2016-08-14-OSPFv2-2

2016-08-17-OSPF-2

帧中继环境

Hub-and-spoke，帧中继默认不转发组播报文。
首先让帧中继环境下能正常通信（DLCI映射表），然后让帧中继接口能产生组播hello或者单播hello；组播hello则再要让底层帧中继环境能转发组播报文，最后组播hello需要双方的hello时间一致、修改一方hello时间；单播不再阐述。 R(config-if)#encapsulateionframe-relay（配置封装格式，默认动态获取）R(config-if)#frame-relaymap ip host 帧中继号broadcast（静态配置，broadcast参数表示可以支持转发组播报文）ip ospf networkbroadcast //修改接口网络类型frame-relay mapip 192.168.1.3 203 broadcast //做DLCI封装表，去往IP地址192.168.1.3使用DLCI标签203；手动静态映射（帧中继路由）no frame-relayinverse-arp（关闭DLCI动态映射学习，静态配置更加稳定）show frame-relaymap //查看映射表 ★帧中继没有建立邻居的原因① OSPF路由器没有产生组播hello② OSPF路由器产生组播hello，但是底层环境不能转发组播报文③ 底层可以根据DLCI转发，可能是网络类型导致的hello时间间隔不匹配Ⅰ组播报文不能实现，可以手动修改成单播指邻居ⅡOSPF在帧中继环境中是希望建立邻居关系的。如果某一台路由器收到组播的hello包，则会记住邻居的源IP地址，会以hello的时间间隔发送单播报文给邻居，以维持邻居关系。（就是一方修改，另一方不修改；前提是OSPF头部匹配）

★组播Hello包的TTL=1，而DBD的TTL=1（除P2P是组播外，其他网络类型都是单播形式）。在虚链路的情况下，单播hello和单播DBD的TTL=255；因为做了虚链路的两端路由器并不知道对方和我隔了多远，所以设置成255保证包可以到达对方。★Exstart状态的1%的情况，在帧中继环境下，一方DLCI值有误（例如：R1去R2和R1去R3的DLCI对调了，而R2去R3没有错误），则R1组播发送hello包给R2的时候，会添加上DLCI；帧中继会查看识别DLCI值后转发给R3，由于R3又有去R2的路径，通过Hello包的（TTL-1）并转发给R2路由器。但是在建立邻居关系之后，DR和BDR选举主从路由器的时候，会发送空的DBD包，然而会像转发hello包的情况下，会先发送给R2让R2转发，但是DBD的TTL=1，所以（TTL-1）之后默认TTL=0不发送出去，直接丢包；所以DR、BDR一直建立不起主从路由器的关系，一直处于Exstart状态。★Exstart状态的99%的情况，双方之间的MTU不匹配，从路由器一方可能会处于Exchange状态，主路由器一方会处于Exstart状态；或者主从路由器都处于Exstart状态。（从路由器收到主路由器的空的DBD包的时候，会自动对比RID的大小；而此后发送的DBD包就带有LSA摘要了，所以从路由器默认发送了DBD包，认为自己处于Exchange状态。）

※EXP5：测试Exstart的1%的情况？？？（√）

Forwarding address

用于防止次优路径（在5类和7类LSA中出现）FA是ASBR通告的外部LSA中的字段，它的作用是告诉OSPF域内的路由器如何能够更快捷地到达LSA 5所通告路由的下一跳地址。以免OSPF 内部路由器在广播网络上以ASBR为下一跳，再由ASBR自己转发到正确的下一跳，而产生额外的路由。简单来说，FA字段的作用类似于BGP协议中的“第三方下一跳”概念，主要在广播共享网络中起作用。FA字段可以为全0或者非0两种选择。 FR是如何影响OSPF的路由选择的？1、计算外部路由时，首先检查通告TYPE 5 LSA的ASBR是否存在，否则忽略该LSA；2、检查TYPE 5 LSA的FA地址是否为0。如为0，说明路由必须经过ASBR转发，那么优选到ASBR metric最短的路径。3、如果FA非0，那么优选到FA地址 metric最短的路径。
⑴ 一般情况下5类LSA的FA地址为0.0.0.0；



① 当FA地址全为0时，去往外部路由条目直接找ASBR；a) 同个区域直接找，不同区域通过4类LSA找ASBR位置；b) 在NSSA区域的ABR上开启了FA地址抑制功能，则在7类转5类LSA的时候FA地址也全为0；（只有在ABR上配置有效）area 1 nssa translate type7 suppress-fa //ABR配置FA地址抑制 ② 当FA地址不为0时，去往外部路由条目找FA地址。a) 且要求FA地址可以通过O或者O IA或者是直连（该条目被自己通告进OSPF）的路由可达；b) 如果FA地址不能通过O或者O IA 或者直连的路由可达，而是更为精确的可达性路径（比如通过静态去往FA地址，由于查找覆盖了O的条目），则属于该FA地址的所有5类LSA都将只出现在数据库中但不会出现在路由表中；c) 如果FA地址本身就不可达，那么外部条目O E1和O E2也不会出现在路由表中；d) FA地址不全为0的条件：（FA=x.x.x.x，即数据不需要经过ASBR路由器转发） i. 在ASBR上，与外部相连的出接口必须通告进OSPF路由进程，也就是可以算作别的路由器O或者O IA的条目，即位于Network命令范围内；（√） ii. 在ASBR上，与外部网络相连的出接口不能设置为被动接口； //前两个规则是确保LSA能够被通告。 iii. 在ASBR上，与外部相连的出接口的OSPF网络类型不能是P2P或者P2MP（因为点到点链路不会出现次优路径）。//确保网络类型是Broadcast或NBMA 的共享网络。 →注：5类LSA的FA地址一般是ASBR去往目标网段的下一跳地址。 ⑵ 7类LSA的FA地址一定不为0.0.0.0；

★当NSSA区域有多个的连接骨干区域的ABR路由器，只有RID更大的路由器会进行7类LSA转5类LSA，RID小的路由器不会进行7类转5类。

① NSSA区域有多个ABR时，会进行7类LSA转5类LSA只会由最大的RID的路由器去转发，所以很有可能产生次优路径；为了避免这种情况，所以每个7类LSA都会生成FA地址，地址一般为ASBR上最后一个通告进OSPF的接口。那么一般推荐如果发现可能有次优路径的环境，会在ASBR上新加一个lookback口且最后通告进OSPF用来作为7类LSA的FA地址。→注：lookback最后一个通告的比物理接口通告的优先级更高。Ⅰ有环回口，优先选择最后通告的回环口地址；Ⅱ没有环回口，选择最后通告的活动的物理接口地址。 ② 特例：如果产生7类LSA的ASBR也满足产生5类LSA的FA地址规则，即连接外部路由的接口被通告进OSPF且没有被配置成被动接口，而且接口网络类型为多路访问，那么此时7类LSA的FA地址生成的方式和5类LSA一致，为外部路由下一跳的地址。 →注：7类LSA的FA地址一般是ASBR最后通告的OSPF接口地址；或者在满足5类FA地址规则时，为ASBR去往目标网段的下一跳地址（5类FA地址产生规则比7类LSA更优）。

前缀抑制功能

路由器互联的前缀抑制。
在router ospf 1这样的ospfv2进程内，如果配置了OSPF前缀抑制功能，能对本台设备产生的1类LSA的stub link是有影响的，会使自己点对点网络类型（stub network）的接口网段不在1类LSA内通告（而对lookback接口无影响），只会表示自己的点到点对端邻居的接口信息；但是prefix-suppression对transit network不会产生影响。也会对本台设备产生的2类LSA（用来搭建网络拓扑）有影响，使得2类LSA的掩码长度变成32位；虽然这个2类LSA能够被传递出去，但是不会用来进行路由计算，使得这个2类LSA不可用。 →注：所以推测最终结果是：前缀抑制功能使得路由器的互联网段条目不被学习，但是由于这是一个链路状态路由协议，对于lookback接口这样的路由条目，还是能正确地计算出下一跳，以及能够正确的进行路由。 如果要使用这个功能，需要相关设备都要开启。
→注：多路访问网络发送在1类的LSA只会表述自己的接口状态、用2类LSA建立维持拓扑网络。P2P网络通过1类LSA发送自己的接口状态和邻居关系，直接可以知道拓扑网络，可以不用2类LSA来建立拓扑网络关系。 prefix-suppression //开启前缀抑制功能，较早的IOS不支持这项功能

部署和排错OSPF建立邻接的过程

1、 是否产生和发送hello包
a) 特殊的网络类型是不会产生组播hello包 i. 通告错误； ii. 物理接故障； iii. 被动接口（既不接收也不发送hello包）；b) 底层不支持转发组播 i. 使用单播建立邻居（可以单边做）； ii. 过滤优先级为6的协议报文；2、 是否接收hello包
a) 被过滤了不会接收；b) 参数不匹配也不会认为有效；c) Hello报文内容匹配（区域号，认证，RID等）；3、 是否只是停留在two-way
a) 优先级设置为0，都是DRother；4、 是否进入邻接关系
a) 判断接口优先级；b) DBD参数； i. TTL=1； ii. MTU；5、 传递有内容的DBD
6、 查看本端口和对端设置是否存在链路故障

XXXGrateful Restart

9类LSA，non-stop forwarding（nsf）。GR（GracefulRestart，平滑重启）是一种在主备切换或协议重启时保证转发业务不中断的机制。其核心在于：设备进行协议重启时，能够通知其周边设备，使到该设备的邻居关系和路由在一定时间内保持稳定。在协议重启完毕后，周边设备协助其进行信息（包括支持GR的相关协议所维护的各种拓扑、路由和会话信息）同步，在尽量短的时间内恢复到重启前的状态。在协议重启过程中不会产生路由振荡，报文转发路径也没有任何改变，整个系统可以实现不间断运行。OSPF GR可以保证运行OSPF协议的路由器在进行主备切换或OSPF协议重启时，转发业务正常进行。 如何能使协议重启而不引起网络振荡和转发中断呢？由于分布式设备的控制与转发是分开的，主控板负责整个设备的控制与管理，包括协议运行和路由计算，而接口板则负责数据转发。这样当发生主备倒换或协议重启时，数据转发仍然可以不中断进行。同时，如果在重启期间周边设备能维持邻居关系不变并保持路由稳定，并且在设备重启后能协助设备进行路由信息同步，在尽量短的时间内使得本设备的路由信息恢复到重启前的状态，那么就可以保持网络拓扑稳定，不引起网络路由振荡。

GR概念

1. GR Restarter：发生协议重启事件且具有GR能力的设备。2. GR Helper：和GR Restarter具有邻居关系，协助完成GR流程的设备。3. GR Session：OSPF邻居建立时进行关于GR能力的协商，一般把GR能力协商过程称为GRSession。协商的内容包括双方是否都具备GR能力等。一旦GR能力协商通过，当协议重启时就可以进入GR流程。 →注：分布式设备可以充当GR restarter和GR helper；而集中式设备只能充当GRhelper，协助GR restarter完成GR流程。

GR的LSA

9类Opaque LSA，即Grace LSA，用以在GR Restarter重启时，通知周边邻居进入GR Helper流程。
报文格式

Don’t Age Flag（1bit）	LS Age (15bit，单位seconds)	Options（8bit）	0x09
Link State ID（32bit）
0x08	0
Advertising Route（32bit）
LSA Sequence Number（64bit）
Checksum（16bit）	Length（16bit）
TLVs

TLVs： i. Grace Period TLV：Type取值为1，长度为4字节，表示邻居设备进入GR Helper处理流程的最长保持时间。如果超过这段时间GR Restarter还没有完成GR处理流程，则周边邻居不再担任GR Helper角色。→注：该TLV是Grace LSA必须携带的。 ii. Graceful Restart Reason TLV：Type取值为2，长度为1字节，告知邻居设备GRRestarter的重启原因。Value取值为0表示原因未知，取值为1表示软件重启，取值为2表示软件重新加载（升级），取值为3表示GR Restarter进行主备倒换。→注：Grace LSA中必须携带该TLV。 iii. IP Interface Address TLV：Type取值为3，长度为4字节，用来告知发送Grace LSA的接口的IP地址，在网络上需要用该IP地址来唯一标识一台重启设备。

OSPF GR运行过程

IETF标准

具体流程如下：
(1) Router A重启之前向Router B发送Grace LSA；(2) Router B收到Router A发出的Grace LSA后，会维持与Router A的邻居关系不变；(3) Router A 与Router B进行Hello报文与DD报文交互和LSDB同步。由于GR过程中不能生成LSA，所以在LSDB同步过程中，如果Router A从Router B收到自己产生的LSA，直接存储下来并置上Stale标志；(4)完成LSDB的同步之后，Router A发送Grace LSA（Grace Period TLV的Type值为0）通知Router B结束GR流程。Router A进入正常OSPF流程，然后Router A重新生成LSA，并删除那些置了Stale标志而又没有被重新生成的LSA；(5) Router A在恢复所有路由信息后重新进行路由计算，重新刷新FIB表。

非IETF标准

非IETF标准GR主要是通过下面两个能力扩展来支持OSPF GR：1. Link-Local Signaling（LLS）：OSPF本地链路通告扩展，用来标识当前路由器和其他路由器进行一些可选信息的通信。2. Out-of-band LSDB Resynchronization（OOB）：带外的LSDB重新同步，完成无邻接关系变化的LSDB重新同步。


具体流程：
(1) Router A重启后向Router B发送LR和RS都置位的Hello报文，向Router B通告自己只是暂时断开马上就会恢复正常，并且自己具备OOB能力；(2) Router B收到Hello报文后，也会向Router A回复一个LR仍保持置位但是RS位已经清除的Hello报文，向Router A通告自己已经知道它是要短暂离开，并且自己也具备OOB能力；(3) Router A向Router B发送R置位的DD报文，向Router B发起LSDB同步请求，在LSDB同步期间，Router B不会将Router A从自己的邻居列表中删除，在自己生成的Router LSA（Network LSA）中，与Router A的邻居关系仍然为Full。由于GR过程中不能生成LSA，所以在LSDB同步过程中，如果Router A从Router B收到自己产生的LSA，直接存储下来并置上Stale标志。(4)完成LSDB的同步之后，Router A结束GR流程，进入正常OSPF流程，然后Router A重新生成LSA，并删除那些置了State标志而又没有被重新生成的LSA。Router B在和Router A的邻居关系重新达到Full状态后退出GR流程，进入正常OSPF流程。(5) Router A在恢复所有路由信息后重新进行路由计算，重新刷新FIB表。

配置命令

Router(config-router)#nsfcisco helper //开启优雅重启功能（链路的两端配置才有效）

▲根据不同厂商设备不一样，配置的命令会有所差异。有的是graceful restart、enable什么之类的。
Cisco NSF is supported by the BGP, EIGRP, OSPF, and IS-IS protocols for routing andby Cisco Express Forwarding (CEF) for forwarding。能使用快速转发机制的路由协议都应该可以配置优雅重启，需要一个主设备和多台辅助设备。