HCIP高级网络知识整理（十分详细） 目录 HCIP --- 华为认证体系下高级网络工程师 计算机间信息传递原理： 规定计算机系统互联的组织： 核心思想 --- 分层 TCP/IP模型 --- TCP/IP协议簇 封装和解封转 PDU --- 协议数据单元 交换机的转发原理 路由器的工作原理 2，DHCP服务器  交换机的转发原理  3，DHCP客户端  4，DHCP服务器 2，打开浏览器 3，网关路由器收到DNS请求报文之后， 4，本地的DNS服务器收到DNS请求信息 5，本地设备将基于web服务器的IP地址， 6，本地设备将基于TCP会话通道发送HTTP请求报文 --- GET 7，baidu服务器收到HTTP请求报文 HDLC --- 高级数据链路控制协议 PPP --- 点到点协议 PPP和TCP协议类似，在正式传输数据之前，也需要经历建立会话的过程。 1，链路建立阶段 --- LCP（链路控制协议）建立 2，认证阶段 --- PAP，CHAP --- AAA 3，网络层协议协商阶段 PAP认证的配置 chap认证  GRE，MGRE、VPN GRE的配置 MGRE --- 多点通用路由封装协议 MGRE配置 在MGRE环境下使用RIP获取未知网段的路由信息： OSPF --- 开放式最短路径优先协议 LSA --- 链路状态通告 2，OSPF状态机 3，OSPF的工作过程 4、OSPF --- 无类别的路由协议 MA网络中的DR/BDR的选举 LSR --- 链路状态请求报文 --- 基于DBD包请求未知的LSA信息。 LSU包 --- 链路状态更新报文 --- 真正携带LSA信息的数据包 LSACK --- 链路状态确认报文 --- 确认包 OSPF的接口网络类型 OSPF的不规则区域 2，使用OSPF虚链路来解决不规则区域 3，多进程双向重发布 OSPF协议中路由信息类型  1类LSA结构 OSPF的优化 特殊区域 OSPF的拓展配置 2，缺省路由 --- 3类缺省，5类缺省，7类缺省 3，沉默接口  4，加速收敛 --- 减少计时器的时间 5，路由过滤 6，路由控制 7，OSPF的附录E HCIP --- 华为认证体系下高级网络工程师 计算机间信息传递原理： （1）抽象语言 --- 电信号 （2）抽象语言 --- 编码 （3）编码 --- 二进制 （4）二进制 --- 电信号 （5）处理电信号 规定计算机系统互联的组织： OSI/RM ---- 开放式系统互联参考模型 --- 1979 --- ISO --- 国际标准化组织 核心思想 --- 分层 应用层 --- 提供各种应用程序，抽象语言转换成编码，人机交互的接口 表示层 --- 编码转换成二进制 会话层 --- 维持网络应用和网络服务器之间会话连接 传输层 --- 实现端到端的传输 --- 应用到应用之间的传输 --- 端口号 --- 0 - 65535 --- 0一般 不作为传输层的端口号使用，所以，我们真实的端口号的取值范围为1 - 65535。1 - 1023知 名端口号。 --- SPORT，DPORT 网络层 --- 通过IP地址，实现主机之间的逻辑寻址。 --- SIP，DIP      获取DIP的方法： 1，直接知道服务器的IP地址 2，通过域名访问服务器 3，通过应用程序访问 4，通过广播获取 数据链路层 --- 将二进制转换成电信号。通过MAC地址进行物理寻址 --- 在以太网协议中 MAC --- 48位二进制构成 --- 1，全球唯一；2，格式统一 --- SMAC，DMAC 获取目标MAC地址的方法： 1.ARP --- 地址解析协议 --- 通过一种地址获取另一种地址 2.正向ARP --- 通过IP地址获取MAC地址 工作过程 --- 首先，主机以广播的形式发送ARP请求报文。基于已知的IP地址获取 MAC地址。所有收到广播帧的设备都会先将数据包中的源IP地址和源MAC地址的 对应关系记录在本地的ARP缓存表中。之后，再看请求的IP地址。如果请求的IP地 址是本地的IP地址，则将回复ARP应答报文。如果请求的IP地址不是本地的IP地 址，则将直接丢弃该数据包。之后，再次发送信息时，将优先查看本地的ARP缓存 表，如果存在记录，则将按照记录转发；如果没有记录，则再发送ARP请求。 3.反向ARP --- 通过MAC地址获取IP地址 4.免费ARP --- 利用的是正向ARP的工作原理，只不过请求的IP地址是自己的。 1，自我介绍；2，检测地址冲突 物理层 --- 处理或传输电信号 TCP/IP模型 --- TCP/IP协议簇                                        TCP/IP标准模型 --- 四层模型           TCP/IP对等模型 --- 五层模型 封装和解封转 应用层 传输层 --- 端口号 --- TCP，UDP 网络层 --- IP地址 --- IP协议 数据链路层 --- MAC地址 --- 以太网协议 物理层 PDU --- 协议数据单元 应用层 --- 报文 传输层 --- 段 网络层 --- 包 数据链路层 --- 帧 物理层 --- 比特流 TCP/IP模型中可以支持跨层封装，OSI中不行 跨层封装出现的情况较少，一般出现在直连的设备之间。 跨四层封装 --- 一般出现在直连路由设备之间，比如，OSPF协议就是跨四层封装协议。 --- 89 跨三，四层封装 --- 直连交换机之间 --- stp  Sof --- 帧首定界符 1，获取IP地址 --- 1，手工获取；2，通过DHCP自动获取 DHCP --- 动态主机配置协议 1，DHCP客户端 --- 广播包 --- DHCP-Discover 传输层 --- UDP --- SPORT：68 DPORT：67 网络层 --- IP --- SIP：0.0.0.0 DIP：255.255.255.255 数据链路层 --- 以太网 --- SMAC：自己的MAC地址 DMAC：全F 交换机的转发原理         --- 交换机收到数据帧之后，首先先记录源MAC地址和进入接口的对应关系到MAC地址表中。之后看数据帧中的目标MAC地址，因为目标MAC地址是全F，则将进行泛洪 --- 除了数据进入的接口外，所有接口都将转发数据。 交换机泛洪的情况 --- 1，广播帧；2，组播帧；3，未知单播帧 路由器的工作原理         路由器收到广播包之后 --- 路由器收到数据帧之后先看二层封装，因为其目标 MAC地址为广播地址，则路由器讲解二层封装。则将根据数据帧中的类型字段将 解封装后的数据包交给对应的IP模块进行处理。因为三层头部中目标IP地址为受限 广播地址，则路由器将解三层封装。因为三层协议头部中协议字段为17，则路由 器将把解封装后的数据段交给UDP模块进行处理。UDP根据目标端口号为67，则 将解封装后的DHCP-DISCOVER报文交给对应的DHCP服务进行处理 2，DHCP服务器  --- DHCP客户端 ---- DHCP-OFFER（里面将携带一个可用的IP地址） ---- 单播/广播 传输层 --- UDP --- SPORT：67 DPORT：68 网络层 --- IP --- SIP：自己的IP DIP：255.255.255.255 数据链路层 --- 以太网 --- SMAC：自己的MAC地址 DMAC：全F ---- 注意，华为设备以单播的形式来发送DHCP-offer包 交换机的转发原理          --- 交换机收到数据帧之后，首先先记录源MAC地址和进入接口的对应关系到MAC地址表中。之后看数据帧中的目标MAC地址，则根据目标MAC地址查看MAC地址表，如果MAC地址表中有记录，则将直接按照记录发送；如果没有记录，则泛洪。 3，DHCP客户端        --- DHCP服务器 --- DHCP - request（如果存在多个DHCP-OFFER包，则设备将选择第一个到达的OFFER包） --- 广播---- 1，告诉请求IP地址的服务器，需要请求他的IP地址；2，告诉没有选择的IP地址的服务器，自己已经有IP地址了，可以将他们的IP地址释放。 4，DHCP服务器  --- DHCP客户端 --- DHCP - ACK --- 单播/广播 设备在通过DHCP协议获取一个IP地址的同时，还会获取到网关信息（68.85.2.1）以及 DNS服务器的信息（68.87.71.226） 2，打开浏览器     在浏览器中的地址栏上输入需要访问的服务器的URL（资源定位符） DNS --- 域名解析协议 DNS协议存在两种查询方式 ---- 1，递归查询；2，迭代查询 设备将从输入的URL中提取到域名信息，根据域名信息通过DNS协议获取web服务器的IP 地址 设备将发送DNS请求报文（本地设备会发送递归查询请求到本地DNS服务器） 传输层 --- UDP --- SPORT：随机值 DPORT：53 网络层 --- IP --- SIP：68.85.2.101 DIP:68.87.71.226 数据链路层 --- 以太网 --- SMAC：自己的MAC DMAC：？？？ ARP --- 地址解析协议 --- 工作过程 ：         --- 首先，主机以广播的形式发送ARP请求报文。基于已知的IP地址获取MAC地址。 所有收到广播帧的设备都会先将数据包中的源IP地址和源MAC地址的对应关系记录在本地的ARP缓存表中。之后，再看请求的IP地址。如果请求的IP地址是本地的IP地址，则将回复ARP应答报文。如果请求的IP地址不是本地的IP地址，则将直接丢弃该数据包。之后，再次发送信息时，将优先查看本地的ARP缓存表，如果存在记录，则将按照记录转发；如果没有记 录，则再发送ARP请求。 传输层 --- UDP --- SPORT：随机值 DPORT：53 网络层 --- IP --- SIP：68.85.2.101 DIP:68.87.71.226 数据链路层 --- 以太网 --- SMAC：自己的MAC DMAC：网关的MAC地址 3，网关路由器收到DNS请求报文之后， 将先查看数据帧的二层封装，确认该数据帧是给自己的，则将解二层封装看三层，根据目标IP地址查看本地的路由表。 直连路由 --- 直连路由是默认生成的，生成条件1，接口双UP；2，接口需要配置IP地址 静态路由 --- 网络管理员手工添加的路由条目        动态路由 --- 所有路由器运行相同的路由协议，之后，路由器之间沟通，交流最终计算 出到达未知网段的路由条目。 4，本地的DNS服务器收到DNS请求信息         则将先查看本地缓存是否有记录，有则直接返回DNS应答；如果没有，则向DNS根服务器发送迭代查询（TCP 53）。最终将结果返回给设备。 5，本地设备将基于web服务器的IP地址，           发起TCP三次握手，建立TCP会话。（主要因为HTTP协议传输层使用的是TCP协议） --- 建立本地到服务器之间双向的会话 6，本地设备将基于TCP会话通道发送HTTP请求报文 --- GET 传输层 --- TCP --- SPORT：随机值 DPORT：80        网络层 --- IP --- SIP：自己的IP DIP：baidu的IP        数据链路层 --- 以太网 --- SMAC：自己的MAC DMAC：网关的MAC 7，baidu服务器收到HTTP请求报文      则服务器将解封装，最终回复HTTP应答报文。200 OK 网络类型 --- 根据数据链路层运行的协议进行划分的 P2P --- 点到点 MA --- 多点接入网络 BMA --- 支持广播的多点接入网络 NBMA --- 非广播型多点接入网络 数据链路层运行的协议 以太网协议 --- 需要在数据帧中封装MAC地址进行寻址。 原因 --- 利用以太网协议组建的网络中可以包含两个或两个以上的接口，每个以太网接 口之间都可以通过交互以太网帧的方式进行二层通讯。 --- BMA 如果一个网络中只能有两台设备，则这样的网络不需要MAC地址进行区分标识，也可以正 常通信，这样的网络，我们称为P2P网络。 T1 -- 1.544Mbps E1 -- 2.048Mbps 以太网做到了一个技术 --- 频分技术 --- 所谓频分，就是一根铜丝上可以同时发送不同频 段的电波而互不干扰，实现数据的并行发送。 1，HDLC 2，PPP HDLC --- 高级数据链路控制协议 标准的HDLC：ISO组织基于SDLC协议改进得到的 非标的HDLC：各大厂商在标准的HDLC基础上再进行改进而成 （思科设备组建串线网络默认使用的协议是HDLC协议，华为设备组建串线网络默认使用 的协议是PPP协议。） [r1]display interface Serial4/0/0 --- 查看接口的二层特征 [r1-Serial4/0/0]link-protocol hdlc --- 修改接口协议类型 PPP --- 点到点协议 1，兼容性强 --- 拥有统一的版本，并且串线种类比较多，只要支持全双工的工作模式， 则可以支持PPP协议。 2，可移植性强 --- PPPoE 3，PPP协议支持认证和授权 PPP和TCP协议类似，在正式传输数据之前，也需要经历建立会话的过程。 1，链路建立阶段 --- LCP（链路控制协议）建立 2，认证阶段 --- 可选项 3，网络层协议协商阶段 --- NCP（网络控制协议）协商 --- IPCP协议 PPP协议包含若干个附属协议   F --- FLAG --- 01111110 A --- Address --- 111111111 C --- Coltrol --- 00000011 1，链路建立阶段 --- LCP（链路控制协议）建立 所谓链路建立，其实就是参数协商的过程 MRU --- PPP帧中数据部分允许携带的最大长度（字节） --- 默认1500字节 是否需要进行认证以及认证的方式 2，认证阶段 --- PAP，CHAP --- AAA   PPP的认证支持单向认证以及双向认证   PAP --- 密码认证协议 --- 被认证方将用户名和密码信息以明文的形式发给认证方，对方回应   ACK则代表认证成功，如果回复NAK，则代表认证失败。 CHAP --- 挑战握手协议 --- 通过比对摘要值的方式来完成认证。 摘要值 --- HASH算法 --- 散列函数 --- 将任意长度的输入转换成固定长度的输出。       1，不可逆性       2，相同输入，相同输出       3，雪崩效应 MD5 --- 可以将任意长度的输入，转换成128位输出 3，网络层协议协商阶段          --- NCP（网络控制协议）协商 --- IPCP协议 1，IP报文的压缩格式； 2，IP地址 IP地址一旦被认可，对方将学习到达这个地址的主机路由。   获取IP地址方： [r1-Serial4/0/0]ip address ppp-negotiate 给予方配置： [r2-Serial4/0/0]remote address 10.0.0.1 PAP认证的配置 认证方： 1，在AAA中申请用户名和密码 [r1-aaa]local-user admin password cipher 123456 [r1-aaa]local-user admin service-type ppp 2，在接口做PAP认证 [r1-Serial4/0/0]ppp authentication-mode pap 被认证方： [r2-Serial4/0/0]ppp pap local-user admin password cipher 123456 注意，PPP会话是一次性会话，会话一旦建立，再配置认证将不生效，再下次会话建立时 才生效。 chap认证 认证方： [r1-Serial4/0/0]ppp authentication-mode chap 被认证方： [r2-Serial4/0/0]ppp chap user admin [r2-Serial4/0/0]ppp chap password cipher 123456  GRE，MGRE、VPN 物理专线 --- 1，成本；2，地理位置限制 VPN --- 虚拟专用网 --- 隧道技术 --- 封装技术 GRE --- 通用路由封装 希望的走法 DIP:192.168.2.1 SIP：192.168.1.1 数据 实际的走法 SIP：12.0.0.1 DIP：23.0.0.2 数据 GRE SIP：12.0.0.1 DIP：23.0.0.2 SIP：192.168.1.1 DIP：192.168.2.1 数据 隧道技术 --- 在隧道的两端，通过封装和解封装技术在公网上建立一条数据通道，使用这条通 道进行数据传输。 GRE的配置 1，创建隧道接口    [R1]interface Tunnel 0/0/? <0-511> Tunnel interface interface number    [R1]interface Tunnel 0/0/0   [R1-Tunnel0/0/0] 2，隧道接口配置IP地址   [R1-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.3.1 24 3，定义封装方式   [R1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre 4，定义封装内容   [R1-Tunnel0/0/0]source 12.0.0.1   [R1-Tunnel0/0/0]destination 23.0.0.2 MGRE --- 多点通用路由封装协议 NHRP --- 下一跳解析协议 --- 需要在私网中西安选出一个物理接口IP地址不会变的作为NHRP 中心（NHS --- 下一跳解析服务器）。剩下的分支都需要知道中心的隧道接口IP地址和物理接 口的IP地址。然后，NHRP要求所有分支将自己物理接口IP地址和隧道接口IP地址的映射关系 上报给NHS。这样，NHS将把所有的映射关系记录在本地，发送信息的时候，查询即可。分 支如果出接口的IP地址发生变化，则将把最新的映射关系上报给中心。分支之间需要通信，则可以先从中心获取映射关系表，之后，依据关系表进行封装转发。 --- HUB-SPOKE架 构。 --- MGRE在数据传输时搭建的还是一个点到点的隧道 --- 所以，MGRE环境是一种类似 于NBMA的网络环境 MGRE配置 中心： 1，创建隧道接口   [R1]interface Tunnel 0/0/? <0-511> Tunnel interface interface number   [R1]interface Tunnel 0/0/0   [R1-Tunnel0/0/0] 2，隧道接口配置IP地址   [R1-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.3.1 24 3，定义封装方式   [r1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp 4，定义封装的源IP   [r1-Tunnel0/0/0]source 15.0.0.1 5，创建NHRP域 [r1-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 100 分支 1，创建隧道接口     [R1]interface Tunnel 0/0/? <0-511> Tunnel interface interface number   [R1]interface Tunnel 0/0/0   [R1-Tunnel0/0/0] 2，隧道接口配置IP地址   [R1-Tunnel0/0/0]ip address 192.168.3.1 24 3，定义封装方式   [r1-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp 4，定义封装源IP   [r2-Tunnel0/0/0]source GigabitEthernet 0/0/1 --- 通过出接口来定义 5，加入中心创建的NHRP域   [r2-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 100 6，找中心上报映射信息   [r2-Tunnel0/0/0]nhrp entry 192.168.5.1 15.0.0.1 register 中心隧道接口IP地址 中心物理接口的IP地址   [r1]display nhrp peer all --- 可以查看隧道接口和物理接口映射关系表 在MGRE环境下使用RIP获取未知网段的路由信息： 1，只有中心获取分支的路由，但是，分支获取不到路由信息       原因 --- MGRE环境是一种类似于NBMA的环境，不支持组播      解决方案 --- 在中心上开启伪广播。       [r1-Tunnel0/0/0]nhrp entry multicast dynamic 2，分支在中心开启伪广播后，只能学习到中心的网段信息，不能学习到其他分支的路 由信息。     原因 --- RIP的水平分割     解决方案 --- [r1-Tunnel0/0/0]undo rip split-horizon OSPF --- 开放式最短路径优先协议 LSA --- 链路状态通告 1，OSPF的数据包类型 hello包 --- 周期性发现，建立，保活邻居关系。 hello时间 --- 默认10S（30S） Deadtime --- 4倍的hello时间 RID --- 1，全网唯一；2，格式统一 --- IP地址 1，手工配置 2，自动生成        --- 首先先看自己环回接口的IP地址，选择其中数值最大的作为RID； 如果没有环回接口，则取物理接口中IP地址最大的作为RID。   DBD包 --- 数据库描述报文 --- LSDB ---- 链路状态数据库（存放LSA信息的数据库）   LSR包 --- 链路状态请求报文 --- 基于DBD包请求本地未知的LSA信息   LSU包 --- 链路状态更新报文 --- 真正携带LSA信息的数据报   LSACK包 --- 链路状态确认报文 --- 确认包   OSPF存在每30MIN一次的周期更新 2，OSPF状态机 Two-Way --- 标志着邻居关系的建立。 （条件匹配）--- 条件匹配成功，则进入下一个状态，匹配失败，则仅停留在邻居关 系，使用hello包进行周期保活。     主从关系选举 --- 通过比较RID，RID大的为主。为主的可以优先获取LSA信息。并且可 以主导隐形确认   FULL ---- 标志着邻接关系的建立。只有邻接关系，才可以交换LSA信息，而邻居关系仅 使用hello包进行保活。 Down状态 --- 启动OSPF，发出hello包之后进入下一个状态 Init(初始化)状态 --- 收到hello包中存在本地RID，进入到下一个状态 2-way（双向通信） --- 标志着邻居关系的建立（条件匹配）条件匹配成功，则进入下一个状态，匹配失败，则仅停留在邻居关系，使用hello包进行周期保活。 exstart（预启动）状态 --- 使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举，RID大的为主，为主可以优先获取LSA信息。 Exchange（准交换）状态 --- 使用携带数据的DBD包交换目录信息 Loading（加载）状态 --- 使用LSR包基于DBD包请求未知的LSA信息，对方发送LSU包携带LSA信息，需要LSACK进行确认 FULL状态 --- 标志着邻接关系的建立 3，OSPF的工作过程 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包中携带本地的RID以及本地已知邻居的RID，之后，将收集到的邻居关系记 录在本地的邻居表中。 邻居表建立完成后，将进入条件匹配环节，失败，则将停留在邻居关系，仅使用hello 包进行周期保活。 如过成功，则将开始建立邻接关系。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。之后，本地使用LSR/LSU/LSACK获 取未知的LSA信息。完成本地数据库的建立 --- LSDB --- 生成数据库表。 最后，基于本地的链路状态数据库，生成有向图，及最短路径树。之后，计算本地到 达未知网段的路由信息，将其添加到本地的路由表中。 收敛完成后，OSPF会周期使用hello包进行保活，并且，每30min一次进行周期更新。 结构突变： 1，突然新增一个网段 2，突然断开一个网段 3，无法沟通 ---- 死亡时间 4、OSPF --- 无类别的路由协议 OSPF区域划分的要求： 1，区域之间必须存在ABR设备 2，必须按照星型拓扑来划分 --- 中间区域被称为骨干区域，骨干区域的区域ID（由32 位二进制构成，可以使用点分十进制表示，也可以直接使用十进制表示。）定义为0.   OSPF的基本配置 1，启动OSPF进程 [r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 2，创建区域 [r1-ospf-1]area 0 [r1-ospf-1-area-0.0.0.0] 3，宣告 宣告的目的 --- 1，激活接口；2，发布路由   [r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 --- 反掩码 --- 由连续的0和连续的1组成，0 代表不可变，1代表可变   [r1]display ospf peer --- 查看邻居表   [r1]display ospf peer brief --- 查看邻居关系简表   [r1]display ospf lsdb --- 查看链路状态数据库   [r1]display ospf lsdb router 2.2.2.2 --- 查看具体LSA信息 COST = 参考带宽/真实带宽 --- 华为设备默认的参考带宽为100Mbps --- [r1-ospf-1] bandwidth-reference 1000 --- 注意：如果一台设备的参考带宽修改了，则所有设备的参 考带宽必须改成相同的。 开销值计算，如果出现小数，如果是小于1的小数，则直接按照1来看；如果是大于1的 小数，则直接取整数部分。 结构突变： 1，突然新增一个网段 --- 触发更新，直接发送LSU包，需要ACK确认 2，突然断开一个网段 --- 触发更新，直接发送LSU包，需要ACK确认 3，无法沟通 ---- 死亡时间 条件匹配 指定路由器 --- DR --- 和MA网络中其他设备建立邻接关系。 备份指定路由 --- BDR --- 和MA网络中其他设备建立邻接关系。 MA网络中的DR/BDR的选举 一个MA网络当中，在DR和BDR都存在的情况下，至少需要4台设备才能见到邻居关系， 因为只有DRother之间会保持邻居关系 DR和BDR实际上是接口的概念。 条件匹配 --- 在MA网络中，若所有设备均为邻接关系，将出现大量的重复更新，故需要 进行DR/BDR的选举，所有DRother之间仅维持邻居关系即可。 DR/BDR的选举规则： 1，先比优先级，优先级大的为DR，次大的为BDR 优先级的初始默认值为1。 [r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority ? INTEGER<0-255> Router priority value 注意：如果将一个接口的优先级改为0，则代表该接口放弃DR/BDR的选举。 2，优先级相同时，则比较RID，RID大的路由器对应的接口为DR，次大的为 BDR。 DR/BDR的选举 --- 非抢占模式的选举 --- 一旦选举成功，则将不能被抢占。 ---- 选举 时间 --- 和死亡时间相同。 reset ospf 1 process --- 重启OSPF进程的命令 ospf的数据包 OSPF跨四层封装，IP头部使用89作为协议号标识OSPF。 HELLO包，DBD包，LSR包，LSU包，LSACK包 OSPF头部 版本 --- OSPF版本 --- 2 类型 --- OSPF数据包的类型 HELLO --- 1 DBD --- 2 LSR --- 3 LSU --- 4 LSACK --- 5 长度 --- 指的是整个OSPF报文的长度，单位 --- 字节 路由器ID --- 发送这个数据包的路由器的RID 区域ID --- 数据包发出的接口所在的区域的区域ID 校验和 --- 确保数据完整性 认证类型，认证数据 --- 完成OSPF认证工作的 认证类型 --- null --- 空认证 --- 0 simple --- 明文认证 --- 1 MD5 --- 比对摘要值认证 --- 2 HELLO --- 周期性发现，建立，保活邻居关系。DR/BDR选举。 网络掩码 --- 发出该数据包接口所配置的IP地址掩码信息。 --- 华为体系中这个参数邻 居双方所携带的值不一致将无法正常建立邻居关系。 --- 这个限制条件仅针对MA网络， P2P网络不受限制。 hello时间，死亡时间 --- 如果邻居双方这两时间参数不同，则将限制邻居关系的建立。 可选项 --- 8位 --- 每一位代表路由器遵从某个OSPF特性 --- OSPF特殊区域的标记在其 中，如果邻居双方特殊区域的标记不一致，则将限制邻居关系的建立。 路由器的优先级 --- 发出hello包接口所配置的DR/BDR选举的优先级 DR/BDR --- 网络中DR和BDR所对应接口的IP地址。在没有选出DR和BDR之前，将使用 0.0.0.0进行填充。 Hello包中限制邻居关系建立的因素： 1，网络掩码 2，hello时间 3，dead time 4，OSPF特殊区域的标记 5，认证 DBD包 --- 数据库描述报文 ---- 1，使用未携带数据的DBD包进行主从关系选举；2，使 用携带数据的DBD包进行目录共享； ---- DBD包还存在第三种形态，即仅完成确认的确认包形态。 MTU --- 设备默认没有开启接口MTU值的检测，所以将携带0。 [r1-Serial4/0/0]ospf mtu-enable --- 如果邻居双方都开启了MTU值的检测，但是，双方携 带的MTU值不同，则邻居状态将停留在Exstart状态。 I --- init --- 如果这个标记位置1，则这个DBD包是进行主从关系选举的数据包。 M --- MORE --- 该位置1，则代表后面还有更多的DBD包。 MS --- Master --- 该位置1，则代表发送该数据包的路由器为主。 --- 在主从关系选举 出来之前，双方都将认为自己是主，所以，都会将字节的MS置1；当主从关系选举结束 后，将只有主会置1，从置0。 DBD序列号 --- 在DBD报文交互中，会逐次加1，用于确保DBD包传输的有序性及可靠 性。 LSR --- 链路状态请求报文 --- 基于DBD包请求未知的LSA信息。 链路状态类型，链路状态ID，通告路由器 --- LSA三元组 --- 这三个参数可以唯一的标识 出来一条LSA信息。 LSU包 --- 链路状态更新报文 --- 真正携带LSA信息的数据包 LSACK --- 链路状态确认报文 --- 确认包 OSPF的接口网络类型 P2P MA BMA NBMA OSPF接口网络类型 --- 指的是OSPF接口在不同的网络类型默认下的不同工作方式。     [r2]display ospf interface GigabitEthernet 0/0/0 --- 查看OSPF接口工作方式        在华为体系中，将环回接口在OSPF中的开销值定义为0，不会受到外界变化的影响。（修改参 考带宽不会影响该值。） [r2-LoopBack0]ospf network-type broadcast --- 修改OSPF接口网络类型 华为体系将tunnel接口的传输速率定义为64K，实际上虚拟接口不存在传输速率。这样设定的 目的是为了让隧道接口的开销值变的很大，导致在存在其他路径时，尽可能的避免走隧道接 口，因为隧道接口需要进行复杂的封装和解封装过程，导致效率降低。 全连的MGRE环境 --- MESH --- 所有节点即使中心，也是分支。 [r1-ospf-1]peer 12.0.0.2 --- 指定单播邻居 --- 一定需要双向指定。 Attempt --- 尝试 --- 过度状态，只有在需要手工指定邻居关系的状态下出现，在指定对方后 等待对方指定时将处于该状态，一旦对方指定，则将进行后续状态。 OSPF的不规则区域 区域划分的要求： 1，必须存在ABR设备 2，区域划分必须按照星型拓扑结构划分 1，远离骨干的非骨干区域 2，不连续骨干 1，使用VPN隧道 在AR4和AR2之间构建一条隧道，之后，将这个隧道宣告到区域0中，相当于将AR4非法 的ABR合法话，则AR4将正常传递区域2和区域0，1之间的路由信息。 在这个环境中，在没有隧道之前，AR4可以通过AR2转发的路由信息学习到达区域0的路 由，而存在隧道之后，AR4可以直接通过隧道学习到区域0的拓扑信息。而AR4会优先选 择自己通过拓扑信息学来的路由信息，就算是开销值巨大。 使用VPN隧道解决不规则区域的问题： 1，可能造成选路不佳； 2，可能造成重复更新； 3，因为虚拟链路的存在，AR2和AR4之间也需要建邻。导致他们之间维护的周期性数据 将穿越中间区域区域1，导致中间区域的资源消耗。 2，使用OSPF虚链路来解决不规则区域   [r4-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 2.2.2.2 --- 虚链路的配置方法，后面跟需要创建虚链路设 备的RID。 注意：虚链路的建立是双向的。 --- 虚链路永远属于骨干区域   [r2-ospf-1-area-0.0.0.1]display ospf vlink --- 查看虚链路详细信息 使用虚链路解决不规则区域的问题： 1，因为虚链路的存在，AR2和AR4之间也需要建邻。导致他们之间维护的周期性数据将 穿越中间区域区域1，导致中间区域的资源消耗。 2，虚链路只能穿越1个区域 3，多进程双向重发布 不同的路由协议运行的机理各不相同，包括对路由的理解也不同，所以，不同的路由协议之 间存在信息隔离。 重发布就是在运行不同协议的边界设备（ASBR --- 自治系统边界路由器，协议边界路由器） 上，将一种协议按照另一种协议的规则发布出去。 --- ASBR设备要求必须存在重发布行为才 行。   [r4-ospf-1]import-route ospf 2 --- 将进程2的路由信息重发布到进程1中 O_ASE --- 标志域外路由信息 --- 因为域外的路由信息不可控性较强，所以，信任程度较低， 我们将其优先级设置为150。 LSA --- 链路状态通告 --- OSPF协议在不同网络环境下产生的用于携带和传递不同的信息。 LSDB --- 链路状态数据库 SPF --- 最短路径优先算法 Type --- LSA的类型，OSPFV2协议中，需要掌握的LSA类型一共有6种 LinkState ID --- 链路状态标识符 --- 主要用于标记一条LSA信息，可以理解为是LSA信息的名 字。 AdvRouter --- 通告路由器 --- 通告LSA信息的设备的RID。 以上三个参数被称为LSA的三元组 --- 这三个参数可以唯一的标识出来一条LSA信息。 LSA头部内容 Type : Router Ls id : 4.4.4.4 Adv rtr : 4.4.4.4 LS AGE --- LSA的老化时间 --- 当LSA被始发路由器产生时置为0，之后，该LSA在网络中传 递，老化时间也将累加。 --- 1800S --- 为了防止老化时间无限制增长，我们设置了最大老化 时间 --- MAXAGE -- 3600S。如果一条LSA信息的老化时间达到3600S，则将判定其失效， 将该LSA信息从本地的LSDB中删除。 SEQ --- 序列号 --- 32位二进制构成，用8位16进制表示 --- 一台路由器每发送同一条LSA信息 都会携带一个序列号，并且序列号逐次加1，用来标识LSA的新旧关系。 直线型序列空间 --- 从最小到最大，逐次加1，其有点时新旧关系容易比较，而缺点是序 列号空间有限，当序列号空间饱和后，将无法比较新旧关系。 循环型序列空间 --- 序列号将循环使用，其问题在于一旦序列号差值过大，新旧关系将 难以比较。 棒棒糖型序列空间 --- OSPF采用的就是这种序列空间，但是，为了避免循环部分出现循 环型序列空间的问题，所以，OSPF的序列号将不进入循环部分，其取值范围为 0X80000001 - 0X7FFFFFFE。 当一条LSA的序列号达到最大值时，则发出设备将会把该LSA的老化时间同时置为 3600S（最大老化时间），之后，接受的设备将根据序列号判定为最新的LSA，刷新掉 本地已有的同一条LSA信息，之后，由于其老化时间达到最大老化时间，则将该LSA信 息从本地的LSDB中删除。同时，发出设备会再发送一遍该LSA信息，将其中序列号置为 0X80000001，之后，接受设备将该LSA判定为最新的LSA信息进行接收。 OSPF协议中路由信息类型          Chksum --- 校验和 --- 确保数据完整性。校验和也将参与LSA的新旧比较，当两条LSA信息，三元组相同，且序列号相同时，则我们将通过校验和来进行新旧判定，校验和大的被认定为新。 TYPE-1 ：网络中，所有设备都需要发送且只发送一条1类LSA。1类LSA的LS ID就是通告者的RID。 LINK --- 用来描述接口的连接情况。一个接口可以使用一条或者多条LINK进行描述。 TYPE-2 LSA --- 在MA网络中，仅靠1类LSA无法将所有信息描述完整，所以，需要使用二类LSA进行补充。二类LSA一个MA网络中只需要发送1条。 所有传递路由信息的LSA都需要通过1类和2类LSA进行验算。 --- 通过1类2类LSA信息找到通 告者的位置。 Type-3 LSA --- 携带传递的是域间的路由信息，通告者为区域之间的ABR设备，使用通告的路由条目的目标网络号作为LS ID。三类LSA中携带的开销值为通告路由器到达目标网段的开销值。 Type-5 LSA --- 携带传递的是域外的路由信息，通告者为ASBR啊，使用通告的路由条目的目 标网络号作为LS ID。 Metric --- 因为重发布执行后，需要将其他的路由协议按照当前路由协议的规则导入，但 由于不同路由协议的开销值评判标准不同，所以，在重发布后，我们将直接舍弃源协议 的开销值，而定义一个规定值 --- seed Metric（种子度量值），OSPF协议默认的种子 度量值1。   [r4-ospf-1]import-route rip 1 cost 10 --- 在重发布中修改种子度量值 E type --- 一个标记位，有0和1两种变化，置0则代表类型1，置1则代表类型2； --- 这 里的类型指的是开销值的类型。 类型1：如果采用类型1，则所有域内设备到达域外网段的开销值都等于种子度量 值加本地到达通告者的开销值。 类型2：OSPF默认采用类型2，如果开销值的类型为类型2，则所有域内设备到达 域外网段的开销值都等于种子度量值。 Forwarding Address --- 转发地址 --- 应对选路不佳的情况，如果存在选路不佳的情况， 则通告者将会把最佳的下一跳放入转发地址当中，接收者看到转发地址中存在数据，则 将不按照算法来计算下一跳，而直接使用转发地址作为下一跳。默认情况下，在不存在 选路不佳时，将使用0.0.0.0进行填充。 TAG --- 标签 --- 可以给流量打标签，方便后续进行流量抓取，做策略使用   [r4-ospf-1]import-route rip 1 tag Type-4 LSA --- 携带和传递的是ASBR的位置信息，通告者为区域之间的ABR设备，使用ASBR设备的RID作为LS ID。四类LSA中携带的开销值为通告路由器到ASBR的开销值。  1类LSA结构 V --- 置1，则代表该路由器是VLINK的一个端点 E --- 置1，代表该路由器是ASBR设备 B --- 置1，代表该设备为ABR设备 OSPF的优化 1，汇总 --- 减少骨干区域LSA更新量 2，特殊区域 --- 减少非骨干区域LSA更新量 1，汇总 --- OSPF无法像RIP一样实现接口汇总，因为OSPF区域之间传递路由信息，所以， OSPF的汇总被称为区域汇总。 域间路由汇总 --- 域间指OSPF区域之间，其实质是在ABR上针对3类LSA进行汇总   [r1-ospf-1-area-0.0.0.2]abr-summary 192.168.0.0 255.255.252.0 注意：在进行区域汇总时，一定是ABR设备通过1类，2类LSA学习到拓扑信息后转 换成的三类LSA才能汇总。 域外路由汇总 --- 域外指OSPF网络之外，其实质是在ASBR上针对5类/7类LSA进行汇总   [r4-ospf-1]asbr-summary 172.16.0.0 255.255.252.0 域外汇总网段种子度量值的计算方法： TYPE1：如果是类型1，则汇总网段的种子度量值为所有明细网段种子度量值 中最大值。 TYPE2：如果是类型2，则汇总网段的种子度量值为所有明细网段种子度量值中最大值加1。 [r4-ospf-1]import-route rip 1 cost 10 type 1 特殊区域 第一大类特殊区域     1，不能是骨干区域；    2，不能存在虚链路；    3，不能存在ASBR设备    满足以上条件的区域，我们称为末梢区域（STUB） --- 如果将一个区域配置成为末梢区域，则其效果是这个区域将拒绝学习4类和5类LSA。并且，同时将自动生成一条指向骨干区域的三类缺省。 [r1-ospf-1]a 1 [r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub --- 注意，一旦将一个区域配置成特殊区域，则区域内所有设备都 必须做同样的配置，否则将影响邻居关系的建立。 2，完全末梢区域 --- totally stub --- 在普通的末梢区域的基础上，进一步拒绝三类LSA，仅 保留三类缺省。    [r2-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary --- 注意，这个命令只需要在ABR设备上执行即可 第二大类特殊区域 --- 1，不能是骨干区域；2，不能存在虚链路；3，必须存在ASBR设备 满足以上条件的区域，我们称为非完全末梢区域（NSSA） --- 如果将一个区域配置成为NSSA区域，则其效果是这个区域将拒绝学习4类和5类LSA。并且，同时将自动生成一条指向骨干区域的7类缺省。      因为NSSA区域拒绝学习5类LSA，但是，因为有ASBR设备的存在，他又必须将域外路由信息导入到OSPF网络当中，所以，他将使用7类LSA来携带域外路由信息，注意，7类LSA只会在NSSA区域出现，在离开NSSA区域时，将由边界的ABR设备重现转换成5类LSA发布出去则这个ABR设备完成了7转5的动作，其身份相当于是一个ASBR设备。 NSSA区域拒绝学习的主要是其他方向来的4类和5类LSA   [r5-ospf-1]a 2   [r5-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa --- 注意，一旦将一个区域配置成特殊区域，则区域内所有设备都必须做同样的配置，否则将影响邻居关系的建立。 特殊区域的标记位： E位：一般置1，代表支持5类LSA。要是做成特殊区域，则将拒绝学习5类LSA，则E位置0. N位：一般置0，只有在NSSA区域中置1，代表支持7类LSA。 P位 --- P位置1，则代表该LSA支持7转5。    Forwarding Address --- 转发地址 --- 应对选路不佳的情况，如果存在选路不佳的情况，则通告者将会把最佳的下一跳放入转发地址当中，接收者看到转发地址中存在数据，则将不按照算法来计算下一跳，而直接使用转发地址作为下一跳。在5类LSA中，默认情况下，在不存在选路不佳时，将使用0.0.0.0进行填充。而在7类LSA中，一般会使用通告者（ASBR）设备的环回接口地址作为转发地址。如果存在多个环回接口，则将使用最先宣告的地址作为转发地址；如果没有环回接口，则将使用物理接口的地址作为转发地址。 7类LSA生成路由信息的标记位，O_NSSA ，优先级为150。 2，完全的非完全末梢区域 --- totally NSSA --- 在普通的NSSA区域的基础上，进一步拒绝三 类LSA，自动生成一条指向骨干区域的三类缺省。    [r4-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa no-summary --- 注意，这个命令只需要在ABR设备上执行即可 注意：在配置完完全的NSSA区域后，因为之间普通的NSSA区域生成了一条7类缺省，完的 NSSA区域又生成了一条三类缺省，因为三类优于7类，所以，将选择三类缺省 注意：手工配置的缺省方向需要和自动生成的缺省方向一置，否则可能产生环路。 OSPF的拓展配置 1，手工认证 --- OSPF邻居双方，发送的所有的数据报中包含认证信息，两边口令相同，则代 表认证成功；不同，则认证失败，将影响邻居关系建立。 1，接口认证 [r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456 2，区域认证 --- 本质还是接口认证，相当于，将一台设备在某个区域内所有激活的接口 配置接口认证。 [r4-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher 123456 3，虚链路认证 --- 其本质也是接口认证        [r5-ospf-1-area-0.0.0.2]vlink-peer 4.4.4.4 md5 1 cipher 123456 2，缺省路由 --- 3类缺省，5类缺省，7类缺省 3类 --- 只能自动生成，在配置 --- 末梢区域，完全的末梢区域，完全的非完全末梢区域 特征 --- OSPF，优先级默认为10； 5类 --- 通过手工配置的方法生成    [r3-ospf-1]default-route-advertise --- 这个命令相当于是将设备本身通过其他协议学习到 的缺省路由重发布到OSPF网络当中，所以，生成的是5类缺省。 特征 --- O_ASE，优先级默认150； [r3-ospf-1]default-route-advertise always --- 如果本地没有其他协议学到的缺省信息，在 可以使用这个命令强制下发一条5类缺省。 7类 --- 可以自动生成 --- 普通的NSSA区域    可以手工配置 --- [r5-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa default-route-advertise --- 手工下发7类缺省 特征 --- O_NSSA，优先级默认150； 3，沉默接口      --- 将某个接口配置成沉默接口，则该接口将只接受，不发送OSPF数据包。   [r5-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2 4，加速收敛 --- 减少计时器的时间 修改HELLO时间   [r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5 注意：HELLO时间一旦更改，死亡时间将自动按照四倍关系进行匹配。 修改死亡时间   [r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer dead 20 注意：死亡时间变更，hello时间不会变化    等待计时器 --- 时间长短等同于死亡时间，DR和BDR选举时的计时器。这个计时器无法    直接修改时间，死亡时间更改，则这个计时器时间同时更改。 Poll --- 轮询时间 --- 120 --- 与状态为DOWN邻居发送hello包的周期时间。 ---NBMA      在NBMA环境下，如果单方面指定邻居关系，则将对方状态置为ATTEMP状态，如果对方一直不指定本地为邻居（中间等待时间为一个等待计时器的时间），则将对方的状态置为DOWN状态。之后，将按照轮询时间为周期发送hello包。   [r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer poll ? --- 修改轮询时间   INTEGER<1-3600> Second(s)     Retransmit --- 5S --- 重传时间 --- 发送信息需要进行确认，如果对方重传时间内都没有 发送确认，则将重传。   [r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer retransmit ? INTEGER<1-3600> Second(s)     Transmit Delay --- 1S ---- 传输延迟 --- 是附加在LSA老化时间上的一个值，因为传输过 程中，数据包中老化时间没有办法更改，所以，在封装数据包时，将在原有的老化时间 基础上，额外增加传输延迟时间，用来补偿传输过程中的时间消耗。   [r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf trans-delay 2 5，路由过滤 主要是针对3类，5类，7类LSA进行过滤。    [r2-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summary 192.168.0.0 255.255.252.0 not-advertise --- 在ABR设 备上针对3类LSA进行过滤   [r5-ospf-1]asbr-summary 10.0.0.0 255.255.255.0 not-advertise --- 在ASBR设备上针对5类/7类LSA进行过滤 6，路由控制 优先级     [r5-ospf-1]preference 50 --- 修改协议字段为OSPF的路由的默认优先级 ---- 只影响本设备     [r5-ospf-1]preference ase 100 --- 修改协议字段为O_ASE/O_NSSA的默认优先级开销值 COST = 参考带宽 / 真实带宽 1，通过修改参考带宽实现修改开销值    [r5-ospf-1]bandwidth-reference ? INTEGER<1-2147483648> The reference bandwidth (Mbits/s) 注意：参考带宽一旦修改，则所有设备的参考带宽必须改成一样的，必须要统一标准。这样的修改只能应对因参考带宽过小而造成的选路不佳，不能实现选路效果。 2，通过修改真实带宽实现修改开销值   [r3-GigabitEthernet0/0/0]undo negotiation auto --- 关闭自动协商   [r3-GigabitEthernet0/0/0]speed 10 --- 修改接口真实带宽   Info: Please undo negotiation first. 注意：修改真实带宽，可以达到控制开销值选路的效果，但是，因为传输速率只能改小，所以，不建议使用这种方法，会影响传输效率。 3，直接修改开销值   [r3-GigabitEthernet0/0/0]ospf cost 1000 注意：1，2两种方法，均无法影响环回接口的开销值，但是，第三种方法，可以直接修改环回接口开销值。 OSPF的开销值计算方法为 --- 目标网段到达本地设备路由流量流入的接口的累加值。 7，OSPF的附录E       附录E主要描述的就是在以下场景中，因为3类，5类，7类LSA导致出现的特殊问题的解决方案。        附录E提出的解决方案是掩码较短的信息正常进入，掩码较长的信息将使用目标网段的直接广播地址作为LS ID。