ospf协议基础和邻居的建立
网络互通：
-交换，同网段之间的设备通信；使用的互联设备是，叫交换机；
*核心工作表：MAC地址表
- MAC地址 ~~~~ 端口
-路由，不同网段之间的设备通信，使用的互联设备是，叫路由器；
*核心工作表：路由表
-网段 ~~~~ 端口
*路由器的类型：即路由表中的每个条目的学习方式
&直连路由
&非直连路由
#静态路由
#动态路由
IGP(internal gateway protocol ):内部网关协议，即在一个公司内部运行的路由协议
% DV（distance vector）:距离矢量。该协议在路由器之间互相发送的是路由
1. RIP（routing information protocol）：路由信息协议，适用于小型网络
2. EIGRP：增强型的内部网关路由协议；该协议是Cisco的私有协议；
%LS（link state）:链路状态。该协议在路由器之间互相发送的是‘链路状态信息’
1. ISIS;当年提出是为了传递 CLNP 协议的路由；现在的ISIS也支持IPv4 / IPv6；
2.OSPF：open shortest path first ，开放式最短路径优先级协议，对网络规模理论来说是没有任何限制的
#EGP（external gateway protocol）:外部网关协议，即运行在公司之间的路由协议
1. BGP（border gateway protocol）：边界网关协议
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OSPF：
- 概述：
该协议属于IGP中的LS类型，位于OSI模型的第三层，即该协议的数据包时包含在IP头部 后面
该协议运行在路由器之间，通过互相建立邻居，同步数据库的过程中，确保路由器之间的链路状态信息完全一致，从而可以计算出路由条目信息，实现不同网段之间的互 通。
-工作原理：
1. 建立邻居表，包含的是邻居路由器；
2. 同步数据库，包含的是链路状态信息；
3. 计算路由表，包含的是每个路由器基于自己的数据库条目信息‘独立计算’出来的路由条目
-报文类型：
1. 发送hello包，用于邻居的建立，维护和拆除
2. DD（database description），数据库描述报文。
3. LSR（link state request），链路状态请求
4. LSU（link state update），链路状态更新
5. LSACK（link state ack），链路状态确认报文，确保LSR和LSU的可靠传输；
实例：
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display ospf peer brief //查看ospf的邻居表
结果如下：
OSPF Process 1 with Router ID 192.168.12.1
Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id Interface Neighbor id State
0.0.0.0 GigabitEthernet0/0/0 192.168.12.2 Full
----------------------------------------------------------------------------
#process，表示OSPF的进程号，用于在同一个路由器上区分不同的 OSPF 协议；进程号不同的两个OSPF互相不能通信；
#router-id，表示OSPF协议为该路由器起的名字。作用：在一个企业内网中，唯一的表示一个OSPF路由器。
router-id的格式类似于IP地址，是“点分十进制” 的表示方法。确定方式有两种：
--手动指定：手动指定的router-id，数值随意，比如1.1.1.1或2.2.2.2
--自动选举：首先会选择设备上的接口IP地址最大的 loopback接口，如果没有这种接口，就选择一个IP地址大的物理接口
#area ID，表示OSPF的接口所在的区域号。OSPF协议为了支持将企业网络分为两层，所以引入了“区域”这个概念
OSPF协议可以将网络分为“骨干区域”和“非骨干区域”。每个不同的区域都有一个区域号，该字段是4个字节；
取值范围是0---4294967295.其中的区域 0 表示骨干区域。其中非 0 的区域，称之为非骨干区域。
不同区域之间的互联原则是：所有的非骨干区域，必须连着骨干区域。
#interface，表示的是本地设备上用于和对方设备监理邻居时所使用的接口；
#neighbor ID ，表示的是邻居设备的router-id
#state ，表示的是邻居设备的状态。两个OSPF路由器之间的完美的状态，应该是FULL。此时两边的数据库完全同步！
但是中间也有很多中间状态：down--->init --> two-way-->exstart -->exchange-->loading --> full
如何修改R1的router-id ？
例：修改R1的router id 为1.1.1.1，修改R2的route ID为2.2.2.2
R1: ospf 1 router-id 1.1.1.1
R2:ospf 1 route-id 2.2.2.2
但是配置后使用display ospf peer brief 查看route id还是原来的route-id，配置并没有生效。
需要重启OSPF协议进程分别在R1和R2路由器上的用户模式使用命令：reset ospf process 选择 Y，就可以了。
router-id的特点：
稳定，即一旦OSPF进程的router-id确定了，那么就不会再改动。除非设备重启或者OSPF协议重启
OSPF建立的影响因素：
@确保两边的IP地址可以互通
*可以ping通
@确保设备可以发送OSPF报文
*设备互联接口网段进行了network
*设备之间的互联接口没有被配置为“被动接口”/“静默接口”
#命令：ospf 1
silent-interface GigabitEthernet 0/0/0 //配置g0/0/0为静默接口
@确保设备之间发送的方式相同
*要么都是组播，要么都是单播【单播的邻居，只有在“NBMA”环境下才会有！】
@确保设备可以接收OSPF报文
*设备互联接口网段进行了network
*设备之间的互联接口没有被配置为“被动接口”/“静默接口”
*设备之间配置的ACL没有拒绝OSPF报文
@比较hello报文参数。
--router-id，必须不同
--area ID，必须相同
--认证必须成功
--掩码必须相同（特殊情况下-即选举DR的情况下）
--子网掩码必须相同
--hello计时器必须相同（默认是10s发送一次hello包）
--dead计时器必须相同（默认是40s）
--特殊标记位必须相同
--优先级不能全为0（两个同域的ospf接口不能同时为0）
特殊情况下-即选举DR的情况下优先级不能全为0
修改优先级命令：int g0/0/0
ospf dr-priority 0 //范围0-255，默认是1
hello计时器和dead计时器配置命令：
查看hello计时器时间：display ospf int g0/0/0 //就是ospf协议的出接口
修改hello的时间使用命令：int g 0/0/0
ospf timer hello 5 //修改hello发送时间为5s，注意修改hello时间后 Dead （router dead interval）时间也会被动改变
dead的时间总是hello时间的4倍，所以修改hello时间为5S后，dead时间被动变为20s。
*Dead（router dead interval）：表示维护ospf邻居关系的超时时间，默认40s，超时后未收到对方发送 的hello报文，邻居关系断裂。
修改dead的时间使用命令：int g0/0/0
ospf timer dead 15 // 单位为S，修改dead的时间不会影响hello的时间改变。
OSPF的网络类型：
任何一个运行了OSPF协议的链路，都对应这一个默认的网络类型。在不同的网络类型下，OSPF的工作方式不同的，并且，在数据库中表示这个链路的方式也是不相同的（即LSA也是不相同的）。
但是，我们可以基于需要，人为的修改每个链路的OSPF网络类型。
类型分类：
*broadcast,广播
*nbma，非广播（non-broadcast mulit-access）
*p2p，点到点（point to point）
*p2mp，点到多点（point to multi-point）
OSPF有多个邻居的情况下：
OSPF路由器建立邻居之后，就会在不同的路由器之间“同步数据库”。
如果一个接口上同时连着多个OSPF路由器，那么就会认为建立了多个OSPF邻居。所以后面再进行同步数据库的时候，就会出现：
&同网段中存在多个路由器的情况下，数据库的同步过程中，会出现大量的重复信息，降低了数据库的同步效率。
为了提高数据库的效率，我们可以：在多个路由器之间指定一个OSPF路由器，用来收集和扩散其他邻居设备的数据库信息，从而提高数据库的同步效率。
&这个指定的OSPF路由器称之为：DR(designated router) 指定路由器，该网段中的所有路由器都仅仅和DR路由器同步数据库信息。
&但是，如果DR故障了，那么数据库就无法同步了。所以为了安全，我们可以再次选举一个备份的DR出现，即BDR-backup DR。
如果在一个网段中存在多个OSPF路由器的情况下，我们选举DR和BDR，那么其他的设备，就只能称之为DRother。
那么他们的关系是：
&所有的设备都和DR/BDR 同步数据库，之间的状态时FULL
--224.0.0.5，表示的是所有的OSPF路由器；224.0.0.6，表示的是DR和BDR。即DRother发送数据库更新时，是给该地址
&DRother之间的状态时two-way
--DR指的并不是一个路由器，而是一个接口
DR的特点：
即当一个网段中需要选举DR的时候，并且已经选定了DR.那么即使后续该网段中再次接入其他优先级更高的路由器，也不会抢占DR的身份，除非重启OSPF协议进程。
DR的选举原则：
只有接口的DR优先级不为0的设备，才有资格参与。【优先级为0的设备，永远只能称之为DRother】
&首先比较设备的DR的优先级，数值越大越好；默认是1
&其次比较设备的router-id，越大越好
并且，OSPF的工作方式完全取决于一个接口的“网络类型”，当接口的网络类型是：广播和非广播的时候，才会进行DR/BDR的选举。
网络类型：广播（broadcast）
是否要DR:是
是否发包：是
发包方式：组播，224.0.0.5
hello计时器：10s
dead计时器：40s
网络类型：非广播（NBMA）
是否要DR：是
是否发包：否
如果要发包，则发包只能是：单播
hello计时器：30s
Dead计时器：120s
网络类型：点到点（P2P）
是否要DR：否
是否发包：是
发包方式：组播，224.0.0.5
hello计时器：10s
Dead计时器：40s
网络类型：点到多点(P2MP)
是否要DR：否
是否发包：是
发包方式：组播，224.0.0.5
hello计时器：30s
Dead计时器：120s
OSPF网络类型配置命令：
interface g0/0/0
ospf network-type [ broadcast | nbma | p2p | p2mp ]
手动向邻居发送hello包：
ospf 1
peer x.x.x.x //x.x.x.x为邻居接口的IP地址
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详细分析OSPF邻居的状态：
Down-表示邻居挂掉了或者“在Dead时间内”，没有收到对方发送过来的Hello报文；
init-初始化，表示能够收到对方设备发过来的hello报文，但是对方的报文中并没有自己的router-id；
Two-way：双向通信状态。表示能够收到对方设备发送过来的hello报文，并且该报文中还能看到自己的router-id；
如果此时邻居之间需要选举DR，那么这个选举的过程，就是发生在“该状态”。此时选举但是选举不出来，两个路由器之间状态，就会卡在two-way（比如在广播和非广播环境下，两个DRother之 间，就会卡在two-way）
Exstart：交换初始化状态。在该状态的事情，都是为了后续的exchange（交换）过程更加的高效和靠谱。
所以会在这个阶段，双方互相发送“第一DD”报文，用于选举出‘主/从’路由器，目的就是为了确保在exchange状态发送的大量的DD报文，是按照可靠的方式发送的。
选举主/从关系的原则：比较设备之间的route-id，越大越好
选举出DR/BDR之后：从路由器发送的DD报文的序列号一定要跟随着主路由器发送DD报文的序列号的变化而变化。
并且在这个阶段，我们还会比较DD报文的"MTU字段"，如果两边相同，则继续进入下个状态；如果两边不同那么邻居之间的状态，就有可能卡在这里。【默认情况下，华为设备是不检查这个参数的
；但是可以人为打开该功能】
*在DD报文中，有三个重要的标记为：
I（init）表示该DD报文是不是第一个DD报文；如果取值为1，表示为第一个DD，如果是0，表示不是第一个；
M（more）表示该DD报文是不是最后一个DD报文；如果取值为1，说明后面还有更多DD，不是最后一个；如果取值为0，说明后续已经没有更多的DD报文了，即表示当前的DD报文
是最后一个DD报文；
M/S （master/slave）表示发送这个DD报文的路由器的的身份，是“主”路由器，还是“从”路由器；
刚进入exstart状态的时候，大家发送的第一个DD报文中，都认为自己很牛，所以该标记位都是1.
经过route-id的比较之后，大的路由器发送的MS位就是1；小的路由器发送的MS位就是0；
exchange：交换状态。在该状态下就是依据上述的主从关系，进行大量的DD报文的发送，用于描述彼此的数据库条目信息。
当然我们在DD报文中包含的是自己的数据库中的每个条目的“摘要”信息，不是详细的。
当两边的DD报文全都传输完毕以后，就会进行DD报文的比较，从而找出两边的数据库的差异
loading：加载状态。基于上述数据库的比较结果，我们就知道两边数据库的差异。所以在这个阶段就开始向邻居设备发送LSR进行请求自己没有的数据库条目的详细信息。对方设备收到以后，就会回应一个 LSU，里面包含的就是链路状态的详细信息。此时，每次发送LSR和LSU，两边都会发送LSACK对上述的两个报文进行确认。
full：一旦loading状态完成，说明邻居之间的数据库就已经完全一致了。从而进入到了FULL状态，此时称之为“邻接”！
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