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1、概述

路由協議OSPF全稱為Open Shortest Path First，也就開放的最短路徑優先協議，因為OSPF是由IETF開發的。

OSPF的流量使用IP協議號89。

OSPF對網絡沒有跳數限制，支持 Classless Interdomain Routing (CIDR)和Variable-Length Subnet Masks (VLSMs)，沒有自動匯總功能。

OSPF並不會周期性更新路由表，而采用增量更新，即只在路由有變化時，才會發送更新，並且只發送有變化的路由信息；事實上，OSPF是間接設置了周期性更新路由的規則，因為所有路由都是有刷新時間的，當達到刷新時間閥值時，該路由就會產生一次更新，默認時間為1800秒，即30分鐘，所以OSPF路由的定期更新周期默認為30分鐘。

OSPF所有路由的管理距離(Ddministrative Distance)為110，OSPF只支持等價負載均衡。

OSPF是典型的鏈路狀態路由協議，路由器之間交換的並不是路由表，而是鏈路狀態，OSPF通過獲得網絡中所有的鏈路狀態信息，從而計算出到達每個目標精確的網絡路徑。

2、OSPF術語

Router-ID

RID是路由器在ospf中的唯一標識，選舉原則，思科會自動在所有環回口中選擇最大的IP，做RID，如果沒有環回口，則選擇活動的物理口IP最大的一個。同時也可以手動指定。

RID絕對不可以重名，否則路由器收到的鏈路狀態，就無法確認發起者的身份。

註：如果一臺路由器收到一條鏈路狀態，無法到達該Router-ID的位置，就無法到達鏈路狀態中的目標網絡，Router-ID只在OSPF啟動時計算，或者重置OSPF進程後計算。

COST

OSPF會自動計算接口上的Cost值，但也可以通過手工指定該接口的Cost值，手工指定的優先於自動計算的值。

OSPF計算的Cost，同樣是和接口帶寬成反比，帶寬越高，Cost值越小。到達目標相同Cost值的路徑，可以執行負載均衡，最多6條鏈路同時執行負載均衡。

鏈路狀態LSA

鏈路狀態（LSA）就是OSPF接口上的描述信息,例如接口上的IP地址，子網掩碼，網絡類型，Cost值等等，因為ospf路由器之間交換的並不是路由表，而是鏈路狀態信息。

OSPF區域

因為OSPF路由器之間會將所有的鏈路狀態（LSA）相互交換，毫不保留，當網絡規模達到一定程度時，LSA將形成一個龐大的數據庫，勢必會給OSPF計算帶來巨大的壓力；為了能夠降低OSPF計算的復雜程度，緩存計算壓力，OSPF采用分區域計算，將網絡中所

有OSPF路由器劃分成不同的區域，每個區域負責各自區域精確的LSA傳遞與路由計算，然後再將一個區域的LSA簡化和匯總之後轉發到另外一個區域，這樣一來，在區域內部，擁有網絡精確的LSA，而在不同區域，則傳遞簡化的LSA。

OSPF的區域0就是所有區域的核心，稱為BackBone 區域（骨幹區域），而其它區域稱為Normal 區域（常規區域），在理論上，所有的常規區域應該直接和骨幹區域相連，常規區域只能和骨幹區域交換LSA，常規區域與常規區域之間即使直連也無法互換LSA。

Internal Router（IR）

路由器所有接口都屬於同一個區域。

Area Border Router （ABR）

一臺OSPF路由器屬於多個區域，即該路由器的接口不都屬於一個區域。

Autonomous System Boundary Router （ASBR）

一臺OSPF路由器將外部路由協議重分布進OSPF

註：

★一臺路由器可以運行多個OSPF進程，不同進程的OSPF，可視為沒有任何關系，如需要獲得相互的路由信息，需要重分布。

★每個OSPF進程可以有多個區域，而路由器的鏈路狀態數據庫是分進程和分區域存放的。

DR/BDR

當多臺OSPF路由器連到同一個多路訪問網段時， 通過在多路訪問網段中選擇出一個核心路由器，稱為DR（Designated Router），網段中所有的OSPF路由器都和DR互換LSA，這樣一來，DR就會擁有所有的LSA，並且將所有的LSA轉發給每一臺路由器；DR就像

是該網段的LSA中轉站，所有的路由器都與該中轉站互換LSA，如果DR失效後，那麽就會造成LSA的丟失與不完整，所以在多路訪問網絡中除了選舉出DR之外，還會選舉出一臺路由器作為DR的備份，稱為BDR（Backup Designated Router），BDR在DR不可用時，代替

DR的工作，而既不是DR，也不是BDR的路由器稱為Drother，事實上，Dother除了和DR互換LSA之外，同時還會和BDR互換LSA。

選舉原則:

首先比較優先，選舉優先級最高的成為DR，優先級數字越大，表示優先級越高，被選為DR的幾率就越大，次優先級的為BDR，優先級範圍是0-255，默認為1，優先級為0表示沒有資格選舉DR和BDR。

其次比較RID，如果在優先級都相同的情況下，Route-Id 最大的成為DR，其次是BDR，數字越大，被選為DR的幾率就越大。

註：★ Drother路由器將數據包發向目標地址224.0.0.6，只能被DR和BDR接收，其它Drother不能接收；而DR和BDR將數據包發向目標地址224.0.0.5，可以被所有路由器接收。

3、OSPF數據報

Hello

建立和維護OSPF鄰居。

DBD

交換LSDB的摘要信息

LSR

請求某條特定的LSA信息

LSU

發送給鄰居，鄰居所請求的LSA

LSACK

用於確定LSA的接受

4、OSPF啟動狀態

Down → 路由器剛剛啟用OSPF進程，Hello包還沒收到，在此進程，可以向外發送Hello包，以試圖發現鄰居。

Attempt →非廣播多路訪問中，有這個狀態，需要手動指定鄰居

Init →只是OSPF路由器一方收到了另一方的Hello，但並沒有雙方都交換Hello，也就是對方的Hello中還沒有將自己列為鄰居。

Two-way →雙方都已經交換了Hello信息，並且從Hello中看到對方已經將自己列為鄰居，並且如果是需要選舉DR和BDR的話,也已經選舉出來，但OSPF鄰居之間並不一定就會交換LSA，如果不需要交換LSA，則永遠停留在此狀態，如果需要形成鄰接並互相交換LSA，則狀態繼續往下進行，（比如Drother與Drother之間將永遠停留在Two-way狀態，因為Drother與Drother之間不需要交換LSA。）

Exstart →在鄰居之間交換完整的LSA之前，會先發送DBD，LSR，誰先發，誰後發，需要確定順序，在此階段，就是確定鄰居的主從關系（Master---slave），由主路由器向從路由器發送信息。

註：在任何網絡環境下，OSPF在交換LSA之前，都需要確定主從關系。

Exchange → 交換DBD的過程，發送LSR。

Loading →鄰居收到LSR，回復LSU。

Full→表示數據庫已經同步，數據庫狀態變成了收斂，但路由表卻還在計算當中。

註：除了Two-way和Full這兩個狀態，鄰居停留在任何狀態，都是不正常。

5、OSPF網絡類型

OSPF在運行時，必須考慮鏈路層的類型，稱為OSPF網絡類型，網絡類型可分為如下幾種：

點到點

點到多點

廣播

非廣播

由於不同的網絡類型，將會影響到OSPF的Hello時間與Dead時間，關系到DR與BDR的選舉與否，影響到OSPF鄰居是自動建立還是手工建立，總結如下表：

註★OSPF鄰居的成功建立，並不要求雙方網絡類型一致，但雙方網絡類型不一致，將可能導致鏈路狀態數據庫中的條目無法進入路由表。

6、OSPF LSA類型

類型 1 （Router Link）

任何一臺路由器都會產生，每臺路由器的每個接口，都由自己的鏈路狀態，即使有多個OSPF接口，也只有一條1類LSA，因為所有接口的鏈路狀態會打包成一條1類LSA。

類型 2 （Network Link）

只有在選舉DR/BDR的網絡類型中才會產生，並卻只有DR產生。

類型 3 （Summary Link）

類型3的LSA就是將一個區域的LSA發向另一個區域時的匯總和簡化，ABR其實就是將LSA 1匯總和簡化，變成LSA 3後再發到另一個區域的。

類型 4 （ASBR Summary Link）

ABR產生，主要告訴其它區域如何前往ASBR，泛洪範圍ABR連接的其他區域

類型 5 （External Link）

ASBR產生，用於通告前往自治域系統外部的路由，並傳遍整個ospf自主系統，泛洪範圍整個自治域

類型 7 （NSSA Link）

NSSA將外部路由重分布進OSPF時，路由信息使用類型7來表示，LSA 7由NSSA區域的ASBR產生，LSA 7也只能在NSSA區域內傳遞，如果要傳遞到NSSA之外的其它區域，需要同時連接NSSA與其它區域的ABR將LSA 7 轉變成LSA 5後再轉發。

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OSPF(Open Shortest Path First)