文章目錄
一 ： OSPF協議
****OSPF全稱是開放式最短路徑優先。是IETF開發的一種鏈路狀態路由協議，使用基於帶寬的度量值。採用SPF算法計算路由，從算法上保證了無路由環路。通過鄰居關係維護路由，避免定期更新對帶寬進行的消耗。路由更新效率高，網絡收斂快，適用大中型網絡。
**與靜態路由相比：OSPF依靠報文傳輸路由信息，保密性差，而且傳輸報文會佔用線路帶寬。但靜態路由配置繁瑣且容易出錯，不適用大型網絡。當網絡的拓撲結構和鏈路狀態發生變化時，路由器中路由信息需要大範圍地調整。
**與rip協議相比：OSPF使用基於帶寬的度量值，選路更加科學。當路由條目更新時，僅發送更新路由（rip發送整個路由表，且每隔30秒發送一次）減小了線路帶寬的消耗，收斂速度快。（此處收斂是指當網絡發生變化時的收斂，網絡剛運行OSPF時，網絡中的各個路由器學習到路由的時間可能要多於RIP，原因是路由器間選舉DR，BDR需要40s，所以如果想加快網絡初始化收斂速度，我們常常把線路配置成點到點線路）
二、OSPF基本特點：
1.OSPF的特性
OSPF作爲基於鏈路狀態的協議，能夠解決RIP所面臨的諸多問題。此外，OSPF還有以下優點：
OSPF採用組播形式收發協議報文，這樣可以減少對其它不運行OSPF路由器的影響。
OSPF支持無類型域間選路（CIDR）。
OSPF支持對等價路由進行負載分擔。
OSPF支持報文認證。
2、Router-ID：
OSPF Router-ID用於在OSPF domain中唯一地表示一臺OSPF路由器，從OSPF網絡設計的角度，我們要求全OSPF域內，禁止出現兩臺路由器擁有相同的Router-ID。
OSPF Router-ID的設定可以通過手工配置的方式，或者通過協議自動選取的方式。當然，在實際網絡部署中，強烈建議手工配置OSPF的Router-ID，因爲這關係到協議的穩定。
3、OSPF Cost：
OSPF使用cost“開銷”作爲路由度量值。
OSPF接口cost=100M /接口帶寬，其中100M爲OSPF的參考帶寬（reference-bandwidth），可以修改。
每一個激活OSPF的接口都有一個cost值。
一條OSPF路由的cost由該路由從起源一路到達本地的所有入接口cost值的總和。
華爲配置接口COST值
int G 0/0/0
OSPF COST 2
4、OSPF進程號（Processor ID）
OSPF進程號的取值範圍是1-65535，只具有本地意義，用於在一臺網絡設備上標識OSPF進程。華爲的網絡產品支持運行多個OSPF進程，每一個OSPF進程需指定特定的進程號加以區分。
由於進程號只具有本地意義，因此兩臺直連的設備，如果要建立OSPF鄰接關係，則並不要求二者使用相同的進程號。
5、 通配符掩碼Wildcard-mask
這裏涉及到一個知識點，反掩碼
通配符是一個32比特長度的數值，用於指示IP地址中，哪些比特位需要嚴格匹配，哪些比特位則無所謂。
通配符通常採用類似網絡掩碼的點分十進制形式表示，但是含義卻與網絡掩碼完全不同。
三 ：OSPF的三個階段
1. 鄰居建立階段：
OSPF路由器發送HELLO報文，建立和維護鄰居關係。
2.路由交換階段：
OSPF路由器發送DBD報文描述自己的LSDB，再用LSR（請求特定的LSA的報文
），LSU（承載LSA的報文）交換自己缺少的LSA，使得雙方的LSDB達到一致，即所有路由器知道網絡的全局拓撲關係圖。雙方LSDB一致的標誌是鄰居達到FULL狀態。
3.路由計算階段：
通過SPF算法計算出去往各個網段的最佳路由。並添加到路由表中。
四：OSPF 關係的建立
1 .OSPF鄰居關係的建立（宏觀）
OSPF之所以能被應用廣泛首先要理解它的特點以及LSA和LSDB的意思，網絡中每臺路由將自己搜尋到的LSA放入到LADB(鏈路狀態數據庫）中，從而路由器纔能有下一步的spf計算的過程，所以核心思想一定要掌握。
2.OSPF鄰居關係的建立（細節）結合ospf的七個狀態來講述如何建立
這裏在EX-start中雙方交互DBD報文，這裏的報文內部沒有lac，只有routerid，用來比較主從關係，這裏不要跟DR和BDR的選舉混淆了
OSPF鄰居關係的建立（查看鄰近路由表信息）
Display ospf peer
五 ：OSPF的基本工作機制
1、OSPF網絡類型:
OSPF支持的網絡類型
（1）點到點網絡
（2）廣播型多路訪問網絡
（3）非廣播型多路訪問（NBMA）網路
（4）P2MP網絡
（5）常見鏈路層協議對應的默認網絡類型：
網絡類型 常見鏈路層協議
Point-to-point ------ PPP鏈路；Lapb鏈路；HDLC鏈路；
Broadcast ------- 以太網鏈路；
NBMA ----- 幀中繼鏈路；ATM鏈路
P2MP ------- 需手工指定
2、DR、BDR:
在廣播多路訪問網絡（Multi Access）中，所有的路由器的接口都是相同網段，這些接口都將兩兩建立OSPF鄰居關係，這就意味着，網絡中共有：
n(n-1)/2
這麼多個OSPF鄰居關係，維護如此多的鄰居關係不僅僅額外消耗設備資源，更是增加了網絡中LSA的泛洪數量。
爲減小多路訪問網絡中的 OSPF 流量，OSPF 會在每一個MA網絡（多路訪問網絡）選舉一個指定路由器 (DR) 和一個備用指定路由器 (BDR)。
DR選舉規則：最高OSPF接口優先級擁有者被選作DR，如果優先級相等（默認爲1），具有最高的OSPF Router-ID的路由器被選舉成DR，並且DR具有非搶佔性。
1）wait計時原則
2）組播地址
路由器R3用224.0.0.6通知DR及BDR。
DR、BDR監聽224.0.0.6這一組播地址。
修改優先級，人爲參與DR/BDR選舉
修改優先級，使得R1爲DR
Ospf dr-priority 255(這裏的255是最大值）
3、OSPF area的概念
LSA泛洪嚴重，OSPF路由器的負擔很大。
區域內部動盪會引起全網路由器的SPF計算。
LSDB龐大，資源消耗過多，設備性能下降，影響數據轉發。
每臺路由器都需要維護的路由表越來越大，單區域內路由無法彙總。
減少了LSA洪泛的範圍，有效地把拓撲變化控制在區域內，達到網絡優化的目的。
在區域邊界可以做路由彙總，減小了路由表。
充分利用OSPF特殊區域的特性，進一步減少LSA泛洪，從而優化路由。
多區域提高了網絡的擴展性，有利於組建大規模的網絡 。
Area0爲骨幹區域，負責在非骨幹區域之間中轉由區域邊界路由器歸納的鏈路狀態通告信息。爲了防止出現環路，OSPF要求所有的非骨幹區域之間不能直接進行LSA的交互，而必須通過Area0骨幹區域進行中轉，因此所有的非骨幹區域必須都與Area0“直接相連”
2）OSPF路由器的角色
六：OSPF 的5個報文組
HELLO報文：建立和維護鄰居關係。包含hello頭部和hello包.hell頭中有：route id
，區域號，認證。hello包中有：hello間隔（10s），失效時間(40s)，特殊區域標誌。（注：形成鄰居的條件：雙向收發Hello報文，參數匹配（hello間隔，失效時間，認證，區域號，特殊區域標誌）。在對方的hello報文中的鄰居列表中有自身id，且爲two
way狀態，則表示建立了鄰居關係。）
DBD報文：數據庫描述包，描述數據庫中有哪些LSA。DBD報文分爲兩個階段，首先路由器發送DBD報文（不攜帶LSDB，帶route id
和序列號）選出主從路由器，然後再發送帶LSDB的DBD報文。
選舉主從路由器的DBD報文。
注：DBD報文中的序列號是用來保障DBD報文的可靠性的，並且只有主路由器能決定序列號。當主路由器發現從路由器發送的DBD包中的序列號和自身發送的DBD包中的序列號一致時，則證明對方收到了主路由器發送的DBD報文，如果不一致，則證明沒有收到，主路由器重新發送一份DBD報文。對於從路由器來說，接收到主路由器的DBD報文中的序列號一般要爲自身發送的DBD報文中的序列號加一。
第三個DBA報文帶 LSA頭部
3.LSR報文：鏈路狀態請求包，向鄰居請求特定的LSA。
4.LSU報文：鏈路狀態更新包，攜帶LSA。
5.LSACK報文：鏈路狀態確認包，對收到的LSA進行確認。
七： OSPF的七種狀態
down：初始狀態。
init：互相發送Hello報文，hello報文中包含Router ID，AreaID，各種定時器，認證，DR信息，接口優先級等等。初始化狀態即單向通信，A收到B的hello（或B收到A的hello）。
tow way：路由器收到對方的Hello包，網絡中非DR，BDR路由器之間就是這種狀態，也是一種穩態。 雙方互相通信狀態，彼此收到對方的hello，並且從hello包中讀取信息，建立鄰居關係。
exstart：確立主從關係，RID高的路由器成爲主路由器，如果MTU值不匹配，將停留在此階段。就是將要開始發送DBD，在發送之前確認誰先發，誰後發，他們自動協商，依靠router id，越大越優先。
exchange：主從關係確立後，開始交換DBD報文，LSDB同步的第一個階段，主要建立LSDB的總體框架。
lading：加載DBD，發送LSR，通過更新LSU，LSA報文，交換相互缺少的DD報文，完成LSDB的同步。第二個階段。收到DBD後進行比較是否相同（比較依據查看序列號），然後進行LSR、LSU的請求和更新
full：同步完成後，建立鄰接關係。以後LSA的交換，用LSU報文進行。
八：OSPF多區域
劃分多區域的目的：
減小了LSDB，降低了路由器的內存消耗並減輕了CPU SPF計算負擔。
減小了LSA洪泛範圍，有效地把拓撲變化控制在區域內,提高了 網絡的穩定性。
在區域邊界可以做路由彙總，減小了路由表，減輕了設備的數據轉發負擔。
提高了網絡的拓展性，有利於組件大規模網絡。
九：OSPF的六種LSA類型：
LSA1：每個OSPF路由器都會針對本區域產生一個LSA1，描述拓撲信息。
LSA2 ：由DR產生的，補充說明類型LSA1，描述多路訪問架構。描述一條鏈路上有哪些路由器。
LSA3：網絡彙總。描述OSPF的區域間路由（在路由表中以 O IA 標識）。原LSA 1所描述的路由信息會由所在區域的ABR將其轉換爲LSA 3。LSA3可以傳播到整個OSPF的所有區域（特殊區域除外）。由ABR通告。注意：LSA 3每穿越一個ABR，其ADV Router都會發生改變，ADV Router轉變爲最後一次穿越的ABR路由器。
LSA4:由ABR產生，當ASBR產生一個LSA5時，ABR會產生一個LSA4，指明ASBR區域。
LSA5： 自治系統外部LSA 。LSA 5描述的是OSPF區域以外的路由（RIP、EIGRP、BGP等等）。由ASBR所通告，LSA 5可以傳播到整個OSPF的所有區域（特殊區域除外）。注意：LSA 5的通告路由器在穿越ABR的時候是不會改變的。
LSA7：只有在NSSA中存在，可以理解爲LSA5的重發布變種。