OSPF（开放式最短路径优先协议1）

OSPF
无类别链路状态路由协议，属于IGP（内部网关路由协议）
更新方式：组播更新224.0.0.5、6 触发更新，30min一次周期更新
更新量大：为了在中大型网络中使用，必须进行结构化的部署；–区域划分、地址规划
OSPF域（Domain）—将一系列的OSPF路由器组成的网络称为OSPF域。

OSPF多区域划分要求：
1、OSPF要求域中所有的非骨干区域（区域ID不为0的区域）都必须与Area0相连。
2、骨干区域不能被分割

OSPF区域结构部署规则的必要性
定义了ABR（区域边界路由器）设备----确保所有人遵循上述规则
为了避免区域间的路由形成环路，非骨干区域之间不允许直接相互发布区域间路由。
1、至少连接两个区域
2、连接的区域中至少有一个是区域0
3、在区域0中至少有一个活跃的邻居
作用：用于传递区域间路由
OSPF规定：从非骨干区域收到的路由信息，ABR能接收，但不会使用这条路由信息（OSPF水平分割
原则）。
OSPF有如下规则：
1、对于伪ABR设备不允许转发区域间路由信息。
2、对于真实ABR而言
能够将自己直连的非骨干区域的区域内路由信息传递给骨干区域。
能够将自己直连的骨干区域的区域内路由信息传递给非骨干区域。
能够将自己从骨干区域学习到的区域间路由信息传递给费骨干区域。

OSPF的数据包， 跨层封装在3层报头 协议号89

Hello 周期收发 用于邻居、邻接关系的发现、建立、周期保活，10秒发送一次，hold-time是hello时间的四倍
Router-ID（RID）
全域唯一，标识路由器身份
用IP地址形式表示（32bit，点分十进制）
配置方法
手工配置
自动配置
默认最大环回IP地址，若没有最大环回则选择最大物理IP地址（路由器的RID选
择）。
无论采用手工配置还是自动选择，一旦OSPF进程启动，RID被确定，则无法变化，必须重启
进程才能生效。

DBD 数据库描述表，该报文携带的是路径信息的摘要（为了减少更新量，并不会直接给邻居发送拓扑信息，而是将拓扑信息的目录发送给邻居）
LSR 链路状态请求，基于未知的LSA（链路状态通告）信息进行查询
LSU 链路状态更新 – 携带各种具体的LSA信息，
LSack 链路状态确认

LSA—链路状态通告—具体的每条拓扑或路由信息

注意：
启动OSPF进程前，必须要有接口IP地址，若存在IP地址，则在第一次启动OSPF进程
时，会选取第一个配置的IP地址为RID。
但是，若删除第一个配置的IP地址后，则恢复为上述规则。
在华为设备中，若没有接口IP地址，则OSPF启动后，RID为0.0.0.0
在思科设备中，若没有接口IP地址，则OSPF启动失败

OSPF的七种状态机
Down 关闭状态，-一旦启动了OSPF协议，则发出hello包，并进入下一状态
Init 初始化 状态，一旦接收到的hello包中存在本地的RID，进入下一个状态
2-way 双向通讯状态， 邻居关系建立的标志
条件匹配：点到点直接进入下一状态 MA网络进行40sDR/BDR选举，非DR/BDR间不能进入下一状态
Exstart 预启动状态， 使用不携带数据库目标的DBD包进行主从关系选举，RID数值大为主，优
先进入下一个状态
Exchange 准交换状态， 使用携带信息的DBD进行数据库目录共享；
Loading 加载状态， 查看完对端的DBD后，基于本地未知的LSA信息，使用LSR查询，对端
使用LSU应答，本地使用LSack确认，来获取所有未知的LSA信息；
FULL 转发状态， 邻接关系建立的标志

OSPF称为邻接关系的条件
点到点----不用选举DR和BDR----直接开始建立邻接关系（加快收敛的方法）
MA网络----在一个网络中，不限制节点数（会选举DR和BDR）
选举规则
接口优先级----->0-255---->优先级越大，为DR，次一级为BDR（华为默认为1）
RID----越大越优先

邻居关系成为邻接关系的条件
基于网络类型决定的；
点到点 – OSPF在点到点网络必然成为邻接关系
MA – 由于OSPF协议没有接口水平分割，故该网段两两间皆邻接，将可能出现大量的重复更新；因此ospf协议在MA网络中将进行DR/BDR选举；所有非DR/BDR间仅为邻居关系；
选举规则：先比较参选接口的优先级，默认1，0-255越大越优；0为不参选
若接口优先级相同，比较参选设备的RID，数值大优；

OSPF的工作过程
启动配置完成后，运行ospf协议的路由器，将组播收发hello包；若hello包中存在本地的RID，视为对端已经认识本地，故标志邻居关系建立；生成邻居表；
之后条件的匹配，匹配失败将停留于邻居关系，仅hello周期保活即可；
匹配成功之间，将建立邻接（毗邻）关系；首先使用不携带数据库目录的DBD进行主从关系选举；之后主优先与从进行DBD目录交换；交换后再使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；直到邻接间数据库完全一致；生成LSDB表；-链路状态数据库（该网络所有LSA的集合）
当数据库的同步完成后；本地将所有的LSA进行组合；生成有向图—>最短路径树将最佳路径加载到本地的路由表中；网络收敛完成，hello包周期保活；
之后每30min邻接关系间周期比对下一数据库目录；（查漏补缺）

网络结构突变：
1、新增网段 – 直连新增网段的ospf设备，使用LSU告知本地所有邻接，对端需确认
2、断开网段 -直连断开网段的ospf设备，使用LSU告知本地所有邻接，对端需确认
3、无法沟通 —dead time到时时，断开邻居关系，删除从该邻接学习到信息

OSPF报文格式
报文头部，

HELLO包

PS：
判断动态路由协议的好坏
收敛速度快
选路佳（前提是避免环路，防环）
占用资源少

OSPF（开放式最短路径优先协议）
最大的缺点，更新量大
cost值（开销值）=参考带宽（默认100M）/接口带宽 向上取整 越小越优
OSPF没有接口的水平分割，有区域间的水平分割
DR（指定路由）BDR(备份指定路由)
RIP只有接口的水平分割（从此口进，不能从此口出）

反掩码（通配符），192.168.1.1 0.0.0.0或192.168.1.0 0.0.0.255
0代表固定位，1代表可变位
以太网是MA网络