OSPF-开放式最短路径优先

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OSPF简介：

属于IGP（内部网关协议）

• 开放式最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议（Interior Gateway Protocol）。
• OSPF把自治系统AS（Autonomous System）划分成逻辑意义上的一个或多个区域；
• OSPF通过链路状态通告LSA（Link State Advertisement）的形式发布路由；
• OSPF依靠在OSPF区域内各设备间交互OSPF报文来达到路由信息的统一；
• OSPF报文封装在IP报文内，可以采用单播或组播的形式发送。
• OSPF协议号为89

目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC2328）。
针对IPv6协议使用OSPF Version 3（RFC2740）。

本文讲述的是针对IPv4协议使用的OSPF Version 2的技术原理

OSPF交互的是链路状态信息，路由器根据最短路径优先算法计算到达目的网络的路径。而不是通过路由通告来获取路由信息(改进了RIP的缺点)。

OSPF优点：

OSPF协议出现以前使用的是RIP协议（基于邻居路由表计算，易成环且收敛速度慢）

• 每台路由器都能够掌握全网拓扑，通过最短路径优先算法SPF（Shortest Path First）计算路由，不会产生路由环路。
• 收敛速度快，因为路由更新是及时的，并且能够快速传递到整个网络。
• 能够处理VLSM，灵活进行IP地址分配。
• OSPF可以采用组播形式收发报文，这样可以减少对未运行OSPF的路由器的影响。
• OSPF支持无类型域间选路（CIDR）。
• OSPF支持对等价路由进行负载分担。
• OSPF支持报文验证。

OSPF运行机制：

建立邻居关系-同步链路数据库-计算路由表

1. 交互Hello报文形成邻居关系
2. 泛洪LSA通告链路状态信息
3. 组建LSDB形成带权有向图
4. SPF算法计算并形成路由表
5. 维护和更新路由表

OSPF5种报文类型

• Hello报文
  邻居发现（Hello interval:报文间隔10s;Router Dead interval:失效时间40s），邻居保持（维护邻居关系），邻居建立（建立双向通信，指定DR和BDR）
• DD报文
  选举主从，相互交互LSA摘要信息
• LSR报文
  向对方请求更新LSA，LSR报文里包括所需要的LSA摘要信息
• LSU报文
  用来向对端发送其所需的LSA或泛洪本端更新的LSA，其报文内容是多条完整的LSA的集合。未来实现泛洪的可靠性传输，需要LSAck报文对其进行确认，对没有收到确认的LSA进行重传。
• LSACK报文
  用来对接收到的LSU报文进行确认，内容是需要确认的LSA的Header（包含用于描述LSA的关键信息，唯一标识