3.4【OSPF】NP十二班第三天-OSPF邻居建立条件实验&邻接建立2
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OSPF邻居建立条件&邻接建立
一个接口可以配多个地址，一个主地址，一个从地址
R1(config-if)#ip add 192.168.0.1 255.255.255.0 secondary
OSPF邻接关系的建立：两端是点到点的网络类型肯定是可以建立邻接关系的，在广播网和非广播网中只和DR和BDR建立邻接关系，而DRother之间只能建立邻居关系，其他的网络类型中全部建立邻接关系
邻居：交互Hello报文建立邻居关系但不交互LSA
邻接：只有在建立邻接的设备上才会交互LSA，LSA-链路信息，通过交互LSA构建LSDB，有了LSDB，执行SPF算法，计算到达目的端的最短路径
2-way ---> exstart:开始建立邻接关系:
如果可以建立邻接关系，邻居状态机会从2WAY过渡到exstart，过渡到exstart状态后 ，双方开始发送 DBD报文，通告LSA的摘要信息
邻居状态变换：
Down->Attempt:在NBMA网络环境中才有，NBMA环境中，通过手动的方式配置 目标IP地址，单播方式建立邻居，会存在一个Attempt状态
邻居状态变换（邻接关系）
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ExStart和Exchange
两端变为ExStart后，双方开始发送DBD报文，双方发送的第一个 DBD报文里面不包含LSA，第一个DBD报文的主要作用是用来选举主从关系。
1、为什么DBD报文需要选举主从？（隐示确认的报文）
选举主从的主要目的是为了保证DBD报文交互过程中的可靠性
2、主/从怎么选？
主从通过router-id选举，大的成为主，小的成为从
DBD报文在主从选举涉及到几个bit位：（I M MS）
1、 I=init，如果I比特位设置为1；，说明是第一个DBD报文
2、M=More，如果M比特位设置为1，说明后面还有更多的 DBD报文，如果为0，表示是最后一个DBD
3、MS=Master/slave，如果设置为1，表示为主；如果为0，表示为从
MTU不会影响邻居的建立但会影响邻接的建立
DBD报文中 同时会 携带你接口MTU值，通过这种 方式检测两端的MTU是否一致，如果 收到的DBD报文中多携带的MTU值大于接收接口的MTU值，DBD报文会被丢弃掉；小的话可以正常接收。
如何通过DD报文保证它的可靠性？
通过序列号seq来保证它的可靠性。
ExStart:开始选举主从，主从还没有选举出来
Exchange:主从已经选举出来，开始发送携带LSA信息的DD报文
变为Exchange状态，
后续，从会引用主，用主的序列号作为自己的序列号开始发送DD报文；这样主就已经知道从已经收到他的DD报文；
后续，主会把序列号seq+1发给从，这样，从就知道主已经收到了他的DD报文；如果序列号不变，从就会将这个报文重传，重传时间5秒钟。
从什么情况下从exstart变为exchange?主在什么情况下变为exchange?
从一旦确定主是谁，就会从exstart变为exchange；主在收到从的回复后，变为exchange
如何看没有更多的LSA信息？
看M比特位，如果此时从的 M=0，表示从这边后续已经没有的DD报文，DD报文交互完，没有更多的LSA信息 ；
若此时主还有，从没有了，从 还会 按主序列号来回，但M比特位一直为0；
如果主没有更多序列号，从还有 ，主还会一直生成序列号让从去传。
继续传， 直到两端都没有以后才算传完，传完以后会从Exchange过度到Loading状态；
DBD报文交互的时候还会检测一个MTU值，有没有可能两端的状态都是处于exstart状态？一端是exstart，一端是exchange?
1.主MTU大于从MTU
M>S，从是否会接收主发送的DD报文？从不接收，它会认为自己是主，它的状态不会从exstart过度到exchange；反过来，主是可以接收从的，但收不到从发过来的“确认”；两端过渡到exstart状态；
2.主MTU小于从MTU
M<S，从可以接收主发送的DD报文，从已经确认了主，从会过渡到exchange；主不接收从发过来的确认报文，主还是Exstart状态。
两端如何变为Loading状态？
1、两端的MTU值设为一样的
2、忽略MTU值
接口下 配置忽略MTU检查
ip ospf mtu-ignore
【实验验证】36:40
Loading
如果接收到的DD报文中M比特位=0，维护邻居的状态从exchange过渡到loading。在Loading状态下开始发送LSR和 LSU
1、链路状态请求列表：将需要请求的LSA放到列表中，并通过LSR请求。（收到LSA摘要信息后需要和自己的LSDB做对比，如果自己的LSDB中不存在该LSA,就需要将LSA放入到请求列表中做请求处理。如果存在需要执行LSA比较流程。）
2、链路状态重传列表：如果发送了LSR，但是没有收到LSU，就需要将这部分LSA放到重传列表中重新请求。重新发送LSR，默认的重传时间是5秒钟。
show ip os inter fast 0/0
重传时间是5秒钟
如果这两张列表中其中有一个列表不为空，就需要处于loading状态。只有在两张列表都为空的情况下，才会从loading过渡到FULL的状态。
【实验验证】模拟处于loading状态
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OSPF第二天课堂笔记
option选项在哪里报文中存在？ (DN\DC\NP\E)
1、hello 2、DBD 3、LSA
OSPF支持的网络类型：
1、RFC（IETF）定义的：点到点、点到多点、广播、非广播、虚链路
2、Cisco私有：cisco的私有网络类型主要是对NBMA做的扩展：点到点、广播、点到多点非广播
Router-id的主要作用是唯一标识一台设备。
OSPF中如何选举Router-id，可以手工指定也可以自动选举，手工指定优先于自动选举。
Router-id自动选举步骤
1、优先设备上逻辑接口IP地址大的
2、如果没有逻辑接口的情况下，优选活动的物理接口IP地址大的。
Cisco中同一台设备上配置多个OSPF进程，每个进程需要使用独立的Router-id，不能公用（如果同一设备多进程使用同一个Router-id会对5类LSA的通告造成影响）。
注：一个接口只能宣告进一个OSPF进程的一个区域。
R1#show ip os inter fast 0/0 \\查看宣告进OSPF的接口信息
FastEthernet0/0 is up, line protocol is up
Internet Address 12.1.1.1/24, Area 0
Process ID 1, Router ID 12.1.1.1, Network Type BROADCAST, Cost: 1
Enabled by interface config, including secondary ip addresses
Transmit Delay is 1 sec, State WAITING, Priority 1
No designated router on this network
No backup designated router on this network
Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
oob-resync timeout 40
Hello due in 00:00:05
Wait time before Designated router selection 00:00:35
Supports Link-local Signaling (LLS)
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)
R1#
OSPF的邻居状态机：（本设备维护邻居的当前状态）
1、DOWN 2、Attempt(NBMA) 3、Init 4、2WAY 5、Exstart 6、Exchange 7、loading 8、FULL
1、DOWN：初始情况下维护邻居的状态为DOWN，在DOWN状态下开始发送HELLO报文，广播网络类型中hello报文是每隔10S发送一次，而Dead interval是hello interval的4倍，也就是40S，用于维护邻居关系，如果在dead interval时间范围内都没有收到邻居发送的hello报文，就说明邻居故障需要断开邻居关系。
2、Attempt(NBMA)
3、Init：收到邻居发送的hello报文并且检测通过，本地维护邻居的状态从DOWN变为Init，如果处于Init状态，说明已经和邻居建立了单向连接。
4、2WAY：在邻居发送的hello报文中包含自己的router-id，说明对方已经收到并确认了本端发送的hello报文，邻居状态需要从Init变为2WAY。如果处于2WAY状态，说明和邻居建立了双向连接。2WAY状态标识邻居建立完成。
有哪些因素会影响OSPF的邻居建立？
1、hello和dead时间不一致 （修改hello时间dead时间会自动改变，修改dead时间hello时间不变）
2、认证类型和认证数据不一致 （认证类型=0表示不认证，为1表示明文认证，为2表示密文认证）
（1）：配置接口认证后，从该接口发送的OSPF报文中会携带认证
（2）：配置区域认证后，所有属于该区域的接口在发送OSPF报文中都会携带认证
注：如果同时配置了接口认证和区域认证，那么接口认证优先于区域认证
接口认证配置
（1）明文配置
interface FastEthernet0/0
ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf authentication
ip ospf authentication-key cisco \\在接口下配置明文认证
ip ospf 1 area 0
duplex half
（2）密文认证 （MD5认证中的序列号作用是抗重放攻击，同样的序列号报文只执行一次）
interface FastEthernet0/0
ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf authentication message-digest \\接口下开启MD5认证
ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco
ip ospf 1 area 0
duplex half
end
区域认证配置
（1）明文配置
router ospf 1
log-adjacency-changes
area 0 authentication\\首先需要在区域下开启认证功能
•R1(config)#interface serial 0
ip ospf authentication-key cisco \\区域开启认证后还需要在接口下配置认证密码
（2）密文配置
router ospf 1
log-adjacency-changes
area 0 authentication message-digest \\首先需要在区域下开启认证功能
•R1(config)#interface serial 0
•R1(config-if)#ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco
注：配置MD5认证后，如果接口下存在多个KEY，建立邻居前会使用最后一次配置的KEY计算HASH，如果建立成功后通过所有KEY值。配置的KEY-ID是不参与HASH计算的，只是一个索引值。
3、Router-id冲突
R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#router-id ? \\进程下手工修改router-id(建议使用手工指定)
A.B.C.D OSPF router-id in IP address format
Reload or use "clear ip ospf process" command, for this to take effect
R1(config-router)#
4、区域ID不一致
5、网络类型不一致 ？ （hello和dead不一致） \\如果一边是广播网，另一边是点到点，可以正常建立邻居关系，但是无法正常选路。
网络类型 hello interval dead interval
广播 10S 40S
非广播 30S 120S
点到点 10S 40S
点到多点 30S 120S
虚链路 cisco 无 cisco 无
R2(config-if)#ip ospf network ? \\修改接口网络类型
broadcast Specify OSPF broadcast multi-access network
non-broadcast Specify OSPF NBMA network
point-to-multipoint Specify OSPF point-to-multipoint network
point-to-point Specify OSPF point-to-point network
6、掩码不一致 ？ \\只有在广播、非广播网络型中才会检查掩码，原因是因为这两种网络类型中都需要生成2类LSA,而2类LSA中需要掩码长度，而在点到点、点到多点和虚链路的网络类型中不需要检查掩码匹配。
7、接口地址不在同一网段 ？ \\如果在点到点网络类型中，接口的IP地址使用地址借用的方式是不会执行源检查的，如果接口直接配置IP地址，同样会存在源检查。
例：R1----R2通过串口互联，R1上配置IP地址，R2上使用IP地址借用，R1和R2配置OSPF，结果如下：
R1#show ip os neighbor
R2#show ip os neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
12.1.1.1 0 INIT/ - 00:00:32 2.2.2.1 Serial1/0
8、区域类型不一致 \\option选项中的Ebit表示可以接收和传递外部路由（5类LSA），在stub和totllay stub中Ebit位需要设置为0.同时N/Pbit位也是属于区域类型位（nssa和tollay nssa）。 如果在hello和DBD报文中N/P位置为，Ebit位就需要设置0,这两个bit位不能同时被设置。
9、ACL
10、PASSIVE接口（OSPF中的passive接口不收发hello报文）
R2#show ip os neighbor \\查看邻居状态
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
12.1.1.1 1 FULL/DR 00:00:38 12.1.1.1 FastEthernet0/0
（邻居状态机/接口状态机）
OSPF的报文类型：
1、hello：发现建立和维护邻居关系
2、DBD（数据库描述报文）：用于通告LSDB中所有的LSA的摘要信息（LSA的头部信息）
3、LSR(链路状态请求)：用于请求具体的LSA信息
4、LSU（链路状态更新）：用于通告具体的LSA信息
5、LSACK（链路状态确认）：用于确认接收到的LSA
在OSPF中有两种确认机制：1、隐式确认（hello、DBD、LSU） 2、显示确认（LSACK）
OSPF邻接关系的建立：在广播网和非广播网中只和DR和BDR建立邻接关系，而DRother之间只建立邻居关系。其它的网络类型中全部建立邻接关系。
如果可以建立邻接关系，邻居状态机会从2WAY过渡到exstart，过渡到exstart状态后，双方开始发送DBD报文。双方发送的第一个DBD报文中不会携带LSA摘要信息，第一个DBD报文的主要作用是选举主/从关系。
1、为什么DBD报文需要选举主从？
选举主从的主要目的是为了保证DBD报文交互过程中的可靠性。
2、主/从怎么选？
主从通过router-id选举，大的成为主，小的成为从。
DBD报文在主从选举涉及到几个bit位： （I M MS）
1、I=init, 如果I比特位设置为1，说明是第一个DBD报文
2、M=More, 如果M比特位设置为1，说明后面还有更多的DBD报文，如果为0，表示是最后一个DBD
3、MS=Master/slave，如果设置为1，表示为主，如果为0，表示为从
DBD报文中同时会携带接口MTU值，通过这种方式检查两段的MTU值是否一致。如果收到的DBD报文中携带的MTU值大于接收接口的MTU，那么DBD报文会被丢弃。
interface FastEthernet0/0
ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
ip mtu 1300
ip ospf mtu-ignore \\接口下配置忽略MTU检查
duplex half
end
如果接收到的DD报文中M比特位=0，维护邻居的状态从exchange过渡到loading。在loading状态下开始发送LSR和LSU。
在loading状态下有两张列表：
1、链路状态请求列表：将需要请求的LSA放到列表中，并通过LSR请求。（收到LSA摘要信息后需要和自己的LSDB做对比，如果自己的LSDB中不存在该LSA,就需要将LSA放入到请求列表中做请求处理。如果存在需要执行LSA比较流程。）
2、链路状态重传列表：如果发送了LSR，但是没有收到LSU，就需要将这部分LSA放到重传列表中重新请求。重新发送LSR，默认的重传时间是5秒钟。
如果这两张列表中其中有一个列表不为空，就需要处于loading状态。只有在两张列表都为空的情况下，才会从loading过渡到FULL的状态。
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