FRRouting配置与OSPF介绍，配置，命令，bfd算法：

1、frrouting的配置：

sudo service zebra start  
sudo service ospfd start
telnet localhost 2604
en
configure terminal
router ospf
ospf router-id 192.168.30.2
network 192.168.142.0/24 area 0
network 192.168.30.0/24 area 0
quit
quit
write
quit

service zebra start：启动Zebra守护进程。Zebra是FRR的核心守护进程，负责管理路由表，并与操作系统的内核进行交互。

service ospfd start：启动OSPF守护进程。OSPF（Open Shortest Path First）守护进程负责处理OSPF路由协议相关的操作，如建立邻居关系、交换路由信息等。

通过Telnet连接到OSPF守护进程
● telnet：使用Telnet协议连接到指定的主机和端口。
● localhost：连接到本地主机。
● 2604：OSPF守护进程的默认端口。
router ospf：进入OSPF路由协议的配置模式。在这个模式下，你可以配置OSPF的具体设置。
ospf router-id 192.168.30.2：设置OSPF的Router ID。Router ID是一个唯一的标识符，用于标识OSPF路由器。通常设置为路由器的某个接口IP地址，但也可以是任何唯一的32位值。

network 192.168.142.0/24 area 0
network是一个关键字，用于指定OSPF路由器在其配置中宣布的网络。这个命令告诉OSPF进程某个特定的IP网络需要参与OSPF路由计算，并通告给其他OSPF路由器。

area：
分隔网络 ，
● 同一个区域内的 OSPF 路由器，会自动寻找并建立邻居关系。成功建立邻居关系的路由器会交换链路状态数据库（LSDB），确保区域内的所有路由器在链路状态和路由信息上保持一致。
● 当同一区域内的某个路由器检测到拓扑变化（如接口状态变化），会生成新的 LSA 并进行泛洪（flooding），使该区域内的所有路由器更新其 LSDB。
● 同一个区域内的网络才会进行计算路由
● DR 和 BDR 是在 每个广播网络段 上进行选举的，而不是在整个区域范围内选举。
● 本项目域内网段全是aera0 域间连接的网段全是aera1

2、ospf

2.1、检测和维护邻居关系

OSPF（开放最短路径优先）协议通过以下几个步骤来检测和维护邻居关系：

1. 发送Hello包
   OSPF通过在每个启用了OSPF的接口上定期发送Hello包来检测邻居。Hello包是OSPF的特殊报文，用于邻居发现和保持邻居关系。
2. 接收Hello包
   当一个OSPF路由器接收到来自其他路由器的Hello包时，它会检查包中的信息，以确定是否要建立或维护与发送者的邻居关系。
3. 交换Hello包
   如果两个路由器的Hello包中包含匹配的信息（如区域ID、子网掩码、Hello间隔和死间隔等），它们将成为邻居，并开始交换更多详细的OSPF信息。
4. 建立邻居关系
   建立邻居关系的步骤如下：
   发送和接收Hello包：两个路由器交换Hello包并验证它们的兼容性。
   双向通信状态：如果Hello包中包含对方的Router ID，表明对方已经收到并认可它的Hello包，邻居状态将变为双向。
   交换数据库描述（DBD）包：邻居关系进入Exchange状态，路由器开始交换DBD包，其中包含链路状态数据库的摘要信息。
   发送链路状态请求（LSR）：路由器请求尚未拥有的链路状态信息。
   发送链路状态更新（LSU）：路由器响应LSR请求，发送LSU包，提供详细的链路状态信息。
   数据库同步完成：一旦链路状态数据库完全同步，邻居状态进入Full状态，表示邻居关系完全建立。

OSPF 邻居关系的状态转换通常经历以下几个阶段：

1. Down：初始状态，没有任何 OSPF 邻居。
2. Init：邻居发现，但未完全建立。
3. 2-Way：双方确认彼此的存在。
4. Exstart：准备交换 LSA。
5. Exchange：交换 LSA。
6. Loading：加载缺失的 LSA。
7. Full：完全建立邻接关系。 . 完成邻接建立 LSA 交换 SPF 计算 :路由器可以使用收到的 LSA 来执行最短路径优先（SPF）算法，计算到网络中其他路由器的最佳路径。 “Full” 状态的邻居会参与 OSPF 的路由选择过程，从而在 OSPF 路由表中添加有效的路由
8. 定期发送Hello包
   邻居关系建立后，OSPF路由器会定期发送Hello包来维持邻居关系。如果在规定的时间间隔内（通常是死间隔的四倍）没有收到邻居的Hello包，OSPF将认为该邻居不可达，并删除其邻居条目。

示例说明
假设有两个OSPF路由器A和B，它们连接在同一以太网交换机上，并配置在同一网段 192.168.1.0/24：
路由器A的接口配置：

interface GigabitEthernet0/1
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0

路由器B的接口配置：

interface GigabitEthernet0/1
ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0

在这种配置下：
路由器A和B在同一网段 192.168.1.0/24 内。
它们使用组播地址 224.0.0.5 发送Hello包。
它们的Hello包中包含相同的区域ID、Hello间隔、死间隔和子网掩码。
因此，路由器A和B会相互发现并建立邻居关系。

在大多数情况下，OSPF邻居关系是在同一网段内建立的。这意味着OSPF邻居之间的接口IP地址和子网掩码必须匹配，确保它们在同一网络范围内。这种机制确保了OSPF路由器能够正确地发现和维护邻居关系，从而保证路由信息的准确性和一致性。

2.2、ospfDR和BDR

在OSPF（Open Shortest Path First）协议中，DR（Designated Router，指定路由器）和BDR（Backup Designated Router，备份指定路由器）是两个重要的角色，它们在多接入网络（如以太网）中扮演着关键的作用，用以优化网络中的OSPF流量和减少网络带宽的消耗。
Designated Router (DR)
DR是OSPF网络中每个多接入网络（如以太网）中被选举出来的一个路由器。它的主要作用是代表该网络中的其他路由器进行OSPF通信。当一个网络中存在多个路由器时，如果这些路由器都相互发送OSPF链路状态通告（LSA），那么网络中的OSPF流量将会非常庞大，从而可能导致网络拥塞。通过选举一个DR，网络中的其他路由器只需与DR交换LSA，而DR则负责将这些LSA转发给网络中的其他路由器以及自治系统内的其他路由器。这样，就大大减少了网络中的OSPF流量。
BDR
是DR的备份，它的作用是在DR失效时能够迅速接管DR的职责，从而保证网络的稳定性和连续性。与DR类似，BDR也会监听网络中的LSA，但通常不会转发给网络内的其他路由器，除非DR失效。BDR的选举过程与DR相同，但优先级稍低，确保在DR正常工作时，BDR处于待命状态。
选举过程
DR和BDR的选举过程基于以下几个因素：

1. 路由器优先级：每个路由器都可以配置一个OSPF优先级（默认为1），优先级最高的路由器将被选为DR，次高的则被选为BDR。如果优先级相同，则根据路由器的Router ID（通常基于IP地址）来选择。
2. 全连接性：为了被选为DR或BDR，路由器必须能够与网络中的其他所有OSPF路由器形成邻接关系。

2.3、odpf邻居表

● FULL：表示已经建立了完全的邻居关系，并同步了 LSDB。
● Init：表示接口已经接收到 Hello 报文，但还没有完成整个邻居关系建立过程。
● DR/BDR：表示该邻居是 Designated Route(DR（指定路由器)r 或 Backup Designated Router(备份指定路由器)。
● 在OSPF协议中，每个路由器都必须有一个唯一的Route ID
● DR负责在该网络内广播路由信息，而BDR则作为DR的备份。其他路由器则被称为DROther，它们只与DR和BDR交换路由信息，而不直接与其他DROther路由器交换信息。

2.4、ospf常用命令

vtysh 是一个集成的命令行接口，用于访问所有FRR守护进程（例如，zebra、ospfd等）

show ip ospf 查看ospf的全局状态

show ip ospf interface 查看OSPF接口信息

show ip ospf neighbor # 查看 OSPF 邻居状态

show ip ospf neighbor # 查看指定接口的 OSPF 邻居

show ip ospf neighbor detail # 查看 OSPF 邻居的详细信息

show ip ospf database # 查看 OSPF 数据库（LSDB）中所有 LSA

show ip ospf database router # 查看 Router LSA（类型 1 LSA）

show ip ospf database network # 查看 Network LSA（类型 2 LSA）

show ip ospf database summary # 查看 Summary LSA（类型 3 LSA）

show ip route ospf # 查看 OSPF 路由

show running-config 显示设备的完整运行配置，包括所有接口的 IP 地址、路由协议配置（如 OSPF、BGP 等）、访问控制列表（ACL）、静态路由、NAT 配置等。

show ip route 此命令用于查看路由器的完整路由表，包括所有路由来源 ， 包括直连路由、静态路由、OSPF 路由、RIP 路由、BGP 路由等。每种路由类型会以不同的标识符表示，例如 O 表示 OSPF 路由，C 表示直连路由

show ip route ospf 此命令专门用于查看 OSPF 协议学习到的路由信息。 ，包括来自其他 OSPF 路由器的路由、直连路由和默认路由。

/usr/lib/frr/frrinit.sh restart 重启frr 通常只需要将 frr.conf 文件放置在 /etc/frr/ 目录下，FRR 就会在启动时自动加载该配置文件

show ip ospf database

顶部信息
● OSPF Router with ID (0.0.0.61)：当前 OSPF 路由器的 Router ID，
Router Link States（路由器链路状态）(LSA) 类型 1
● Link ID：链路的标识符（Router ID），表示一个 OSPF 路由器或某个链路的标识。
● ADV Router：Advertising Router，发布该链路状态的路由器 ID。
● Age：LSA（链路状态广告）老化计时器，值为秒数，越大表明此 LSA 更旧（默认 3600 秒自动刷新）。
● Seq#：序列号，OSPF 用于版本控制。值越大代表 LSA 较新。
● CkSum：LSA 校验和，用于检查链路状态的完整性。
● Link Count：该路由器的链路数，表示此路由器直接连接的链路数量。
Net Link States（网络链路状态）类型 2：
● Link ID：网络链路标识符，通常是 DR（指定路由器）的 IP 地址，代表此网络的 IP。
● ADV Router：发布此网络状态的路由器的 Router ID，通常是网络的 DR。
● Age：同样为 LSA 老化时间，单位为秒。
● Seq#：序列号，用于标识 LSA 的版本。
● CkSum：LSA 校验和。
Summary Link States（汇总链路状态）
● Link ID：目的网络的标识符（如 17.2.5.20/30），表示网络前缀。 Summary LSA 和 AS External LSA 的作用是描述如何到达特定网络前缀，而不仅仅是描述链路之间的连接状态。因此，Link ID 表示目标网络，以便接收 LSA 的路由器可以根据此信息更新路由表，了解该目标网络的路径。
● ADV Router：发布此汇总状态的路由器的 Router ID，通常为 ABR。 ABR 负责连接 OSPF 的骨干区域（Area 0）与其他非骨干区域（如 Area 1、Area 2）。当非骨干区域的路由信息需要传播到骨干区域或其他区域时，ABR 会将这些信息汇总并生成 Summary LSA，即汇总链路状态通告，将汇总的路由信息从一个区域传递到另一个区域。 存储的网段全是跨越网段. 当前区域（域）内的连接信息，OSPF 使用的是 Link State Advertisement (LSA) 类型 1 和类型 2：
● Age：该 LSA 的老化时间。
● Seq#：序列号。
● CkSum：LSA 校验和。
● Route：路由前缀或子网，表示 LSA 描述的网络范围。

2.5、bfd配置

BFD（Bidirectional Forwarding Detection）**是一种网络协议，用于快速检测两台路由设备之间的连接状态，以便在发生连接故障时迅速做出响应。BFD 提供了超低延迟的故障检测机制，可以支持 OSPF、BGP、IS-IS 等多种路由协议，加速网络收敛，提高整体网络可靠性
OSPF 中，BFD 与 OSPF 邻居关系协同工作，用于检测 OSPF 路由器之间的链路是否出现故障。BFD 提供的快速故障检测机制能够让 OSPF 在链路中断时更快速地收敛，从而减少网络中断的持续时间。

● OSPF 默认链路故障检测时间：OSPF 默认使用 Hello 协议检测邻居链路的状态。链路故障检测的时间可能会长达 40 秒或更多，具体取决于 OSPF 的 Hello 和 Dead 间隔时间。
● BFD 故障检测时间：通过 BFD，链路故障的检测时间通常可以减少到 300 毫秒以内，远远小于 OSPF 的默认故障检测时间。

经过实测，分布式网络108节点ospf收敛时间：10s->1s内

bfd配置：