同的网络掩码，否则影响邻居关系建立。
Hello间隔(Hello Interval):接口周期性发送Hello报文的时间间隔(单位为s)。两台直连路由器要建立OSPF邻居关系，需确保接口的Hello Interval相同，否则邻居关系无法正常建立。
可选项（Options):该字段一共8bit，每个比特位都用于指示该路由器的某个特定的OSPF 特性。Options字段中的某些比特位会被检查，这有可能会直接影响到OSPF邻接关系的建立。（特殊区域的标记）
路由器优先级(Router Priority):路由器优先级，范围：0-255，默认是1，数字越大，代表路由优先级越高，也叫DR优先级，该字段用于DR、BDR 的选举
路由器失效时间（Router Dead Interval):在邻居路由器被视为无效前，需等待收到对方Hello报文的时间（单位为s)。两台直连路由器要建立OSPF 邻居关系，需确保双方直连接口的Router Dead Interval相同，否则邻居关系无法正常建立。缺省情况下，OSPF路由器接口的Router Dead Interval为该接口的Hello Interval的4倍。
指定路由器(Designated Router):网络中DR的接口IP地址。如果该字段值为0.0.0.0，则表示没有DR，或者DR尚未选举出来。
备份指定路由器（Backup Designated Router):网络中 BDR的接口IP地址。如果该字段值为0.0.0.0，则表示网络中没有BDR，或者BDR尚未选举出来。
邻居(Neighbor)。在直连链路上发现的有效邻居，此处填充的是邻居的Router-iD，如果发现了多个邻居，则包含多个邻居字段。
(2)DBD（数据库描述报文）：仅包含LSA摘要
接口最大传输单元(Interface Maximum Transmission Unit):接口的MTU。
可选项(Options):路由器支持的OSPF可选项。
DD报文置位符：
I：init位，I=1，这是第一个DD报文
M:more位，M=1表示后续还有DD报文
MS:master位，MS=1,表示本端为主
DD序列号(DD Sequence Number): DD报文的序列号，在DD报文交互的过程中，DD序列号被逐次加1，用于确保DD报文传输的有序和可靠性。值得注意的是，DD序列号必须是由Master路由器来决定的，而Slave路由器只能使用Master路由器发送的DD序列号来发送自己的DD报文。（route id大的设备会成为master）
LSA头部(LSA Header):当路由器使用DD报文来描述自己的LSDB时，LSA的头部信息被包含在此处。一个DD报文可能包含一条或多条LSA的头部。
二、LSA的头部
LSA是OSPF的一个核心内容，如果没有LSA，OSPF是无法描述网络的拓扑结构及网段信息的,也无法传递路由信息，更加无法正常工作，在OSPFV2中，需要我们掌握的主要有6种。
LSA头部一共20byte，每个字段的含义如下。
链路状态老化时间(Link-State Age)：指示该条LSA的老化时间，即它存在了多长时间，单位为秒，
1800s周期归0，触发当下归0
MAX age --- 3600S ------ 当一条LSA的老化时间到达最大老化时间时，将被认定失效，将从本地的LSDB中删除掉。
可选项(Options)：每一个比特位都对应了OSPF 所支持的某种特性。 ------ 和hello包中的一样，包含特殊区域标记
链路状态类型(Link-State Type)： 指示本条LSA的类型。每种 LSA用于描述OSPF 网络的某个部分，所有的LSA类型都定义了相应的类型编号。
链路状态ID(Link-State ID)： LSA的标识。不同的LSA类型，对该字段的定义是不同的。
通告路由器（Advertising Router)： 始发路由器， 产生该LSA的路由器的Router-ID
链路状态序列号(Link-Sate Sequence Number)
该LSA的序列号，该字段用于判断LSA的新旧或是否存在重复
链路状态校验和(Link-State Checksum)：校验和会参与LSA的新旧比较。当两条LSA三元组相同，并且序列号也相同时，则可以使用校验和比较，和大的认定为新。
长度(Length)：一条LSA的总长度
三、6种类型的LSA（课堂演示）
1、type1-LSA：----重要且复杂
（1）定义：router LSA
描述区域内部与路由器直连的链路信息（链路类型、开销值等）
仅在区域内部传输
每台路由器都会产生Type1 LSA
[R1]dis ospf lsdb router 查看Type1 LSA的具体信息
（2）LS ID:发出该LSA的路由器的router-id
（3）Adv Rtr:始发路由器,产生该LSA的路由器的router-id
（4）链路ID：不同的链路类型，对链路ID值的定义是不同的。
（5）链路数据（Link Data):不同的链路类型对链路数据的定义是不同的。
（6）link-type：链路类型，描述该接口的二层类型
transnet：
类型：广播网络或者NBMA
link-id：本网段的DR的IP地址
Date：本路由器在该网段的IP地址
P2P：
类型：ppp
link-id：该网段对端路由器的router-id
Date：本路由器在该网段的与对端路由器相连的接口的IP地址
stubnet（末梢网络）：
类型：p2p\环回口
link-id:该网段的网络地址
data：该网段的子网掩码
Virtual(虚链路)：
类型：虚链路
link-id:虚链路邻居的router id
data：去往该虚连接邻居的本地接口的IP地址
（7）VEB标志位（了解）：
V位(Virtual Link Endpoint Bit)：如果该比特位被设置为1，则表示该路由器为Virtual Link的端点。
E位(External Bit)：如果E比特位被设置为1，则表示该路由器为ASBR。在Stub区域中,不允许出现E比特位被设置为1的Type-1 LSA，因此Stub区域内不允许出现ASBR。
B位(Border Bit)：如果B比特位被设置为1，则表示该路由器为两个区域的边界路由器，字母B意为Border(边界)。
2、type2-LSA：
（1）定义：
network LSA
描述区域内的MA网络（广播网络、NBMA网络）链路的路由器及掩码信息
仅在区域内部传输
只有DR才会产生type2_LSA
[R1]dis ospf lsdb network 查看Type2 LSA的具体信息
（2）内容：
LS ID：该网段的DR的IP地址
Adv Rtr:该网段DR的router-id
network mask：该网段DR的IP地址的子网掩码信息
3、type3-LSA：
（1）定义：
Summary LSA(聚合LSA)
在整个OSPF区域内，描述其他区域的链路信息
以子网形式传播，类似直接传递路由
只有ABR会产生type3_LSA
[R1]dis ospf lsdb summary 查看Type3 LSA的具体信息
（2）内容：
LS ID：其他区域某个网段的网络地址
SubAdv Rtv:通告该LSA的ABR的router-id
net mask:该网段的子网掩码
注：3类LSA的传递范围在ABR相邻的单区域中进行，跨区域传递时，需要进行通告者的转换，通告者变了，则将不是同一条LSA
4、type4-LSA：
（1）定义：
Asbr-summary LSA
描述ASBR的信息
只有ABR才会产生TYPE4 LSA
（2）内容：
LS ID：ASBR的router-id
Adv Rtv:通告描述该ASBR的ABR的router-id
[R1]dis ospf lsdb asbr 查看Type4 LSA的具体信息
注：在ASBR本区域的内部路由器，不会产生到达该ASBR的4类LSA
5、type5-LSA：
（1）定义：
AS_extenal LSA，传递域外路由信息
描述AS外部引入的路由信息，会传播到所有区域（特殊区域除外）
只有ASBR才会产生type5_LSA
（2）内容：
LS ID:外部路由的目的网络地址
Adv Rtv:引入该网络路由的ASBR的ABR的router-id
net mask:引入的该目标网段的子网掩码
[R1]dis ospf lsdb ase 查看Type5 LSA的具体信息
6、type7-LSA：
（1）定义：
NSSA LSA
描述在NSSA区域引入的AS外部路由信息
只会出现在NSSA和totolly NASS区域，不能进入area 0
7类LSA生成路由信息的标记位，O_NSSA，优先级150
（2）内容：
LS ID:外部某个网段的网络地址
Adv Rtv:引入该网络路由的ASBR的ABR的router-id
区域内传拓扑，区域间传路由
四、OSPF的网络类型
1、定义：
对于不同的二层链路类型的网段，OSPF会生成不同的网络类型
不同的网络类型，DR\BDR选举，LSA细节，协议报文发送形式等会有所不同
2、类型：
（1）NBMA（非广播多点可达网络）
非广播多点可达网，帧中继默认的网络类型
单播发送协议报文（天生不支持广播和组播），需手动指定邻居
命令：[r2-ospf-1]peer 192.168.1.1 (邻居IP地址)
需要选举DR\BDR，为了减少LSA的泛洪，减少网络负担
hello-time 是30秒，dead-time 是120秒
（2）P2MP（点到多点网络）
点到多点网络，由其他网络类型手动更改：例如在ospf接口下：ospf network-type 网络类型
模拟组播发送协议报文（帧中继建立子接口模拟组播发报文），需要手动指定邻居；
不选举DR\BDR，因为设备少，所以不选举
hello-time 是10秒，dead-time 是40秒
（3）Broadcast（广播网络）
广播网络，以太网默认的网络类型
组播发送协议报文
需要选举DR\BDR，224.0.0.5是所有运行OSPF的接口会监听，224.0.0.6是所有DR/BDR的接口会监听
hello-time 是30秒，dead-time 是120秒
（4）P2P（点到点网络）
点到点网络，ppp默认网络
组播协议发送报文
不选举DR\BDR
hello-time 是10秒，dead-time 是40秒
五、基于OSPF的MGRE实验
基于ospf的MGRE出现问题：ospf的路由表学习不全
问题1：Tunnel接口类型为P2P类型，不选举DR/BDR,使得设备无法正常建立邻接关系，
解决方法：更改网络中tunnel接口类型为广播
[R2]interface Tunnel 0/0/0
[R2-Tunnel0/0/0]ospf network-type broadcast
问题2：DR和BDR选举混乱，无法正常建邻
更改网络类型后，广播网络中中心站点和分支站点处于同一个广播域，此时需要进行DR和BDR的选举，但是在分支站点的世界里只和中心站点认识，分支站点和分支站点不认识，这就会发生多个分支站点和一个中心站点互相竞选DR和BDR，这样会造成选举结果混乱，可在中心站点看到混乱的场景
解决方法：将分支站点的dr选举优先级变0，这样就能保证中心站点是整个广播网络中唯一的DR