计算机网络路由器协议

路由选择协议：OSFP协议、ISP协议、RIP协议

　　2019年10月19日18:00:40理解：路由器是网络层的设备采用的是网络层的协议，如OSFP协议。路由器是多个路由接口集合而成，路由接口用于访问该接口所属的网段，会有多路访问网段情况，路由接口有链路状态LSA，链路状态包含IP地址，子网掩码，网络类型和cost值等，通过建立邻居关系可以互换链路状态，收到的链路状态会链路状态数据库LSDB，我认为交换的应该是链路状态数据库,区域是用于简化OSFP计算，LSA只在区域内的路由接口进行交换，而且区域内会有一个“核心路由接口，我认为其应该是ABR”，IR和ABR交换LSDB，区域内IR不能直接交换LSDB，只能通过ABR间接交换，三个区域以上需要两个ABR,这两个ABR是一个区域，区域里通过ABR与ABR交换不同区域的LSDB，还有一个ASBR,J将外部路由协议重分布进OSFP,还待详细理解！DR和BDR是在多路访问网段时选择“核心”路由接口，多个路由器选择该网段符合要求的路由接口充当DR和BDR。然后再通过hub spoke交换不同路由器但是在该网段的路由接口的LSA，然后在对应单个路由器里面又可以通过“区域理论交换同个路由器不同接口的LSDB”，区域理论还认为同一个路由器可以运行多个OSFP进程，每个进程可以有多个区域。在此，认为“邻居”和“链接”的内容还待理解！多个OSFP进程中的多个不能可以包含多个接口，但是不存在交叉，没有ABR在交叉处，为什么链路状态是分进程分区域存放？为什么不交叉LSDB呢？？？？邻居是基于路由器层面！！

　　从OSFP建立邻居，到LSA的互换，路由表的表计算，需要经过一系列数据包的交换。

　　启动OSFP,进行LSA互换，计算路由表的具体过程：建立连接关系：down------attempt-------init--------two-way（前面过程之后建立邻居状态）--------Exstart（确定 master和slaver根据routerID）--------exchange（提供DBD--返回LSR）-------loading（提供LSU包含链路状态）--------Full（链路状态数据库已经同步-路由表还在计算）

　　二层介质定义网络类型，

　　二层介质和邻居定义链路类型的不同？？？？？？？会影响LSA。链路类型是一个大概念，一个链路上一个网段，链路是指无源的点到点！

　　路由器可以运行多个OSFP进程，OSFP可以将其他进程的OSFP进程的路由信息和其他外部协议的信息重分布进自己的域！！！！

预备知识：

1、传输层:数据段；网络层：报文分组(IP包)；数据链路层：数据帧；物理层：比特流

2、网络层的数据平面和控制平面

　　数据平面，路由器输入链路之一的数据报如何转发到该路由器的输出链路之一。实现转发（通常几纳秒）。通过路由器种的常用硬件实现。

　　控制平面（一种网络范围的逻辑）：控制在源主机和目的主机端到端的路径中的路由器如何收发数据（计算收发表），控制网络层组件和服务如何配置和管理（与路由器交互的控制器）！实现路由选择（通常几秒）。通过软件实现。

3、路由选择组件，路由选择功能，路由选择算法，路由选择协议，路由选择报文，路由选择设备，控制分组，路由选择协议信息,路由选择处理器计算和更新转发表

4、路由选择算法决定插入该路由器转发表的内容。

5、链路层功能和物理层功能，

　　物理层的基本功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。

　　链路层的基本功能是通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。数据帧数据结构包括三部分：帧头，数据部分，帧尾。帧头和帧尾包含一些必要的控制信息，比如同步信息、地址信息、差错控制信息等。数据部分则包含网络层传下来的数据，比如IP数据包等！

4、最近开销路径的路由选择算法：

路由选择协议：OSFP协议（Open Shortest Path First-放的最短路径优先协议）

OSFP协议是开放的，由IETF开发，使用的算法是-Dijkstra算法，2019年10月19日20:21:19到达获取LSA通过计算获取routerID，然后根据routerID到达路由器，“计算路由表”该在哪呢？？？？。

预备知识：

1 IP协议号：

2 跳数限制：

3 明文和MD5认证：

4 链路，路由器上的接口，值运行在OSPF进程下的接口。链路状态，包含接口上的IP地址，子网掩码，网络类型（链路层的类型OSI模型在第二层的定义二层介质类型，区别于RIP、EIGRP）和cost值等等。

5 路由表和转发表

6 下一跳

7 metric和Cost（100000000/接口带宽）的关系：cost是执行OSFP协议的路由器确定到达目的地的最佳路径的计量标准的实例。

　　metric：路由算法确定到达目的地的最佳路径的计量标准。

　　常用metric有：路径长度、可靠性、延迟、带宽、负载等。

　　在路径长度这一类中，不同协议有不同标准。如：RIP依据跳数（hop count），OSPF依据cost，EIGRP主要依据带宽K1和延时K3，还包括:bandwidth、reliability、load、MTU等参数。

8 routerID：同区域路由器的Router-ID并不是单独通过LSA来通告的，而是通过精确的LSA计算出来的！！IP地址和routerID是有联系，只有一个Loopback接口，那么Router ID就是这个Loopback的IP地址;如过没有Loopback接口，就选择IP地址最大的物理接口的IP地址为Router ID。但是此接口不能运行OSFP，所以不能接受OSFP报文。routerID连接两个域实现两个域间的通信。外部路由的routerID经过ASBR重分布会改成ASBR的routerID但是ABR转发ASBR的LSA是没有权利修改routerID,所以另一个区域接受到的LSA和routerID将寻找不到该routerID,所以ABR需要发送单独的LSA来告知如何到达ASBR的Router-ID!!!

9 Forward Address：在ASBR的路由表中，外部路由的下一跳地址是什么，那么在外部路由的LSA中Forward Address就是什么。外部路由的下一跳是否在OSFP进程里面，如果在，Forward Address就是在地址；如果不在，ASBR将Forward Address设置为0.0.0.0！！！

OSFP协议内容：

1 路由表的更新是增量更新，而不是周期性更新。只有路由发生变化时，才会发送更新，其实OSFP是周期性更新也是增量更新。到达路由刷新的时间阀值，路由会产生更新，OSFP协议下的路由表就会更新。

2、执行OSFP协议的路由器之间交换的不是路由表，而是链路状态，每个路由器都将收到的链路状态存在链路状态数据库。OSFP通过获取网络中的所有链路状态，计算出到每个目的的精确的网络路径。

3、OSPF区域，采用了Hub-Spoke的拓朴架构（核心与分支的拓朴）

　　是基于路由器的接口划分的，而不是基于整台路由器划分的，一台路由器可以属于单个区域，也可以属于多个区域。核心区域接受和转发LSA，并作为常规区域之间交换LSA的桥梁。常规区域之间不能直接交换LSA。

　　一台路由器可以运行多个OSPF进程，不同进程的OSPF，可视为没有任何关系，如需要获得相互的路由信息，需要重分布。每个OSPF进程可以有多个区域，而路由器的链路状态数据库是分进程和分区域存放的。

4、邻居

5、邻接（Adjacency）

　　两台OSPF路由器能够形成邻居，但并不一定能相互交换LSA，只要能交换LSA，关系则称为邻接（Adjacency）。邻居之间只交换Hello包，而邻接（Adjacency）之间不仅交换Hello包，还要交换LSA。

6、LSA类型-11中，理解1、2、3、4、5、7一共6种类型。根据区域类型，网络类型，连接类型，路由器身份的不同产生不一样的LSA。

类型1：router link，路由器层面，每个路由器只有一个类型1的LSA,该LSA集合了路由器各个接口的LSA。

类型2：network link，需要选举DR/BDR的网络类型中才会产生，并且只是DR产生，BDR没有权利产生。

类型3：Summary Link，区域层面，将一个区域的LSA发向另一个区域时的汇总和简化。

类型4：ASBR Summary Link，执行重分布的路由器ASBR其他区域无法到达该routerID，通过LSA 4可以到达。ABR单独发送的就是该LSA。

类型5：External Link，在外部路由重分布进OSPF时，由ASBR产生的。LSA 5包含ASBR的routerID和foreword address。

类型7：NSSA Link，LSA 7由NSSA区域的ASBR产生，LSA 7也只能在NSSA区域内传递，如果要传递到NSSA之外的其它区域，需要同时连接NSSA与其它区域的ABR将LSA 7 转变成LSA 5后再转发。

7、LSA各参数包含：LS Type，Link State ID，Link ID，Link Data。由于LSA类型不同，区域类型不同，网络类型不同，链路类型不同和路由器身份不同而不一样。

LS Type 1~11
Link State ID,LSA的简明信息，可以理解为LSA的标题，或者说是LSA的名称之类。
Link ID，OSPF接口的链路状态，也就是LSA内容部分。
Link Data，接口上的IP地址，如果链路类型（Link Type）为Stub Network Link，则Link Data是子网掩码

LSA类型	Link State ID内容
LSA 1	是产生LSA 1的路由器的Router-ID
LSA 2	因为LSA 2是由DR产生的，所以LSA 2的Link State ID是DR的接口地址
LSA 3	是目标网络的网络地址，其实这个等同于路由条目
LSA 4	是ASBR的Router-ID
LSA 5	是目标网络的网络地址，其实这个等同于路由条目

链路类型(Link Type)	Link ID内容
Stub Network Link	使用接口的网络号和子网掩码来表示
Point-To-Point Link	邻居的Router-ID
Transit Link	是DR的接口地址
Virtual link	同Point-To-Point Link，是邻居的Router-ID