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路由概念、BFD协议详解与OSPF第一课

一、路由协议优先级与选路原则

1.1 路由协议优先级对照表

路由协议类型	内部优先级	外部优先级
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

路由协议优先级有外部和内部之分，外部优先级可修改，内部优先级看不到且无法更改。路由选路时，外部优先级比较不出来，会比较内部优先级。

1.2 路由选路核心原则

• 加表原则：优先级 > cost值（数值越小越优）
• 转发原则：最长掩码匹配优先
• 链路检测：华为设备自动探测接口物理状态，若接口UP但链路不通需启用BFD检测

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二、BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）的配置与应用

2.1 双向心跳探测（双端配置）

[R1]bfd   #启用bfd功能，启用后输入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，绑定探测的ip地址为12.1.1.2，自动用12.1.1.1探测
[R1-bfd-session-huawei]commit
[R1]dis bfd session all    #探测成功
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 12.1.1.2 track bfd-session huawei   #把静态路由与bfd联动
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 13.1.1.3 preference 100   #配置浮动路由

2.2 单臂回声探测（单端配置）

[R1]bfd isp bind peer-ip 12.1.1.2 interface GigabitEthernet 0/0/0  one-arm-echo     #配置单臂回声
[R1-bfd-session-isp]discriminator local 1  #配置本地标识符
#[R1-bfd-session-isp]detect-multiplier 4   #配置检测倍数为4倍
#[R1-bfd-session-isp]min-echo-rx-interval 300  #配置检测时间为300毫秒
[R1]dis bfd session all    #探测成功
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 12.1.1.2 track bfd-session isp   #把静态路由与bfd联动
[R1]ip route-static 8.8.8.8 32 13.1.1.3 preference 100   #配置浮动路由

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三、OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先协议）协议精讲

3.1 OSPF基本特性

• 协议层级：工作在网络层之上（3.5层协议）
• LSA更新机制：30分钟周期性检查更新
• RFC标准：RFC2328

[R1-ospf-1]preference 9        #更改优先级的方法：进入ospf进程修改

3.2 RIP的问题与OSPF的优化

RIP的特性	带来的问题	优化或解决的方式
逐跳收敛	收敛慢，故障恢复时间长	“收到更新→计算路由→发送更新”改为“收到更新→发送更新→计算路由”
传闻路由更新机制	缺少对全局网络拓扑的了解	路由器基于拓扑信息，独立计算路由
最多有效跳数为15	环形组网中，使远端路由不可达	不限定跳数
以“跳数”为度量	存在选择次优路径风险	将链路带宽作为选路参考值

路由信息传递与路由计算分离；基于SPF算法；以“累计链路开销”作为选路参考值。

3.3 Router-ID选举规则

• router-id：用来标记同区域唯一的ospf路由器（类似身份证），用点分十进制表示（类似IP地址），建议手动配置。如果没有手动配置：

优先级	配置方式
1	手动指定router-id
2	环回接口最大IP地址
3	物理接口最大IP地址
实际	全局router-id（设备第一个配置了IP并且up的IP地址）

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

在工作中可以找一个网段的IP地址作为管理IP，在每个网络设备创建一个环回接口，设置一个管理IP，并把它作为router-id

3.4 OSPF工作流程

1. 邻居建立：通过Hello报文建立邻接关系
2. LSDB同步：交换DD、LSR、LSU报文完成链路状态数据库同步
3. SPF计算：基于SPF算法计算最优路径树

3.5 实验

[R1-g0/0/0]ip add 12.1.1.1 24      #R1和R2的g0/0/0分别设置ip为12.1.1.1 和12.1.1.2
[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32      #R1和R2的回环接口0分别设置ip为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五种报文详解

4.1 报文通用头部格式

4.2 各报文功能解析

报文类型	功能描述	关键字段说明
Hello	发现/维持邻居关系	Router-ID、Hello Interval
DD	数据库摘要同步	Sequence Number、I/M/MS
LSR	请求缺失的LSA	LSA Type、Link State ID
LSU	携带完整的LSA信息	LS Age、Advertising Router
LSAck	确认收到的LSU报文	LSA Headers

• hello报文（ospf的hello报文TTL=1，即：ospf的hello报文不能跨设备传递）：
  
• DD报文：摘要信息
  
• LSR报文：用于向邻居请求自身缺少的LSA
  • 当路由器收到LSR报文时，会根据报文中的LSA三要素在自身LSDB中查找相关的LSA，并将其封装在LSU报文中回复
    
• LSU报文：用于发送完整的LSA，报文中可以看到完整的LSA
  
• LSACK报文：用于确认收到了哪些LSA报文，只用到了LSA的头部信息，不是完整的LSA
  

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