OSPF_CISCO

概述

IGP路由协议，链路状态路由协议；无类协议；

OSI模型中：传输层协议：封装在ip协议内，协议号88

三张表

邻居表：

拓扑表：LSDB，同一区域内的路由器LSDB信息一致

路由表：

区域划分

区域划分是基于接口的
减少了路由表路由条目的数量（路由汇总:ABR和ASBR)，域间传递路由信息
拓扑发生变化时，影响限制在区域内部；
特定的LSA只能在区域内传播，不同的LSA传播范围不一样；泛洪传播

DR、BDR

DR和BDR建立邻接(full)
DR和BDR与Dother建立邻接(full)
Dother建立邻居关系(2-way)

先比较优先级(越大越好，1-255,0表示不参与选举)，再比较router-id，次优为BDR

ospf报文

hello报文：间隔10s，hold:40s；或者间隔30s，hold:120s
DBD报文：交换LSDB；隐式确认：用相同的报文来确认，是基于序列号的确认；
LSR报文：请求没有的LSA头部
LSU报文：回复LSR，包含完整的LSA
LSACK报文：确认LSU

ospf状态机

1. DOWN：初始状态，接口被宣告进ospf，没有发送任何报文
2. init：通过接口发送一个hello报文
3. two-way：通过接口收到一份enighbor字段，包含自身RID的hello报文
4. Exstart：交互3个不带LSA报头的DBD选择master/slava；mtu不一致会处于exstart状态；
5. Exchange：由master发起的带有LSA报头的DBD信息交互
6. Loading：交互LSR、LSU以及LSAck实现LSDN的同步
7. Full：一旦LSDB同步，邻接关系到达Full

建立邻居条件

相同的hello和dead时间
直连接口属于相同的区域
使用相同的认证类型和秘钥
相同的特殊类型
相同的mtu
相同的网络类型

ospf配置

router ospf 1
 router-id 1.1.1.1
 network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 1
 network 12.1.1.1 0.0.0.0 area 1

查看命令

R1#show ip ospf neighbor           #查看邻居信息

Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
2.2.2.2           1   FULL/DR         00:00:34    12.1.1.2        Ethernet0/0

show ip ospf neighbor  detail    #查看邻居详细信息
show ip protocols        #查看协议信息
show ip ospf             #查看协议信息
show ip ospf interface   #查看ospf协议的接口信息
show ip ospf border-routers    #查看邻居路由器的角色(ABR、ASBR)

show ip ospf interface brief           #查看ospf接口简洁信息
Interface    PID   Area            IP Address/Mask    Cost  State Nbrs F/C
Lo0          1     1               1.1.1.1/24         1     LOOP  0/0
Et0/0        1     1               12.1.1.1/24        10    BDR   1/1

修改mtu，使在exstart状态：

interface Ethernet0/0
 ip mtu 1492

show ip ospf neighbor 
Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
2.2.2.2           1   EXSTART/DR      00:00:36    12.1.1.2        Ethernet0/0

interface Ethernet0/0
 ip ospf mtu-ignore             #忽视mtu值的影响，两边随便在哪边执行都可以

修改ospf的hello间隔，默认为10s(广播和p2p)，NABA和p2mp为30s

interface Ethernet0/0
 ip ospf hello-interval 12

show ip ospf interface e0/0          #查看ospf接口的信息

hello时间改了之后，dead时间自动改为hello的四倍；
dead时间修改之后，hello时间没法自动修改

把lo口当成一个网段

 interface Loopback0
  ip ospf network point-to-point				#修改ospf的网络类型

修改ospf的接口优先级以选举DR/BDR（MA网络）

interface Ethernet0/0
 ip ospf priority 10                #值越大越优

优先级为0，表示该接口不参与DR/BDR选举

区域划分建立

每台路由器属于的区域不超过3个
每个区域内路由器数量50个以内
对于一台运行ospf路由器，邻接关系不超过60个

LSA概述

LSA更新周期30min，老化时间60min

LSA1：Router LSA

传播范围：只能在一个area内传递，不能穿越ABR
通告者：每台属于一个区域的路由器都会基于该区域通告一条1类LSA
包含内容：拓扑信息，其中描述该路由器所有宣告进该区域的链路的前缀，掩码，网络类型以及度量值
Link-ID：通过该LAS的路由器的RID
ADV Router：通过该LSA的路由器的RID

show ip ospf database router           #一类LSA查看方法

LSA2：Network LSA

传播范围：只能在一个area内传递，不能穿越ABR
通告者：MA网络中的DR
包含内容：纯拓扑信息，包含了该MA网段直连的所有路由器的RID信息，该MA网段的掩码长度（router-id）
Link-ID：该MA网段DR接口的IP地址
ADV Router：该DR的RID.

show ip ospf database  network

LSA3：Summary Network LSA
- 传播范围：除了该区域外的整个ospf路由选择域
- 通告者：ABR
- 包含内容：一条3类LSA包含一条OSPF域间路由，O IA
- Link-ID：3类LSA路由的前缀
- ADV Router：ABR的RID，3类LSA在OSPF路由选择域内传递的时候为了保证可达性每跨越一个ABR都会自动改写为该ABR的RID；

show ip ospf database summary

LSA5：External LSA

传递范围：整个ospf路由选择域
通告者：ASBR
包含内容：纯路由信息，一条ospf域外路由对应一条5类LSA
Link-ID：域外路由的路由前缀
ADV Router：ASBR的RID，该LSA在OSPF域内传递的时候，ADV Router不会发生任何改变；

show ip ospf database external

LSA4：Summary ASB LSA

传递范围：除了ASBR所在区域之外的整个路由选择域
通告者：和ASBR在同一个区域的ABR路由
包含内容：纯拓扑信息，描述了ASBR所在位置
Link-ID：ASBR的RID
ADV Rrouter：通告者ABR的RID，并且该值每跨越一个ABR都会自动改变，同3类LSA

域外路由

(O E2情况下)Seed Metric：种子度量值，对于OSPF而言如果将BGP路由重发布进入，则Seed Metric默认为1，所有其他外部路由缺省Seed Metic是20；

ospf引入路由类型：

OE2度量值=种子度量值

OE1度量值=种子度量值+OSPF域内每一跳入接口带宽

router eigrp 100
 redistribute eigrp 100 metric-type 1 subnets            #修改引入外部路由的类型
 summary-address 192.168.8.0 255.255.252.0
#
router eigrp 100
 redistribute rip subnets metric 30								#引入外部路由的seed metric为30

ospf路由优先级

域内O > 域间O IA > 域外 O E1/E2 = 七类外部 O N1/N2

ospf特性

ospf路由汇总

域间汇总：需要在ABR上部署，实现对3类LSA的汇总传递
域外汇总：需要在ASBR上部署，实现对5类LSA的汇总传递

域间汇总：

R1(config-router)#area 0 range 172.16.8.0 255.255.252.0 ?
  advertise      Advertise this range (default)
  cost           User specified metric for this range
  not-advertise  DoNotAdvertise this range               #不通告汇总的路由(域间过滤)
  <cr>
#该路由在哪个区域发布的在哪个区域聚合。例如在R1的area0聚合后，area2的R4收到的是聚合后的路由，R2和R3还是明细路由，因为R2会将3类LSA发给R3，故域间汇总最好在该网段发布的区域的所有ABR上都操作。

域外汇总：

router eigrp 100
 redistribute eigrp 100 metric-type 1 subnets
 summary-address 192.168.8.0 255.255.252.0
#
R3(config-router)#summary-address 192.168.8.0 255.255.252.0 ?
  not-advertise  Do not advertise or translate    #汇总不发布，明细和汇总都过滤
  nssa-only      Limit summary to NSSA areas
  tag            Set tag
  <cr>

域间路由过滤：

ip prefix-list 10 seq 10 deny 172.16.8.0/23 ge 24 le 24
ip prefix-list 10 seq 20 permit 0.0.0.0/0 le 32
router ospf 100
 area 0 filter-list prefix 10 out
#在R1的area0的出反向过滤两条(8.0和9.0)路由，R4的area2上只能收到两条(10.0/11.0);也可在R1的area2的入方向引用(area 2 filter-list prefix 10 in )；

OSPF向正常区域下发默认路由：

默认下发的是第二类外部默认路由：可以通过metic-type=E2修改；

default-information originate [always] [metric metric-value] [metric-type type-value] [route-map map-name]

如果ASBR在其路由表中已经有默认路由，使用default-information originate router configuration 命令，将现有的0.0.0.0/0通告到ospf域内。
如果ASBR没有默认路由，使用default-information originate always；不管本地是否存在0.0.0.0/0都会通过默认路由到ospf域内；

LSDB过载保护（IOS12.4以上）：限制的是邻居发给该路由器LSA的数量

warning-only：只报警
ignore-time：报警的时间，报警完该时间后down邻居，down完后多长时间重新建立邻居
ignore-count：down邻居的次数
reset-time：down完邻居后，如果LSDB数量恢复正常，并保持reset-time时间，会对ignore-count次数的重置时间

修改ospf接口cost

ospf的cost算入接口：（100Mbps/带宽(Mbps)）

interface Ethernet0/1
 ip ospf cost 90

修改ospf的参考带宽：默认100Mbps(10^8)

router ospf 100 
 auto-cost reference-bandwidth 10000

特殊区域

stub区域（末节区域）——过滤4/5类

* 建议stub区域只有一个ABR，防止出现次优路径
* 同区域内所有路由去都得是stub区域
* 该区域不能存在ASBR
* 该区域不能是区域0
* 该区域不能存在虚链路穿越

如果将一个OSPF区域部署为stub，该区域的ABR会将入区域方向的4/5类LSA同时过滤，同时该ABR会主动向区域内部注入一条O IA的0.0.0.0/0的3类缺省路由，Seed Metric为1；

R2:
router ospf 100
  area 1 stub						 #area1的所有路由都要设置为stub
  area 1 default-cost 30       #修改下发的三类路由的seed metric值

Totally stubby(完全末节区域) ——过滤3/4/5类

Totally Stub区域：在Stub区域的基础之上ABR路由会同时将3/4/5类入向传递的LSA过滤掉，同时会主动向该区域注入一条O IA的0.0.0.0/0的3类缺省路由，Seed Metric缺省为1；

R2:
router ospf 100
 area 1 stub no-summary         #末节区域的ABR上执行，其他的路由器执行stub区域

NSSA区域——过滤4/5类

只要可以产生5类LSA的路由器就是ASBR

NSSA区域部署在存在ASBR的区域
NSSA区域的ASBR会将4/5类LSA转化为7类LSA在NSSA区域内传播，当传播到ABR时，ABR会将七类LSA转换为4/5类LSA传给其他区域，如果该区域有多个ABR，那么 router-id大的ABR成为转换者；
当某个区域为NSSA区域时，该区域的ABR(R3)会阻止从其他地方重发布进OSPF的4/5类LSA（例如图中EIGRP），会导致NSSA内部其他的路由器无法到达从其他地方重发布的路由，故需在NSSA区域的ABR配置时加上default-information-originate参数（area 2 nssa default-information-originate），ABR会向NSSA区域注入一个七类O N2 0.0.0.0/0的缺省路由；

当某个NSSA区域的某个路由器即是ABR又是ASBR时（例如R3），从该路由器重发布的路由会在NSSA区域以七类LSA的形式传播，为了更好的优化NSSA区域，可在该路由的NSSA区域后面加上no-redistribution参数（area 2 nssa no-redistribution default-information-originate），让从即是ABR又是ASBR重发布的路由（R3），在NSSA区域中消失；

NSSA区域的路由经过ABR转发给其他区域的路由器时，forward address会置为ASBR的地址；为了优化NSSA区域ABR的性能，可以在ABR将该forward address设为0.0.0.0；

R3:
router ospf 100
 area 2 nssa no-redistribution default-information-originate
 area 2 nssa translate type7 suppress-fa            #forward address不改为ASBR的地址

Totally NSSA区域（完全NSSA区域）——过滤3/4/5类

基于NSSA区域的概念基础，ABR会主动阻止3/4/5类LSA进入该区域，并且ABR会主动向区域内注入O IA 0.0.0.0/0 Seed Metric=1的缺省路由

R3：
router ospf 100
 area 2 nssa no-redistribution default-information-originate no-summary
#no-summary  NSSA区域的ABR过滤3类LSA，生成3类缺省注入
#default-information-originate   NSSA区域的ABR生成七类缺省注入

ospf不规则区域（虚连接）

非骨干区域与骨干区域分隔
骨干区域被分割

解决方案：

方法一：在出现问题的ABR上（没有和Area0直连的ABR），使用双OSPF进程，并且执行单点双向重分发

在R4上起两个ospf进程，互相重发布

R4:
router ospf 100
 router-id 4.4.4.4
 redistribute ospf 99 subnets
 network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 2
 network 34.1.1.4 0.0.0.0 area 2
router ospf 99
 router-id 94.4.4.4
 redistribute ospf 100 subnets
 network 45.1.1.4 0.0.0.0 area 3

方法二：在出现问题的ABR上建立一个Tunnel链路连接到离其最近的area 0 中的ABR路由器上，在这两台ABR上对Tunnel配置IP地址为同一个IP子网段，并且将其宣告进OSPF的区域0；

R3:
interface Tunnel3
 ip address 43.1.1.3 255.255.255.0
 tunnel source 3.3.3.3
 tunnel destination 4.4.4.4
#
router ospf 100
 router-id 3.3.3.3
 network 23.1.1.3 0.0.0.0 area 0
 network 34.1.1.3 0.0.0.0 area 2
 network 43.1.1.3 0.0.0.0 area 0           #将tunnel口ip发布到ospf的area0中
#
ip route 4.4.4.4 255.255.255.255 34.1.1.4         #防止tunnel频繁up/down，tunnel口的源目ip不能发布到IGP中，故增加静态路由

R4:
interface Tunnel4
 ip address 43.1.1.4 255.255.255.0
 tunnel source 4.4.4.4
 tunnel destination 3.3.3.3
#
router ospf 100
 router-id 4.4.4.4
 network 34.1.1.4 0.0.0.0 area 2
 network 43.1.1.4 0.0.0.0 area 0
 network 45.1.1.4 0.0.0.0 area 3
#
ip route 3.3.3.3 255.255.255.255 34.1.1.3

方法三：使用Virtual-Link在出问题的ABR以及离他最近的Area0的ABR上部署

不能跨越骨干区域，不能跨越特殊区域

R3:
router ospf 100
 area 2 virtual-link 4.4.4.4          #需要穿越哪个区域就写哪个area
R4:
router ospf 100
 area 2 virtual-link 3.3.3.3

R4#show ip ospf virtual-links 
Virtual Link OSPF_VL1 to router 3.3.3.3 is up
  Run as demand circuit
  DoNotAge LSA allowed.
  Transit area 2, via interface Serial1/0
 Topology-MTID    Cost    Disabled     Shutdown      Topology Name
        0           64        no          no            Base
  Transmit Delay is 1 sec, State POINT_TO_POINT,
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    Hello due in 00:00:07
    Adjacency State FULL (Hello suppressed)
    Index 1/3, retransmission queue length 0, number of retransmission 0
    First 0x0(0)/0x0(0) Next 0x0(0)/0x0(0)
    Last retransmission scan length is 0, maximum is 0
    Last retransmission scan time is 0 msec, maximum is 0 msec

ospf认证

链路级明文认证：

interface Serial1/0
 ip ospf authentication
 ip ospf authentication-key cisco

链路级密文认证：两边keyid必须一致

interface Serial1/1
 ip ospf authentication message-digest
 ip ospf message-digest-key 23 md5 cisco

区域级明文认证：若区域有vlink穿越，也会影响vlink的邻居

interface Serial1/1
 ip ospf authentication-key cisco
router ospf 100
 area 2 authentication

区域级密文认证：

interface Serial1/1
 ip ospf message-digest-key 45 md5 h3c
router ospf 100
 area 3 authentication message-digest

虚链路明文认证：（只有在VL初始化建立邻居的时候生效，因为VL抑制了Hello报文）

router ospf 100
 area 2 virtual-link 4.4.4.4 authentication
 area 2 virtual-link 4.4.4.4 authentication-key cisco

虚链路密文认证（只有在VL初始化建立邻居的时候生效，因为VL抑制了Hello报文）

router ospf 100
 area 2 virtual-link 3.3.3.3 authentication message-digest
 area 2 virtual-link 3.3.3.3 message-digest-key 43 md5 cisco

注意：当area0启用了区域级认证时，部署的虚链路也需要启用：例如上图area0启用区域认证，R3和R4的area2启用虚链路：

R1:
router ospf 100
 area 0 authentication message-digest
 area 2 virtual-link 4.4.4.4 message-digest-key 100 md5 cisco
R4:
router ospf 100
 area 0 authentication message-digest
 area 2 virtual-link 3.3.3.3 message-digest-key 100 md5 cisco

注意：当两台路由器即启用了接口级认证又启用了区域级认证，是可以同时配置的，但是接口级认证优先级高于区域级，故同时存在时，只需接口级认证配对正确，即可认证完成；

Ospf网络类型

Loopback：无论接口掩码多少，都以/32主机路由通告
Point-To-Point：Serial/ISDN BRI/帧中继点到点支持组播，没有DR
Broadcast：以太网接口支持组播，有DR
NBMA：（非广播）FR主接口/FR多点子接口，不支持组播，有DR，单播发送报文
Point-To-Multipoint：支持组播，无DR
Point-To-Multipoint Non-Broadcast：不支持组播，没有DR；

查看ospf的接口网络类型：

show ip ospf interface

修改Loopback的ospf网络类型，以正常的掩码：

interface Loopback0
 ip ospf network point-to-point

R1#show ip ospf interface       
Loopback0 is up, line protocol is up 
  Internet Address 1.1.1.1/24, Area 0, Attached via Network Statement
  Process ID 100, Router ID 1.1.1.1, Network Type POINT_TO_POINT, Cost: 1
  Topology-MTID    Cost    Disabled    Shutdown      Topology Name
        0           1         no          no            Base
  Transmit Delay is 1 sec, State POINT_TO_POINT
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    oob-resync timeout 40
  Supports Link-local Signaling (LLS)
  Cisco NSF helper support enabled
  IETF NSF helper support enabled
  Index 1/1, flood queue length 0
  Next 0x0(0)/0x0(0)
  Last flood scan length is 0, maximum is 0
  Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec
  Neighbor Count is 0, Adjacent neighbor count is 0 
  Suppress hello for 0 neighbor(s)
Serial1/0 is up, line protocol is up 
  Internet Address 12.1.1.1/24, Area 0, Attached via Network Statement
  Process ID 100, Router ID 1.1.1.1, Network Type POINT_TO_POINT, Cost: 64
  Topology-MTID    Cost    Disabled    Shutdown      Topology Name
        0           64        no          no            Base
  Transmit Delay is 1 sec, State POINT_TO_POINT
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    oob-resync timeout 40
    Hello due in 00:00:02
  Supports Link-local Signaling (LLS)
  Cisco NSF helper support enabled
  IETF NSF helper support enabled
  Index 2/2, flood queue length 0
  Next 0x0(0)/0x0(0)
  Last flood scan length is 1, maximum is 1
  Last flood scan time is 0 msec, maximum is 1 msec
  Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1 
    Adjacent with neighbor 2.2.2.2
  Suppress hello for 0 neighbor(s)

NBMA网络：

需要选DR/BDR；时间：Hello 30, Dead 120, Wait 120

R2:
interface Serial1/1
 ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
 ip ospf network non-broadcast          #改为NAMA网络
 serial restart-delay 0
#
router ospf 100
 router-id 2.2.2.2
 network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
 network 12.1.1.2 0.0.0.0 area 0

R1：
interface Serial1/0
ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf network non-broadcast
serial restart-delay 0
end
#
router ospf 100
 router-id 1.1.1.1
 network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
 network 12.1.1.1 0.0.0.0 area 0
 neighbor 12.1.1.2                  #只需要在一端指定neighbor

Point-To-Multipoint网络：

支持组播，无DR，自动生成关于直连邻居接口/32的主机路由；Hello 30, Dead 120, Wait 120

R1:
interface Serial1/0
 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-multipoint
 serial restart-delay 0

R2：
interface Serial1/1
 ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-multipoint
 serial restart-delay 0

R2#show ip route ospf
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area 
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
       i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2
       ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route
       o - ODR, P - periodic downloaded static route, H - NHRP, l - LISP
       + - replicated route, % - next hop override

Gateway of last resort is not set

      1.0.0.0/24 is subnetted, 1 subnets
O        1.1.1.0 [110/65] via 12.1.1.1, 00:02:07, Serial1/1
      12.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks
O        12.1.1.1/32 [110/64] via 12.1.1.1, 00:02:07, Serial1/1

Point-To-Multipoint Non-Broadcast 网络：

不支持组播，没有DR，自动生成关于直连邻居接口/32的主机路由；Hello 30, Dead 120, Wait 120

R1:
interface Serial1/0
 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-multipoint
 serial restart-delay 0
end
#
router ospf 100
 router-id 1.1.1.1
 network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
 network 12.1.1.1 0.0.0.0 area 0
 neighbor 12.1.1.2          #只需在一边指定neighbor即可
#
R2:
interface Serial1/1
 ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast
 serial restart-delay 0
#
router ospf 100
 router-id 2.2.2.2
 network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
 network 12.1.1.2 0.0.0.0 area 0

注意：例如网络类型中一边是P2P，一边是P2MP，邻居会建立失败，因为两边的hello时间不一致，修改P2P侧或者P2MP侧的ospf hello报文时间即可解决；

posted @ 2021-12-28 16:22 Day__Day_Up 阅读(35) 评论(0) 编辑收藏举报

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尒東陳

“真正喜欢的人和事，都值得我们坚持。”