动态路由协议-链路状态协议OSPF

一、OSPF的基本概念

1、OSPF简介
开放式最短路径优先OSPF是IETF组织开发的一个机遇链路状态的内部网关协议（Interior Gateway Protocol）；其中开放式代表公有协议，不受厂商的限制，在任意设备上使用，应用最广泛的协议。版本：IPV2/IPV3，本文的OSPF均为OSPF IPV2协议。
2、OSPF的优点
作为基于链路状态的协议，除了能够解决RIP所面临的诸多问题以外，还有以下四点优点：
①、OSPF采用组播形式收发协议报文，组播地址是：224.0.0.5（.5代表OSPF内所有的路由器）/244.0.0.6（代表OSPF指定路由器DR）；
②、支持无类型域间选路；
③、支持对等价路由器进行负载分担：路径开销相等的情况下，相等的两条路都可以选择；
④、支持报文认证。
3、Router-ID
①、OSPF的术语是Router-ID，一台路由器指定唯一的Router-ID。一旦设定无法更改。若想更改需要重启OSPF进程，但是重启的风险：网络需要重新收敛，重新计算，数据传输有风险；
②、Router-ID的设定可以通过手工配置，用32位点分十进制表示的。一般指的就是回环地址（loopback 0），因为loopback 0属于虚拟主机，接口不会断掉，从而保证了协议的稳定性。
4、OSPF Cost
①、OSPF使用cost“开销”作为路由度量值；
②、OSPF接口cost=100M/接口宽带，其中100M为OSPF的参考带宽，可以修改。数值取整，并非四舍五入；
③、每一个激活OSPF的接口都有一个cost值
④、一条OSPF路由的cost由该路由从起源一路到达本地所有入接口cost值得总和，具体含义看下图。

R1：cost=1；R2：cost=50；R3：cost=1
R1–R2的cost值=50+1；
R1–R3的cost值=50+1+1

二、OSPF邻居关系建立过程

1、OSPF的三张表
①、邻居表（peer）：是一种可靠的路由协议，需要先建立OSPF邻居关系之后才能发送hello报文，建立邻接关系（全毗邻的邻居关系），网络收敛，形成邻居表；
OSPF邻居关系：直连的路由器是邻居
邻接关系：全毗邻的邻居关系
②、链路状态数据库（LSDB）
OSPF是由LSA（链路状态通告）来描述网络拓扑信息的，用LSDB存储网络的LSA，运行OSPF时LSDB表必须同步
③、OSPF路由
基于LSDB进行SPF（Dijkstra算法是Dijkstra发明的）计算，得出路由表
2、OSPF五种报文
OSPF Hello报文：邻居到邻接关系，中间发送hello报文，到网络收敛之后，仍会发送hello报文，周期性是10s，为了确认邻居仍然存在，若40s没有响应（down），即4倍的周期性时间，就重新寻找邻居（发的组播是255.0.0.5）；
OSPF DD报文：描述LSDB，相当于携带LSA头部信息，一个摘要；
OSPF LSR报文：链路状态请求。用于向对方请求所需的LSA，会携带具体的信息；
OSPF LSU报文：用于向对方发送其所需要的LSA，LSA是承载在LSU报文里面的，注意：抓包时只能发现LSU；
OSPF LSAck报文ÿ