OSPF基礎

前言

1. 路由器 根據 路由表 轉發數據包，路由表項 可通過手動配置 和動態路由協議 生成。（兩種生成方式）
2. 靜態路由比動態路由使用更少的帶寬，并且不占用CPU資源來計算和分析路由更新。當網絡結構比較簡單時，只需配置靜態路由就可以使網絡正常工作。但是當網絡發生故障或拓撲發生變化后，靜態路由不會自動更新，必須手動重新配置。（靜態優劣）
3. 相比較于靜態路由，動態路由協議具有更強的可擴展性，具備更強的應變能力。（動態優勢）
4. OSPF（開放式最短路徑優先）具有擴展性強，收斂速度快等特點，作為優秀的內部網關協議被廣泛使用。

動態路由協議簡介

動態路由協議的分類

5. 按工作區域分類：
   IGP（內部網關協議）：RIP、OSPF、IS-IS
   EGP（外部網關協議）：BGP
6. 按工作機制分類：
   距離矢量路由協議：RIP
   鏈路狀態路由協議：OSPF、IS-IS
7. BGP使用一種基于距離矢量算法修改后的算法，該算法被稱為路徑矢量（Path Vector）算法。因此在某些場合下，BFP也被稱為路徑矢量路由協議。
8. IGP在同一個自治系統內交換路由信息，IGP的主要目的時發現和計算自治域內的路由信息。
9. EGP主要用于AS（自治系統）之間的互聯。（8、9對比記憶，一內一外）

距離矢量路由協議

10. 運行距離矢量路由協議的路由器周期性地泛洪自己的路由表。通過路由的交互，每臺路由器都從相鄰的路由器學習到路由，并且加載進自己的路由表中，然后再通告給其他相鄰路由器。（學習-加載-通告）
11. 對于網絡中的所有路由器而言，路由器并不清楚網絡的拓撲，只是簡單的知道要去往某個目的網段方向在哪里，開銷有多大。

鏈路狀態路由協議-LSA泛洪

12. 鏈路狀態路由協議通告的是鏈路狀態，而不是路由信息。
13. 運行鏈路狀態路由協議的路由器之間首先會建立鄰居關系，然后彼此之間開始交互LSA(鏈路狀態通告)。
14. 鏈路狀態通告，可以簡單的理解為 每臺路由器都產生 一個描述自己直連接口狀態（包括接口的開銷、與鄰居路由器之間的關系等）的通告。
    鏈路狀態路由協議-LSDB維護
15. 每臺路由器都會產生LSA，路由器將接收到的LSA放入自己的LSDB（鏈路狀態數據庫）。路由器通過對LSDB中所存儲的LSA進行解析，進而了解全網拓撲。

鏈路狀態路由協議-SPF計算

16. 每臺路由器基于LSDB，使用SPF（Shortest Path First，最短路徑優先）算法進行計算。每臺路由器都計算出一顆 以自己為根的、無環的、擁有最短路徑的“樹”。有了這顆樹，路由器就已經知道了到達所有網段的優選路徑。

17. SPF是OSPF路由協議的一個核心算法，用來在一個復雜的網絡中做出路由優選的決策。
    鏈路狀態路由協議-路由表生成

18. 路由器將計算出來的優選路徑，加載進自己的路由表（Routing Table）。

鏈路狀態路由協議總結

19. 鏈路狀態路由協議有四個步驟：
    第一步：建立相鄰路由器之間的鄰居關系。
    第二步：鄰居之間交互鏈路狀態信息和同步LSDB。
    第三步：進行優選路徑計算。
    第四步：根據最短路徑樹生成路由表項加載進路由表。
    2 OSPF簡介
    OSPF概述
20. OSPF是IETF定義的一種基于鏈路狀態的內部網關路由協議。目前針對IPv4協議使用的是OSPF Version 2；針對IPv6協議使用OSPF Version 3。
21. OSPF有以下優點：
    基于SPF算法，以“累計鏈路開銷”作為選錄參考值
    采用組播形式收發部分協議報文
    支持區域劃分
    支持對等價路由進行負載分擔
    支持報文認證

OSPF應用場景

22. 接入層：利用光纖、雙絞線、同軸線纜、無線接入技術等 傳輸介質，實現與用戶連接，并進行業務和帶寬的分配。接入層目的是允許終端用戶連接到網絡，因此接入層交換機具有低成本和高端口密度特性。
23. 匯聚層：為接入層提供基于策略的連接，如地址合并、協議過濾、路由服務、認證管理等。通過網段劃分實現與網絡隔離，可以防止網絡故障蔓延和影響到核心層。匯聚層同時也可以提供接入層虛擬網之間的互聯，控制和限制接入層對核心層的訪問，保證核心層的安全和穩定。
24. 核心層：功能主要是實現骨干網絡之間的優化傳輸，核心層任務的重點通常是冗余能力、可靠性和高速的傳輸。
    OSPF基礎術語-Router ID
25. Router ID用于再自治系統中唯一標識一臺運行OSPF的路由器，是一個32位的無符號整數。
26. Router ID選舉規則如下：
    手動配置OSPF路由器的Router ID（建議手動配置）。
    如果沒有手動配置，則路由器使用Loopback接口中最大的IP地址作為Router ID。
    如果沒有配置Loopbak接口，則路由器使用物理接口中最大的IP地址作為Router ID。（三句層層遞進）
27. Router ID一旦選定，之后如果要更改的話就需要重啟OSPF進程。
28. 在實際工程中，推薦手工指定OSPF路由設備的Router ID。首先規劃出一個私有網段用于OSPF的Router ID選擇，例如：192.168.1.0/24.在企業OSPF進程前，在每個OSPF路由器上建立一個Loopback接口，使用一個32位掩碼的私有地址作為其IP地址，這個32位的私有地址即作為該路喲設備的Router ID。如果沒有特殊要求，這個Loopback接口地址可以不發比在OSPF網絡中。
    OSPF基礎術語-區域
29. OSPF Area用于標識一個OSPF的區域。
30. 區域是從邏輯上將設備劃分為不同的組，每個組用區域號（Area ID）來標識。
31. OSPF的區域ID是一個32bit的非負整數，按點分十進制的形式（與IPv4地址的格式一樣）呈現，例如Area0.0.0.1。為了簡便起見，也會采用十進制的形式表示。