OSPF路由协议

OSPF：开放式最短路径优先

OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP)，用于在单一自治系统(Autonomous System,AS)内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议(IGP)，故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法(Dijkstra)算法被用来计算最短路径树。OSPF分为OSPFv2和OSPFv3两个版本,其中OSPFv2用在IPv4网络，OSPFv3用在IPv6网络。OSPFv2是由RFC 2328定义的，OSPFv3是由RFC 5340定义的。与RIP相比，OSPF是链路状态协议，而RIP是距离矢量协议。
不同厂商管理距离不同，思科OSPF的协议管理距离(AD)是110，华为OSPF的协议管理距离是10。

OSPF三张表：邻居列表，链路状态数据库（LSDB），路由表

生成表过程：

OSPF区域：

1. 为了适应大型网络，OSPF在AS内划分多个区域
2. 为了OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息（LSA）
   
   所有非骨干区域要与骨干区域直接相连

区域ID：

区域ID可以表示成-个十进制的数字
也可以表示成一个IP
骨干区域Area 0
负责区域间路由信息传播
非骨干区域

RouterID：OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址

Router ID选取规则：
1.选取路由器loopback接口.上数值最高的IP地址
2.如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最
高的
3.也可以使用router-id命令指定Router ID

其他路由器（DRother）只和DR及BDR形邻接关系

DR和BDR的选举方法：
1.自动选举：
网段上Router ID最大的路由器被选举为DR，第二大的被选举为BDR
2.手工选举：
优先级范围是0~255，数字越大，优先级越高，默认为1
如果优先级相同，则需要比较Router ID
如果路由器的优先级设置为0，它将不参与DR和BDR选举
DR和BDR的选举过程
路由器的优先级可以影响选举过程，但是它不能强制更换已经存在的DR和BDR路由器
OSPF组播地址
224.0.0.5—DRother
224.0.0.6—DR和BDR
OSPF度量值为cost
cost=10^8/BW
最短路径是基于接口指定的代价（cost）计算的
OSPF的协议号是IP–89

OSPF包类型：

包类型	描述
Hello包	用于发现和维持邻居关系
数据库描述包（DBD）	用于向邻居发生摘要信息以同步链路状态数据库，FirDBD选举DR和BDR
链路状态请求包（LSR）	在路由器收到包含新信息的DBD后发送，用于请求更详细的信息
链路状态更新包（LSU）	收到LSR后发送链路状态通告（LSA），一个LSU数据包可包含多个LSA
链路状态确认包（LSAck）	确认已经收到的LSU，每个LSA需要分别确认

OSPF邻接关系的七个状态：

(1) Down: 邻居状态机的初始状态，是指在过去的Dead- Interval时间内没有收到对方的Hello报文。

(1-2)_ Attempt: 只适用于NBMA类型的接口，处于本状态时，定期向那些手工配置的邻居发送HELLO报文。

(2) Init: 本状态表示已经收到了邻居的HELL0报文，但是该报文中.列出的邻居中没有包含我的RouterID(对方并没有收到我发的HELLO报文)。

(3) 2-Way:本状态表示双方互相收到了对端发送的HELLO报文，建立了邻居关系。在广播和NBMA类型的网络中，两个接口状态是DROther的路由器之间将停留在此状态。

其他情况状态机将继续转入高级状态。

(4)ExStart:在此状态下，路由器和它的邻居之间通过互相交换DD报文(该报文并不包含实际的内容，只包含一-些标志位)来决定发送时的主/从关系。建立主/从关系主要是为了保证在后续的DD报文交换中能够有序的发送。

(5) Exchange: 路由器将本地的LSDB用DD报文来描述，并发给邻居。
(6)Loading:路由器发送LSR报文向邻居请求对方的DD报文。
(7) Full: 在此状态下，邻居路由器的LSDB中所有的LSA本路由器全都有了。即，本路由器和邻居建立了邻接(adjacency) 状态。
OSPF将网络划分为四种类型
1.点到点网络(Point-to-Point)
2.广播多路访问网络(Broadcast MultiAccess ,BMA)
3.非广播多路访问网络(None Broadcast MultiAccess ,
NBMA)
4点到多点网络(Point-to-Multipoint)
OSPF，RIPv2，RIPV1区别

OSPF建立邻居条件：
Router ID 不能相同
Hello时间必须一致
Dead时间必须一致
区域ID必须相同
认证必须相同
STUB标志位必须相同(直接路由器特殊区域一致)
三层MTU不匹配无法形成邻接关系(一边是ExStart，一边时Exchange)
OSPF版本不同(目前版本为2)
当OSPF网络类型是MA时，要求掩码一定一致(两个邻居)。目前会出现DR和LSA-2，无法描述网段

ospf路由器种类:
(1)区域内路由器( Internal Router) :
该类路由器的所有接口都属于同一个0SPF区域。
(2)区域边界路由器ABR (Area Border Routers) :
该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中-一个必须是骨干区域。
ABR用来连接骨干区域和非骨干区域，可以是实际连接，也可以是虚连接。
(3)骨干路由器(Backbong Routers )
该类路由器至少-一个接口属于骨干区域。
因此，所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器。
(4)自治系统边界路由器ASBR (AS Boundary Routers)
与其他AS交换路由信息的路由器称为ASBR。|

LSA：链路状态通告

类型	特点
第一类LSA: Router-LSA	由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和花费，传递到整个区域
第二类LSA: Network-LSA	由指定路由器DR生成，描述了本网段的链路状态，传递到整个区域
第三类LSA: Net-Summary-LSA	由ABR生成，描述了区域内某–网段的路由，传递到相关区域
第四类LSA: ASBR summary LSA	由ABR产生，但是它是一条主机路由，指向ASBR路由器地址的路由。
第五类LSA:自治系统外部LSA	由ASBR产生，告诉相同自治区的路由器通往(Autonomous system external LSA)外部自治区的路径。自治系统外部LSA是唯一-不和具 体的区域相关联的LSA通告，将在整个自治系统中进行洪泛。
第六类LSA:组成员LSA	目前不支持组播OSPF (MOSPF 协议)(Group membership LSA)
第七类LSA: NSSA外部LSA	由ASBR产生，几乎和第五类LSA通告是相同(NSSA External LSA)的，但NSSA外部LSA通告仅仅在始发这个NSSA外部LSA通告的非纯末梢区域内部进行泛洪。