路由概念、BFD協議詳解與OSPF第一課

一、路由協議優先級與選路原則

1.1 路由協議優先級對照表

路由協議類型	內部優先級	外部優先級
Direct	0	0
Static	60	60
RIP	100	100
OSPF	10	10
OSPF ASE	150	150
OSPF NSSA	150	150
ISIS(Level-1)	15	15
ISIS(Level-2)	18	15
EBGP	20	255
IBGP	200	255

路由協議優先級有外部和內部之分，外部優先級可修改，內部優先級看不到且無法更改。路由選路時，外部優先級比較不出來，會比較內部優先級。

1.2 路由選路核心原則

• 加表原則：優先級 > cost值（數值越小越優）
• 轉發原則：最長掩碼匹配優先
• 鏈路檢測：華為設備自動探測接口物理狀態，若接口UP但鏈路不通需啟用BFD檢測

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二、BFD（Bidirectional Forwarding Detection，雙向轉發檢測）的配置與應用

2.1 雙向心跳探測（雙端配置）

[R1]bfd   #啟用bfd功能，啟用后輸入q退出
[R1]bfd huawei bind peer-ip 12.1.1.2 source-ip 12.1.1.1 auto   #bfd起名叫huawei，綁定探測的ip地址為12.1.1.2，自動用12.1.1.1探測
[R1-bfd-session-huawei]commit
[R1]dis bfd session all    #探測成功
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 12.1.1.2 track bfd-session huawei   #把靜態路由與bfd聯動
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 13.1.1.3 preference 100   #配置浮動路由

2.2 單臂回聲探測（單端配置）

[R1]bfd isp bind peer-ip 12.1.1.2 interface GigabitEthernet 0/0/0  one-arm-echo     #配置單臂回聲
[R1-bfd-session-isp]discriminator local 1  #配置本地標識符
#[R1-bfd-session-isp]detect-multiplier 4   #配置檢測倍數為4倍
#[R1-bfd-session-isp]min-echo-rx-interval 300  #配置檢測時間為300毫秒
[R1]dis bfd session all    #探測成功
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 12.1.1.2 track bfd-session isp   #把靜態路由與bfd聯動
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 13.1.1.3 preference 100   #配置浮動路由

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三、OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優先協議）協議精講

3.1 OSPF基本特性

• 協議層級：工作在網絡層之上（3.5層協議）
• LSA更新機制：30分鐘周期性檢查更新
• RFC標準：RFC2328

[R1-ospf-1]preference 9        #更改優先級的方法：進入ospf進程修改

3.2 RIP的問題與OSPF的優化

RIP的特性	帶來的問題	優化或解決的方式
逐跳收斂	收斂慢，故障恢復時間長	“收到更新→計算路由→發送更新”改為“收到更新→發送更新→計算路由”
傳聞路由更新機制	缺少對全局網絡拓撲的了解	路由器基于拓撲信息，獨立計算路由
最多有效跳數為15	環形組網中，使遠端路由不可達	不限定跳數
以“跳數”為度量	存在選擇次優路徑風險	將鏈路帶寬作為選路參考值

路由信息傳遞與路由計算分離；基于SPF算法；以“累計鏈路開銷”作為選路參考值。

3.3 Router-ID選舉規則

• router-id：用來標記同區域唯一的ospf路由器（類似身份證），用點分十進制表示（類似IP地址），建議手動配置。如果沒有手動配置：

優先級	配置方式
1	手動指定router-id
2	環回接口最大IP地址
3	物理接口最大IP地址
實際	全局router-id（設備第一個配置了IP并且up的IP地址）

display router id         #查看全局router-id的方法

在工作中可以找一個網段的IP地址作為管理IP，在每個網絡設備創建一個環回接口，設置一個管理IP，并把它作為router-id

3.4 OSPF工作流程

1. 鄰居建立：通過Hello報文建立鄰接關系
2. LSDB同步：交換DD、LSR、LSU報文完成鏈路狀態數據庫同步
3. SPF計算：基于SPF算法計算最優路徑樹

3.5 實驗

[R1-g0/0/0]ip add 12.1.1.1 24      #R1和R2的g0/0/0分別設置ip為12.1.1.1 和12.1.1.2
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32      #R1和R2的回環接口0分別設置ip為1.1.1.1 和2.2.2.2
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1   
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0   
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.1 0.0.0.0   
[R1/R2]dis ospf peer brief

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四、OSPF五種報文詳解

4.1 報文通用頭部格式

4.2 各報文功能解析

報文類型	功能描述	關鍵字段說明
Hello	發現/維持鄰居關系	Router-ID、Hello Interval
DD	數據庫摘要同步	Sequence Number、I/M/MS
LSR	請求缺失的LSA	LSA Type、Link State ID
LSU	攜帶完整的LSA信息	LS Age、Advertising Router
LSAck	確認收到的LSU報文	LSA Headers

• hello報文（ospf的hello報文TTL=1，即：ospf的hello報文不能跨設備傳遞）：
  
• DD報文：摘要信息
  
• LSR報文：用于向鄰居請求自身缺少的LSA
  • 當路由器收到LSR報文時，會根據報文中的LSA三要素在自身LSDB中查找相關的LSA，并將其封裝在LSU報文中回復
    
• LSU報文：用于發送完整的LSA，報文中可以看到完整的LSA
  
• LSACK報文：用于確認收到了哪些LSA報文，只用到了LSA的頭部信息，不是完整的LSA
  

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