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注意！！！本部分内容较多所以分成了两部分在下一章
5.动态路由OSPF
1.OSPF的优势
1.OSPF
开放式最短路径优先协议
2.选路
因为OSPF是链路状态型协议，他是收集拓扑信息之后将图形结构通过SPF算法转换成为树形结构，这样的好处是计算出来的路径不会有环路，并且，其是以带宽作为开销的评判标准。所以OSPF此项优于RIP
3.收敛
OSPF的计时器时间也短于RIP，所以收敛速度优于RIP
4.占用资源
从单个的数据包角度来说，因为RIP传递的是路由信息，所以，其资源占用并不大，而OSPF需要传递拓扑信息，则单个数据包资源占用大于RIP。但是，OSPF并没有像RIP一样高频的周期更新，并且，设计者设计了很多针对资源占用的优化机制，所以从整体的角度看，OSPF资源占用略优于RIP。
2.RIPV2，OSPFV2对比
1.版本
RIP --- RIPV1，RIPV2 ---- IP RIPNG ---- IPV6
OSPF ---- OSPFV1（实验室阶段夭折），OSPFV2 ---- IPV4 OSPFV3 ---- IPV6
2.相同点(缺)
1，OSPFV2和RIPV2一样，都是无类别的路由协议，都支持VLSM和CIDR
2，OSPFV2和RIPV2一样，都是使用组播发送信息。 ---- 224.0.0.5和224.0.0.6 -------两个组播地址
224.0.0.5----以组播224.0.0.5的形式发送hello包------OSPF进行监听----所以路由设备都会接收hello包；224.0.0.6------监听DR和BDR设备
的组播地址--------只有建立邻接关系的路由设备才会接收。
3，OSPFV2和RIPV2一样，都支持等开销负载均衡
3.不同点
RIP协议只能应用在中小型网络环境中，而OSPF可以应用在中大型网络环境中
4.区域
区域划分： OSPF为了适应中大型网络的环境，需要进行结构化部署。
如果只存在一个区域，这样子的OSPF网络我们称为单区域OSPF网络。
如果存在多个区域，这样的OSPF网络我们称为多区域OSPF网络。
区域划分的目的：区域内部传递拓扑信息，区域之间传递路由信息 --- 链路状态型协议的距离矢量特征。
区域边界设备 ： ABR ----其中一个必须宣告在区域0, 同时属于多个区域，一个接口属于一个区域。
区域之间可以存在多个ABR设备，一个ABR设备也可以属于多个区域
区域划分的要求 ：1，区域之间必须存在ABR设备。2，区域划分必须按照星型拓扑结构划分。 ---- 中间的区域称为骨干区域，其余非骨干,area 0（骨干区域的编号）==area 0.0.0.0 area 255 =area 0.0.0.255
区域需要围绕中间骨干区域进行划分，如果没有围绕中间区域，则这个区域便没有连接上处于隔离状态。
区域ID：为了方便对区域进行管理，我们给每一个区域设计了一个区域ID来进行标识 --- 由32位二进制构成 ---- 该参数可以使用两种格式
来进行表示，十进制格式和点分十进制格式。 --- 骨干区域的区域ID被定义为0。
3.OSPF的数据包类型
helllo包-------- 用周期性的发现，建立以及保活邻居关系（确认该信息没有失效）
hello时间 --- 10S
Dead time --- 4倍的hello时间 --- 40s-------死亡时间-------即判定是否是失效信息
RID（路由IP） --- 区分和标识OSPF网络中不同的路由器
1，全网唯一；2，格式统一 --- 采用IP地址的格式 --- 32位二进制构成，以点分十进制来进行表示
1，手工配置：只需要满足以上两个条件即可
2，自动获取：首先，如果设备上配置有环回接口，则选择其中最大的IP地址作为自己的RID。如果没有环回接口，则在自己
的物理接口中选择最大的IP地址作为自己的RID。最大的IP地址是将IP从前往后进行比较，选择大的IP-----192.168.1.1和 192.168.2.1选择2.1的IP
DBD包--------数据库描述报文 --- 链路状态数据库收集LSA（链路状态通告） --- 数据库描述报文=链路状态数据库中LSA的目录-----“菜单”
隐性确认-----
LSR包----------链路状态请求报文 --- 基于DBD包，请求未知的LSA信息---------“点菜”
LSU包----------链路状态更新报文 --- 真正携带LSA的数据包------------“上菜”
LSACK包-------链路状态确认报文 --- 确认包----------“确认菜是否上对”
显性确认-------
OSPF存在每30MIN一次的周期更新
4.OSPF的状态机
Down状态 --- 发送hello包之后，然后就会进入到下一个状态------Init（初始化）状态
Init（初始化）状态 --- 在收到hello包中存在自己本地的RID则，进入到下一个状态-----Two-way（双向通信）状态
Two-way（双向通信）状态 --- 标志着邻居关系的建立。（条件匹配----筛选是否符合）失败，则停留在邻居状态，仅使用Hello包进行周期保活。匹配成功，则进入到下一个状态------Exstart（预启动）状态
Exstart（预启动）状态 --- 通过使用未携带数据的DBD包来进行主从关系的选举，比较RID，RID大的为主，为主的可以优先
获取LSA。主从关系选举目的是为了错开LSA的交换过程，减少同一时间的资源占用。
Exchange（启动进行交换）状态 --- 通过使用携带数据的DBD包来交换LSDB的摘要信息
DBD包------数据库描述报文 --- 链路状态数据库收集LSA（链路状态通告） --- 数据库描述报文=链路状态数据库中LSA的目录
Loading（加载）状态 --- 通过使用LSR，LSU，LSACK包来获取未知的LSA信息
LSR包----------链路状态请求报文 --- 基于DBD包，请求未知的LSA信息---------“点菜”
LSU包----------链路状态更新报文 --- 真正携带LSA的数据包------------“上菜”
LSACK包-------链路状态确认报文 --- 确认包----------“确认菜是否上对”
FULL（转发）状态 --- 标志着邻接关系的建立。只有邻接状态，才会交换LSA信息，而邻居状态仅收发hello包进行周期的保活。
5.OSPF的工作过程
1.顺利的过程
1.启动配置完成后，OSPF向本地所有运行协议的接口以组播224.0.0.5的形式发送hello包。hello包中需要携带本地已知邻居的RID，之后，建立邻居关系。我们会将所有的邻居关系收集到本地的一张表中 --- 邻居表。
2.邻居表建立完成之后进行条件匹配（OSPF拓展），失败则停留在邻居关系，仅使用hello包保活。成功则开始建立邻接关系。
3.首先使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举。之后，使用携带数据的DBD包共享数据库目录信息，使用LSR/LSU/LSACK来获取未知的LSA信息,完成数据库的建立 --- LSDB --- 数据库表（主路由器会优先进入下一个状态，会优先发送摘要进行比对，比对之后，会请求自己本地没有的lsa信息。对端会发送真正携带lsa信息的LSU包，会利用LSACK进行确认。本地的链路状态数据库建立完成，生成本地链路数据库表。）。
4.最后，基于本地的链路状态数据库生成有向图，使用SPF算法计算最短路径树，计算出到达未知网段的路由信息，加载路由表中。
5.收敛完成后，依然每10s使用hello包进行保活。每30min进行一次周期更新。
2.不顺利过程
结构突变
1，突然新增一个网段 --- 触发更新，第一时间将变更信息通过LSU包发布出去，需要ACK确认
2，突然断开一个网段 --- 触发更新，第一时间将变更信息通过LSU包发布出去，需要ACK确认
3，无法通信 ---- dead time
6.OSPF基本配置命令
1.启动OSPF进程
启动前路由网关IP该配置还是要配置，不能省。
[r1】ospf 1 router-id 1.1.1.1 // 手工配置RID，RID没有过多要求，随便配置
[r1-ospf-1]2.创建区域
[r1-ospf-1]area 0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]3.宣告
宣告的作用：1，激活接口；2，发布路由
中间的是需要宣告的IP网段
反掩码（最后的是掩码） --- 由连续的0和连续1组成。0对应为不可变位，1对应可变位-------对宣告网段进行精准变大变小
0.0.0.0代表精准宣告，不可变，可精准宣告一个接口IP（RIP的宣告是只能是一个网段）
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255 --- 0对应为不可变位，1对应可变位
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.1 0.0.0.0-----0.0.0.0代表精准宣告，不可变，可精准宣告一个接口IP
4.查看邻居表
[r1]display ospf peer5.查看邻居表简表
[r2]display ospf peer brief6.查看数据库表
存储着LSA数据的数据库=地图
[r1]display ospf lsdb7. 展开一条LSA
某条LSA信息相当于地图里的某一条路径的信息
[r1]display ospf lsdb router 2.2.2.2 //router 2.2.2.2这两个数据分别数据库表中的前两竖的信息，用来锁定是哪一条LSA信息8.查看路由表
[r2]display ip routing-table 9.优先级
（优先级）pre： OSPF在华为体系中默认的优先级为10--------------静态路由默认优先级为60------------优先级数值越大优先级越小
Pre --- 优先级 --- 如果到达同一个目标网段存在多条路由时，则将比较他们的优先级，仅加载优先级最大的到路由表中 --- 优先级数值越大，优先级越低 --- 0 - 255 ---- 静态路由的默认优先级：60
10.更改带宽
以带宽作为开销的评判标准
COST = 参考带宽 / 真实带宽 ---- 华为体系内，参考带宽的默认值为100Mbps
有两条路线，上面的路线3跳但是是1000M速度，下面两跳但是是100M,如果计算出来是一个小于1的数（上面是1000Mbps，则计算的值为100/1000=0.1<1），则直接为1，如果是一个大于1的小数，则直接取整数部分，此时明明上面路线更快，但是计算出来上面路线值却为3，下面路线却为2，最终选择了下面没有这么快的类路线；所以为了可以更合理的选取，就可以通过更改默认值实现。
[r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000 //（1000不是固定值，而是更改的默认值）更改后上面路线的值为3，下面的为20，最终实现了选择最有效的路线
7.OSPF的条件匹配
1.条件匹配
邻居表建立完成之后进行条件匹配，失败则停留在邻居关系，仅使用hello包保活。成功则开始建立邻接关系。
在一个广播域中，若所有的设备均建立邻接关系，将会出现大量的重复更新，所以需要进行DR/BDR选举，所有DROther之间仅维持邻居
关系即可。（为了防止设备之间过多邻接而导致造成信息过多重复，浪费资源的结果）
2.指定路由器
DR（接口）--------在一个广播域内，DR与其余所以设备建立邻接关系。在这一个广播域内其他设备之间不再建立邻接关系。
3.备份指定路由器
BDR（备份；也是接口）-------在一个广播域内，DR与其余所以设备建立邻接关系。作为DR的备份，在DR不工作错误时，进行替代。
这个图中r3是DR设备
4.DR,BDR的选举
1.先比较优先级，选择优先级大的作为DR设备。选择完DR之后，剩余设备继续比较，选择优先级最大的作为BDR设备，优先级默认情况
下都为1。如果将一个接口的优先级改为0，则代表该接口放弃DR和BDR选举
2.如果优先级相同，则比较RID，RID大的设备所对应的接口为DR。选择完DR之后，剩余设备继续比较，RID大的设备所对应的接口BDR
3.DR/BDR的选举是非抢占模式的。即一旦选举成功，则不会因为后来加入设备而重新选举。选举时间为死亡时间。
4.优先级默认情况下都为1。如果将一个接口的优先级改为0，则代表该接口放弃DR和BDR选举
5.然后所有设备重启在40s内重新选举生效，是重启后40s（最大时间，可能1s，2s）内重新进行选举
5.修改优先级
优先级默认情况下都为1。如果将一个接口的优先级改为0，则代表该接口放弃DR和BDR选举
要想没有BDR设备，就需要将所有路由器修改优先级为0；因为将将要成为DR设备更改优先级为更大后，该设备是会成为DR设备，但是依旧不会停止选举BDR设备，因为那些剩余路由器在优先级相同情况下会比较IP大小来选举BDR，只有将区域内所有除DR设备的设备优先级改为0，放弃选举才不会有BDR设备
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority ?INTEGER<0-255> Router priority value //0-255是优先级范围选取
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 106.重启OSPF进程
然后所有设备重启后最大时间40s内重新选举生效
<r1>reset ospf 1 process7.是否邻接关系建立
<r4>
Oct 19 2023 22:23:51-08:00 r4 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[0]:Neighbor changes eve
nt: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=130.1.168.192, Neig
hborEvent=HelloReceived, NeighborPreviousState=Down, NeighborCurrentState=Init)
<r4>
Oct 19 2023 22:23:51-08:00 r4 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[1]:Neighbor changes eve
nt: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=130.1.168.192, Neig
hborEvent=2WayReceived, NeighborPreviousState=Init, NeighborCurrentState=2Way)
<r4>
Oct 19 2023 22:23:51-08:00 r4 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[2]:Neighbor changes eve
nt: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=130.1.168.192, Neig
hborEvent=AdjOk?, NeighborPreviousState=2Way, NeighborCurrentState=ExStart)
<r4>
Oct 19 2023 22:23:52-08:00 r4 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[3]:Neighbor changes eve
nt: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=130.1.168.192, Neig
hborEvent=NegotiationDone, NeighborPreviousState=ExStart, NeighborCurrentState=E
xchange)
<r4>
Oct 19 2023 22:23:52-08:00 r4 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[4]:Neighbor changes eve
nt: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=130.1.168.192, Neig
hborEvent=ExchangeDone, NeighborPreviousState=Exchange, NeighborCurrentState=Loa
ding)
<r4>
Oct 19 2023 22:23:52-08:00 r4 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[5]:Neighbor changes eve
nt: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=130.1.168.192, Neig
hborEvent=LoadingDone, NeighborPreviousState=Loading, NeighborCurrentState=Full)NeighborCurrentState=Full--------建立成功-----建立成功会出现上面一段话
一般建立成功都会出现上面一段话
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![P9231 [蓝桥杯 2023 省 A] 平方差](http://pic.xiahunao.cn/P9231 [蓝桥杯 2023 省 A] 平方差)
