OSPF协议基础

一、OSPF 简介

　　OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）组织开发的一个基于链路状态的 IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议）。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2。

　　在一个自治系统AS（Autonomouse System）内，运行OSPF路由协议的路由器，将LSA（LinkState Advertisement，链路状态通告）传递给在某一区域内的所有设备，所有设备共同维护着LSDB（LinkState Database，链路状态数据库），链路状态数据库存放着自治系统AS中链路的拓扑信息，路由器基于LSDB使用SPF（Shortest Path First，最短路径算法），从而计算出OSPF路由表，OSPF路由与其他路由比较后优的加入全局路由表，OSPF基于IP，协议号为89，采用组播方式交换OSPF包，OSPF的组播地址为224.0.0.5（全部OSPF路由器）和224.0.0.6（指定路由器）。

二、Router ID

　　Router ID 用于在OSPF domain 中唯一地标识一台OSPF路由器，而且禁止在域内出现两台路由器拥有相同的Router ID，Router ID可以通过手工配置也可能通过协议自动选取的方式。

三、OSPF Cost

　　（1）OSPF使用 Cost “开销” 作为路由度量值，每一个激活OSPF的接口都有一个Cost值。

　　（2）一条OSPF路由的Cost值，由该路由从起源一路到达本地的所有入接口Cost值的总和。

四、OSPF的邻居表、链路状态数据库、OSPF路由表

　　邻居表（Peer Table）：在路由器之间传递链路状态通告之前，需要建立OSPF邻居关系，hello报文用于发现链路上的OSPF路由器，经过一系列的OSPF消息交互最终建立毗邻的关系。

　　链路状态数据库（LinkState Advertisement，LSDB）：OSPF协议通过LSA（LinkState Advertisement，链路状态通告）描述网络拓扑结构，OSPF路由器用链路状态数据库来存储LSA。

　　OSPF路由表（Routing Table）：基于LSDB进行SPF计算（Dijkstra算法），得出OSPF路由表。

五、OSPF 报文类型

　　Hello　　周期性发送，用于发现和维持OSPF邻居关系。

　　DBD 描述本地LSDB的摘要信息，用于两台设备进行数据库同步。

　　LSR　　用于向邻居请求所需的LSA，设备只有在OSPF邻居成功建立后，交换DBD报文后才会发出LSR报文。　　

　　LSU　　对LSR请求，进行回应，把完整信息发给邻居（包含一条或多条LSA）。

　　LSAck 　对LSU中的LSA进行确认。

　　注：Hello报文的发送间隔时间是10秒，默认无效时间间隔是Hello时间间隔的4倍，即如果在40秒内没有从特定的邻居接收到这种分组，路由器就认为邻居不存在了。　支持路由器发现邻接路由器（Hello），学习其本身链路状态库中没有的LSA（DD），请求并交换LSA（LSR/LSU），监测邻接路由器是否发生拓扑改变，LSA每30分钟重传1次。　

六、OSPF邻居关系建立的过程

　　（1）通过发现直连链路上的OSPF路由器，建立双向关系（通过Hello报文）

　　（2）协商主/从关系，交换LSA头部摘要信息（通过DBD报文）

　　（3）同步LSA，请求（通过LSR报文）/发送（通过LSU报文，LSAs）

　　（4）完成同步，进入OSPF全毗邻状态　　

七、DR、BDR

　　指定路由器（DR）：负责把信息更新到其它OSPF路由器。

　　备用指定路由器（BDR）：BDR会监控DR的状态，并在当DR发生故障时接替其角色。

　　其它路由器（DRother）：只允许与DR路由器建立邻居关系，彼此之间不相互建立邻居关系，这样可以大大减少LSA的泛洪。

　　注：（1）DR选举规则是，具有最高OSPF接口优先级的路由器被选作DR，如果优先级相等（默认为1），具有最高的OSPF Router-ID的路由器被选择成为DR，另外DR具有非抢占性。

　　　　（2）OSPF接口优先级为0，则路由器不参与DR和BDR的选举。

　　　　（3）OSPF为接口敏感型协议，DR及BDR的身份状态是基于OSPF接口的。

八、OSPF 区域

　　OSPF协议特殊区域

九、OSPF协议 LSAs

　　OSPF协议 LSAs

十、OSPF路由器的角色

　　区域内路由器　　 Internal Router

　　区域边界路由器ABR　　Area Border Router

　　骨干路由器　　 Backone Router

　　AS边界路由器ASBR　　AS Boundary Router

十一、相关命令

dis ospf                   //查看OSPF运行参数　　
dis ospf interface         //查看OSPF本地接口
dis ospf peer              //查看OSPF邻居表
dis ospf lsdb              //查看LSDB表
dis ospf routing           //查看OSPF路由
dis ospf statistics error  //查看OSPF错误信息
 
[接口]ospf cost XX           //修改cost值
[接口]ospf dr-priority       //修改DR优先级