OSPF路由协议
一、OSPF路由协议概述
1、自治系统（AS）
自治系统（AS）是由一个管理部门控制的一组网络
在AS内部采用相同的路由技术，实现统一的路由策略，不同的AS采用的路由技术和路由策略可以不同
内部网关协议（IGP）：用于在自治系统内部交换路由信息，例如RIP、OSPF等
外部网关协议（EGP）：用于在两个自治系统之间交换路由信息，例如BGP等
二、OSPF的工作过程
1、OSPF的概念
OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(简称IGP)，用于在单一自治系统(AS)内决策路由。
是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议(IGP)，故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法(Dijkstra)算法被用来计算最短路径树。
OSPF分为OSPFv2和OSPFv3两个版本,其中OSPFv2用在IPv4网络，OSPFv3用在IPv6网络。
OSPF是链路状态协议，而RIP是距离矢量协议
2、OSPF的工作过程
- 建立邻接关系
相邻的路由器首先发送hello包，用于发现和维持邻居关系
- 创建链路状态数据库
建立邻接关系后，创建链路状态数据库，并向邻居发送摘要信息来同步链路状态数据库
- 计算最短路径树
用著名的迪克斯加算法(Dijkstra)算法被用来计算最短路径树
- 更新路由表
将最优的路由条目信息添加到路由表中
建立邻接关系（学习链路状态信息）→链路状态数据库→最短路径树（Dijkstra算法）→路由表
三、OSPF的基本概念
1、OSPF区域
为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域
每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息
2、区域ID
区域ID可以表示成一个十进制的数字
也可以表示成一个IP
3、骨干区域Area 0
负责区域间路由信息传播，作为中央实体，其他区域与之相连，骨干区域编号为 0，在该区域中，各种类型的 LSA 均允许发布。
补充知识：LSA(链路状态广播)是链接状态协议使用的一个分组，它包括有关邻居和通道成本的信息。 LSA被路由器接收用于维护它们的路由选择表。
4、非骨干区域
除骨干区域外的默认的区域类型，在该类型区域中，各种类型的 LSA 均允许发布。
5、Router ID
OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址（32位的公用IP地址）
6、Router ID选取规则
选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
如果没有loopback接口，在物理端口选取IP地址最高的
也可以使router-id命令指定Router ID
7、OSPF的组播地址
224.0.0.5
224.0.0.6
Drother会通过224.0.0.6向DR和BDR通告网络信息状态，DR会通过224.0.0.5向所有邻居通告信息
VRRP，组播地址是224.0.0.18
RIP v2，组播地址是224.0.0.9
8、OSPF的度量值
OSPF的度量值为COST
COST=108/BW(带宽)
最短路径是基于接口指定的代价（cost）计算的
四、DR和BDR的概述
1、DR和BDR的概念及任务
DR：指定路由器
DR的任务：当R3所直连的某一网络发生中断，则R3将把该信息只交给R1（DR），DR收到该信息后，再向R2和R4发送该网络中断的信息。R1（即DR）是整个OSPF网络中的领导者，网络中出现任何变化，都需要向DR汇报，再由DR向其他路由器发送该消息
BDR：备份指定路由器
BDR的任务：如果充当整个OSPF网络管理者的DR路由器发生意外情况，down了，则整个网络会因为失去了核心而变得混乱。BDR的作用就是在DR实效后顶替DR的位置，变成新的DR。
DRothers（其他路由器）：只和DR及BDR形成邻接关系
2、DR和BDR的选举方法
- 自动选举DR和BDR
将网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR
- 手工选择DR和BDR
优先级范围是0-255，数据越大，优先级越高，默认为1
如果优先级相同，则需要比较Router ID
如果路由器的优先级被设置为0，它将不参与DR和BDR的选举
3、DR和BDR的选举过程
路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器
五、OSPF的数据包类型
1、OSPF数据包
承载在IP数据包内，使用协议号89
2、OSPF的包类型（五种报文分析）
六、OSPF邻接关系的建立
1、OSPF启动的第一个截断是使用Hello报文建立双向通信的过程
2、OSPF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系
七、OSPF的网络类型
OSPF将网络划分为四种类型
1、点到点网络
自动发现邻居，不需要DR或BDR，组播地址：224.0.0.5
2、广播多路访问网络
自动发现邻居，选DR或BDR，组播地址：224.0.0.5,224.0.0.6
3、非广播多路访问网络
手工指定邻居，选DR、BDR，单播
4、点到多点网络
自动发现邻居，不需要DR或BDR，组播地址：224.0.0.5
六、OSPF的应用环境
1、从以下几个方面考虑OSPF的使用
网络规模
网络拓扑
其他特殊要求
路由器自身要求
2、OSPF的特点
可适应大规模网络
路由变化收敛速度快
无路由环
支持可变长子网掩码VLSM
支持区域划分
支持以组播地址发送协议报
3、OSPF与RIP的比较
七、OSPF的常用配置命令
1 [R1]int loo 0 //进入loopback 2 [R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32 //添加地址 3 [R1-LoopBack0]q //退出 4 [R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 //创建OSPF进程，配置路由ID（都是使用的是回环地址的IP，因为虚拟接口是不会变的，物理接口IP可能会出现故障变化等） 5 [R1-ospf-1]area 0 //进入区域0，区域ID可以用数字表示，也可以用IP表示，若区域0则是骨干区域 6 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 13.0.0.0 0.0.0.255 //宣告OSPF区域内的直连路由，使用反掩码 7 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
