前言

什麼是OSPF？

OSPF（OpenShortestPathFirst，開放最短路徑優先）是IETF（InternetEngineering

TaskForce，互聯網工程任務組）組織開發的一個基于鍊路狀态的内部網關協議。目前針對

IPv4協議使用的是OSPFVersion2。

OSPF是如何工作的？

每台OSPF路由器根據自己周圍的網絡拓撲結構生成LSA（鍊路狀态通告），并發送給

周圍的OSPF路由器；每台路由器都會收集其他路由器的LSA，所有LSA放在一起便組成了

lsdB（鍊路狀态數據庫）。OSPF路由器将lsdB轉換成一張拓撲圖，再根據SPF算法算出到

每個節點的最短路徑。

OSPF的優點

1.Open，開放，兼容性好，各廠家支持。

2.SPF算法為樹形算法，清晰區域内真實網絡拓撲，路由計算精确，無環

3.相對于RIP，沒有跳數限制，可支持中大型網絡。

4.相對于RIP，收斂速度更快

5.相對于RIP，以接口Cost（默認由帶寬決定）來判斷路由優劣，而不是基于跳數。

OSPF的區域

一個OSPF網絡可以劃分為多個區域（Area），如果隻包含一個區域，則這樣的OSPF網絡稱為單區域OSPF網絡；如果一個OSPF網絡包含了多個區域，則這樣的OSPF網絡稱為多區域OSPF網絡。

在OSPF網絡中，每一個區域都會有對應的編号，Area-ID，其中ID可以是任意十進制數字。

一般稱Area-ID為0的區域稱為骨幹區域，其他區域稱為标準區域。單區域的OSPF網絡隻包含一個區域，所以這個區域必須是骨幹區域（不用Area0照樣可以，隻是不利于擴展）。

在多區域的OSPF網絡之中，所有非骨幹區域的網絡都必須與骨幹區域直接相連，非骨幹區域不允許直連。所以，标準區域之間的通信必須通過骨幹區域中轉才能進行。

OSPF區域中的4種路由器

IR：如果一台OSPF路由器屬于單個區域，即該路由器所有接口都屬于同一個區域，那麼這台路由器稱為IR（InternalRouter）。

ABR：如果有一台路由器的某些接口屬于Area0，其他接口屬于别的區域，則這樣的路由器被稱為ABR（區域邊界路由）。

ASBR：如果有一台路由器是與本網絡（OSPF）之外的網絡（例如RIP、EIGRP、靜态路由等）相連，且将外部網絡的路由信息引入本網絡，這樣的路由器稱為ASBR（自治系統邊界路由器）。

骨幹路由器（BackboneRouter）:該類路由器至少有一個接口屬于骨幹區域。因此，所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨幹路由器。

OSPF中支持的4種網絡類型

1.廣播類型（Broadcast）

2.NBMA類型Non-BroadcastMulti-Access）

3.點到多點P2MP類型（Point-to-Multipoint）

4.點到點P2P類型（point-to-point）

鍊路狀态LSA

OSPF是一種基于鍊路狀态的路由協議，相對于RIP協議通過矢量判斷路徑的跳數，它更注重路徑的狀态。鍊路狀态（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。

的

這樣，網絡中所有的OSPF路由器都擁有整個網絡的鍊路狀态，能通過鍊路狀态描繪出相同的網絡結構。

OSPF的5種數據報文

1.Hello報文：周期性發送，用來發現和維持OSPF鄰居關系。

2.DD報文：描述本地lsdB（LinkStateDatabase鍊路狀态數據）的摘要信息，用于兩

台設備進行數據庫同步。

3.LSR報文：用于向對方請求所需的LSA。

4.LSU報文：用于向對方發送其所需要的LSA。

5.LSAck報文：用來對收到的LSA進行确認。

OSPF建立鄰接關系過程的7個狀态

1.down：雙方路由器沒有進行任何交互

2.Init：此狀态隻能交換hello報文，無任何其他信息

3.two-way：hello報文交換之後，達到two-way狀态，建立鄰居關系

4.Exstart：進行主從關系選舉，确定誰先發送DD報文

5.Exchange：交互DD報文，建立各自拓撲表。

6.Loading：請求對方路由信息，交互LSA，LSU，LSACK報文

7.Full：建立鄰接關系，lsdB同步。

鄰居和鄰接

在OSPF中，鄰居（Neighbor）和鄰接（Adjacency）是兩個不同的概念。

OSPF路由器啟動後，便會通過OSPF接口向外發送Hello報文。收到Hello報文的OSPF路由器會檢查報文中所定義的參數，如果雙方一緻就會形成鄰居關系。

形成鄰居關系的雙方不一定都能形成鄰接關系，這要根據網絡類型而定。隻有當雙方成功交換DD報文，交換LSA并達到lsdB的同步之後，才形成真正意義上的鄰接關系

OSPF的建立過程

OSPF的建立過程可以簡單分為以下3個過程

1>建立鄰居關系

2>建立各自的拓撲表

3>建立鄰接關系

1.建立鄰居關系。

雙方路由器初始為down狀态，連接之後進入init狀态，開始互相交換hello數據

包，通過hello報文得到路由器基本信息之後，進入two-way狀态，開始建立鄰居關系。

鄰居關系建立之後進入exstart狀态。

2.建立各自的拓撲表

進入exstart狀态後确立主從關系，互相交換LSA摘要信息之後變為exchange狀态

3.建立鄰接關系

正在同步lsdb（鍊路狀态數據庫），但還未同步完成，兩台設備的關系是loading

完成lsdb同步，進入full狀态，成立鄰接關系。

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