ospf简介

开放最短路径优先协议(Open  Shortest  Path  Fist , OSPF)是由Internet工程任务组(Internet  Engineering  Task  Force , IETF)开发的路由选择协议，用来代替存在一些问题的RIP协议。

 

OSPF协议一般有以下特征：

1、使用了区域的概念，这样可以有效减少路由选择协议对路由器的CPU和内存的占用，划分区域还可以降低路由器选择协议的通信量，这使构建一个层次化的互联网络拓扑成为可能。

2、完全无类别的处理地址问题，排除了像不连续的子网这样的有类别路由选择协议的问题。
3、支持无类别的路由表查询、VLSM和用来进行有效地址管理的超网技术。
4、支持无大小限制的、任意的度量值。
5、支持使用多条路由路径的效率更高的等价负载均衡。
6、使用保留的组播地址来减小对不运行OSPF协议的设备的影响。
7、支持更安全的路由选择认证。
8、使用可以跟踪外部路由的路由标记。

 

从宏观的角度来看，OSPF协议的操作是比较容易解释的：

1、由一个路由器发送HELLO报文，找到邻居
2、和邻居建立邻接关系，但邻居不一定就建立邻接关系，但建立了邻接关系，就一定是邻居
3、在路由器里形成链路状态数据库，在将这些数据库泛洪出去，让每一个路由器（建立邻接的）都学习到，主要是LSA/LSP
4、在通过SPF算法，算出最短的路径
5、最后生成路由表
 

 

HELLO报文协议服务于以下几个目的：
1、它是发现邻居路由器的方法
2、在两台路由器成为邻居之前，需要通过HELLO报文协议通告这两台路由器必须相互认可的几个参数
3、HELLO报文在邻居路由器之间担当keepalive的角色
4、它确保了邻居路由器之间的双向通信
5、它用来在一个广播网络或非广播多址的网络上选取指定路由器（designated router,DR)和备份指定路由器（backuo designated roumr,BDR)

 

OSPF的网络类型有以下5种：

1、点到点网络
2、广播型网络（广播多址）
3、非广播多址网络
4、点到多点网络
5、虚链路

 

OSPF的DR和BDR是指路由器的接口特性，DR和BDR的选取是通过一个接口状态机的方式触发的，需要满足以下条件：

1、每台路由器的每一个多点访问的接口都有一个路由器优先级，用一个8位的无符号整数来表示，大小范围上一0-255
2、HELLO报文包含了表示始发路由器指定的路由器优先级的字段，也包含了表示路由器认为可能是DR和BDR的相关接口的IP地址的字段
3、当一个接口在一个多址网络上开始有效时，它将把它的DR和BDR的地址设置为0.0.0.0。同时它也设置等待计时器的值等于路由器无效时间间隔
4、在多址网络上已经存在的接口将把DR和BDR的地址记录入一个接口数据结构表中

 

DR和BDR的选取：

 

      在路由器和它的邻居路由器之间首先建立成功双向通信，接着检查每台邻居路由器发送的HELLO报文的优先级、DR和BDR等字段。列出所有具有DR和BDR选取资格的路由器的列表（也就是说，路由器的优先级要大于0，并且它的邻居状态至少要双向通信），接着所有的路由器将宣称自己是DR路由器（HELLO报文的DR字段是它们自身接口的地址）。所有路由器也将宣称它们自己是BDR路由器（HELLO报文的BDR字段是它们自身接口的地址）。从具有选取资格的路由器列表中，创建一个还没有宣告为DR路由器的所有路由器的子集（宣告自己为DR路由器的路由器不能被选取为BDR路由器）。如果在这个子集的一个或者多个邻居路由器，它们在HELLO报文的BDR字段包含了它们自己的接口地址，那么具有最高优先级的邻居路由器将被宣告为BDR路由器。在优先级相同的条件下，具有最高理由器ID的邻居路由器将被选作BDR路由器。

 

      简单的说，当一台OSPF路由器有效启动并去发现它的邻居路由器时，它将去检查有效的DR和BDR路由器。如果DR和DR路由器存在的话，这台路由器将接受已经存在的DR和BDR路由器。如果BDR路由器不存在，将执行一个选取过程，选出具有最高优先级的路由器作为BDR路由器。如果存在多个路由器具有相同优先级，那么在数值上具有最高的路由器ID的路由器将被选中。如果没有有效的DR路由器存在，那么BDR路由器将被推举为DR路由器，然后在执行一个选取过程选取BDR路由器。

 

OSPF路由器的类型

1、内部路由器：是指所有接口都属于同一个区域的路由器。
2、区域边界路由器（area border routers,ABR):是指连接一个或多个区域到骨干区域的路由器，并且这些路由器会作为域间通信量的路由网关。因而，ABR路由器总是至少有一个接口是属于骨干区域的，而且必须为每一个与之相连的区域维护不同的链路状态数据库。
3、骨干路由器（BR）：是指至少有一个接口与骨干区域相连的路由器。
4、自主系统边界路由器（ASBR）：可以认为是OSPF域外部的通信量进入OSPF域的网关路由器。