OSPF理论介绍

OSPF协议Open Shortest Path First是链路状态协议。RIP和EIGRP是距离矢量协议只知道邻居，但链路状态可知道全网信息，因此天然免疫环路。距离矢量协议和链路状态协议最大的区别就是后者对全网了解的更多。同样有邻居表，拓扑表，路由表。OSPF传递的并不是路由，而是传递LSA，最终路由表是从LSA中获取全网信息后通过SPF算法计算得出的，存放LSA的地方就是LSDB。处于同一区域的路由器内的LSDB都是一样的。

先大致描述一下：OSPF是链路状态协议，能知道全网的信息。是IGP。OSPF里封装的IP协议号是89。组播地址是224.0.0.5 / 224.0.0.6。定时30分钟更新LSA（注意不是更新路由表），支持触发更新。AD值是110。度量是带宽，计算公式：10^8/接口带宽，单位bps。EIGRP度量里带宽是取最小带宽来计算，而OSPF度量是沿途每一段带宽计算值之和。天然无环路。支持VLSM和CIDR。支持等价负载均衡。支持认证。

术语解释

区域Area：

RIP和EIGRP没区域概念，它们只知道自己的邻居。但OSPF如果路由器数量多，全网络的LSA条目将非常多耗内存，且任何一个路由器的LSA发生变化，整个网络的LSDB都要更新，而且因为路由器收到的是全网LSA再根据SPF算法算路径，因此路由表是无法汇总的，导致路由表太大。因此OSPF要想用于大规模网络需要分区域。分为骨干区域Area 0和普通区域。为了防止区域环路，要求所有普通区域都要连接到骨干区域，像鱼骨图一样。所有普通区域间的路由必须经由骨干区域来学习

ABR：（Area Border Router）

连接骨干区域Area 0和普通区域的路由器称为区域边界路由器ABR，因为连接两个区域因此它有两张LSDB，分别包含两个区域内的LSA。

ASBR：（Autonomous System Boundary Rotuer）

如果路由器还连接外部区域（即非OSPF协议）称为自治域系统边界路由器ASBR

LSA：（Link State Advertisement）

LSA即链路状态通告，里面包含网络拓扑信息和路由信息，比较复杂，下面会祥述。OSPF靠传递LSA使每台路由器都能掌握整个网络的拓扑结构和路由信息。LSA头部信息包括：LSA的类型，LinkID就是该条LSA的名字，ADV Router是通告路由器的RouterID，更新时间Age，序号Seq等。

LSDB：（Link State Database ）

LSDB即链路状态数据库，用于存放LSA。同一区域内的路由器有相同的LSDB。每个LSA在LSDB中都有一个序号，编号方案是0x80000001到0x7FFFFFFF（为何是从大到小呢？其实0x80000001是-0x7FFFFFFF，从负数循环到正数）。每30分钟LSA进行一次泛洪以保证LSDB同步，每次泛洪后序号+1。路由器收到LSA后，如果LSDB里没有，就马上将该条LSA加入LSDB里，回ACK并继续泛洪该条LSA。如果LSDB里已经有了，看序号，序号高就更新，序号低就反过来将自己序号高的LSA告诉对方，序号一样就忽略，但仍旧会回复ACK。如何判断本地LSDB里有没有该条LSA呢？先看类型（LSA有1-11种类型），再看LinkID，最后看通告路由器的RouterID。3个都一样说明本地有，3个任意一个不一样就认为本地没有。例如R1->R2->R3，R1会通告和R2间的链路，R2也会通告和R1间的链路，这时R3收到两条LSA，因为是同一链路，所以类型一样，LinkID一样，但通告路由器RouterID不同，R3会认为是两条不同的LSA。

另外如果网络比较大，为防止其他路由器产生过度的LSA，LSDB的有超载防护功能，可以限制非本地产生的LSA的数目。超载就down邻居，问题是不能选择down哪个邻居而是全down掉，因此以下情况下才有实际意义：R1连外网跑OSPF，R1在内网里跑EIGRP，那超载后R1只会down掉和外网的邻居关系，内网的邻居关系不会被down掉。或与外网跑OSPF进程1，和内网跑OSPF进程2，那内网也不会被down掉。

SPF：

算法由Dijkstra发明，有时也被称为Dijkstra算法。将每台路由器放置在树的根节点&#