一、什么是OSPF？

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。

二、OSPF术语

1、route ID

每一台OSPF路由器只有一个Router-ID，Router-ID使用IP地址的形式来表示，确定Router-ID的方法为：
★1 .手工指定Router-ID。
★2 .路由器上活动Loopback接口中IP地址最大的，也就是数字最大的，如C类地址优先于B类地址，一个非活动的接口的IP地址是不能被选为Router-ID的。
★3 .如果没有活动的Loopback接口，则选择活动物理接口IP地址最大的。
注：如果一台路由器收到一条链路状态，无法到达该Router-ID的位置，就无法到达链路状态中的目标网络。
Router-ID只在OSPF启动时计算，或者重置OSPF进程后计算。

2、COST值

OSPF会自动计算接口上的Cost值，但也可以通过手工指定该接口的Cost值，手工指定的优先于自动计算的值。
OSPF计算的Cost，同样是和接口带宽成反比，带宽越高，Cost值越小。到达目标相同Cost值的路径，可以执行负载均衡，最多6条链路同时执行负载均衡。

3、链路

就是路由器上的接口，在这里，应该指运行在OSPF进程下的接口。

4、链路状态

OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（Link-State），生成链路状态数据库(Link-State Database)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个网络的拓扑状况。OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独立地计算出到达任意目的地的路由。

5、OSPF区域

OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域”(Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。

三、OSPF四种路由

在OSPF多区域网络中，路由器可以按不同的需要同时成为以下四种路由器中的几种：

1. 内部路由器：所有端口在同一区域的路由器，维护一个链路状态数据库。
2. 主干路由器：具有连接主干区域端口的路由器。
3. 区域边界路由器(ABR)：具有连接多区域端口的路由器，一般作为一个区域的出口。ABR为每一个所连接的区域建立链路状态数据库，负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域，而主干区域上的ABR则负责将这些信息发送到各个区域。
4. 自治域系统边界路由器(ASBR)：至少拥有一个连接外部自治域网络（如非OSPF的网络）端口的路由器，负责将非OSPF网络信息传入OSPF网络。

四、协议类型

Hello报文，通过周期性地发送来发现和维护邻接关系；
DD(链路状态数据库描述)报文，描述本地路由器保存的LSDB(链路状态数据库)；
LSR(LS Request)报文，向邻居请求本地没有的LSA；
LSU(LS Update)报文，向邻居发送其请求或更新的LSA；
LSAck(LS ACK)报文，收到邻居发送的LSA后发送的确认报文。

五、接口优先级

选举优先级最高的成为DR，优先级数字越大，表示优先级越高，被选为DR的几率就越大，次优先级的为BDR，优先级范围是0-255，默认为1，优先级为0表示没有资格选举DR和BDR。

六、网络类型

1.点到点网络(point-to-point），由cisco提出的网络类型，自动发现邻居，不选举DR/BDR，hello时间10s。
2.广播型网络(broadcast），由cisco提出的网络类型，自动发现邻居，选举DR/BDR，hello时间10s。
3.非广播型（NBMA）网络 (non-broadcast），由RFC提出的网络类型，手工配置邻居，选举DR/BDR，hello时间30s。
4.点到多点网络 (point-to-multipoint），由RFC提出，自动发现邻居，不选举DR/BDR，hello时间30s。
5.点到多点非广播，由cisco提出的网络类型，手动配置邻居，不选举DR/BDR，hello时间30s。
6.虚链接： OSPF包是以unicast的方式发送。

七、OSPF几种状态

• Down：此状态还没有与其他路由器交换信息。首先从其ospf接口向外发送hello分组，还并不知道DR（若为广播网络）和任何其他路由器。发送hello分组使用组播地址224.0.0.5。
• Attempt: 只适于NBMA网络，在NBMA网络中邻居是手动指定的，在该状态下，路由器将使用HelloInterval取代PollInterval来发送Hello包。
• Init: 表明在DeadInterval里收到了Hello包，但是2-Way通信仍然没有建立起来。
• two-way: 双向会话建立，而RID彼此出现在对方的邻居列表中。
• ExStart: 信息交换初始状态，在这个状态下，本地路由器和邻居将建立Master/Slave关系，并确定DD Sequence Number，路由器ID大的的成为Master。
• Exchange: 信息交换状态，本地路由器和邻居交换一个或多个DBD分组（也叫DDP），DBD包含有关LSDB中LSA条目的摘要信息。
• Loading: 信息加载状态：收到DBD后，将收到的信息同LSDB中的信息进行比较。如果DBD中有更新的链路状态条目，则向对方发送一个LSR，用于请求新的LSA。
• Full: 完全邻接状态，邻接间的链路状态数据库同步完成，通过邻居链路状态请求列表为空且邻居状态为Loading判断。

八、无法形成邻接关系原因

1、Hello间隔和Dead间隔必须相同才能建立邻接关系。
2、区域号码不一致。
3、特殊区域（如stub和nssa等）区域类型不匹配。
4、认证类型和密码不一致。
5、路由器ID相同。
6、Hello包被ACLdeny。
7、链路上的MTU不匹配。
8、接口下OSPF网络类型不匹配。

九、OSPF协议主要优点

1、OSPF是真正的LOOP- FREE（无路由自环）路由协议。源自其算法本身的优点。（链路状态及最短路径树算法）
2、OSPF收敛速度快：能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。
3、提出区域（area）划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量。也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。
4、将协议自身的开销控制到最小。
5、通过严格划分路由的级别，提供更可信的路由选择。
6、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5 验证。
7、OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千台。