一、關於OSPF的基本概述

1.1 OSPF：開放的最短路徑優先協議

自治系統（As）是指由同一個技術管理機構管理、使用統一選路策略的一些路由器的集合。

【1】按自治系統分爲
（1）IGP：內部網關路由協議，運行在AS內部的路由協議，主要解決AS內部的選路問題，發現、計算路由。主要:RIP1/RIP2、OSPF、ISIS、EIGRP（思科私有協議）
（2）EGP：外部網關路由協議，運行在As與AS之間的路由協議，他解決AS之間選路問題。通常:BGP
【2】按協議類型分類
（1）距離矢量路由協議:RIP1/2、BGP（路徑矢量協議）、EIGRP（高級距離矢量協議)
路由器對全網拓撲不完全瞭解。是"傳說的路由"，A發路由信息給B，B加上自己的度量值又發給C，路由表裏的條目是聽來的。
（2）鏈路狀態路由協議:OSPF、ISIS
路由器對全網拓撲完全瞭解。是"傳信的路由"，A將信息放在一封信裏發給B，B對其不做任何改變，拷貝下來，並將自己的信息放在另一封信裏，兩封信一起給C，這樣，信息沒有任何改變和丟失，最後所有路由器都收到相同的一堆信，這一堆信就是LSDB。然後，每個路由器運用相同的SPF算法，以自己爲根，計算出SPF Tree(即到達目的地的各個方案)，選出最佳路徑，放入路由表中。

1.2 OSPF的工作過程

OSPF是鏈路狀態路由協議
其過程如下：以A爲例

1.3 OSPF的基本概念

1.3.1、OSPF區域

1、爲了適應大型網絡，OSPF在AS內劃分多個區域
2、每個OSPF路由器只維護所在區域的完整鏈路狀態信息

1.3.2 OSPF區域ID

1、區域ID可以表示成一個十進制的數字
2、區域ID也可以表示成一個IP

1.3.3 骨幹區域Area 0

負責區域間路由信息傳播

二、Router ID

Router ID 是OSPF區域內唯一標識路由器的IP地址
Router ID的選取規則：
1、選取路由器loopback接口上數值最高的IP地址（自動選取規則）
2、如果沒有loopback接口,在物理端口中選取IP地址最高的（自動選取規則）
3、也可以使用router-id命令指定Router ID（手動選取規則，在三個選取規則裏優先級是最高的）

三、DR和BDR

路由器會在廣播網絡中建立鄰接關係，構成了n(n-1)/2個鄰接關係，容易形成網絡風暴和堵塞。

3.1 指定路由器（DR）和備用指定路由器（BDR）

可以把DR和BDR理解成大隊長和副隊長，其他的每個路由器（DRothers）只要和大隊長建立連接就可以了，防止了網絡的擁塞。

3.2 DR和BDR的選舉方法和過程

3.3.1 選舉的方法

（1）自動選舉DR和BDR
1）網段上Router ID最大的路由器將被選舉爲DR,第二大的將被選舉爲BDR
（2）手工選擇DR和BDR
1）優先級範圍是0~255,數值越大,優先級越高,默認爲1
2）如果優先級相同,則需要比較Router ID
3）如果路由器的優先級被設置爲0,它將不參與DR和DBR的選舉

3.3.2 選舉過程

1、路由器的優先級可以影響一個選舉過程,但是它不能強制更換已經存在的DR或BDR路由器

2、OSPF的組播地址（224.0.0.5、224.0.0.6）
（1）路由器相互發送Hello包至224.0.0.5，確定DR、BDR
（2）DRothers 通過224.0.0.6發送鏈路狀態信息
（3）DR和BDR通過224.0.0.5發送鏈路狀態信息至其他的DRothers

四、OSPF的數據包類型、網絡類型及七種狀態

4.1 OSPF的五種數據包

OSPF數據包承載在IP數據包內，使用的協議號是89

SOPF包類型	描述
Hello包	用於發現和維護鄰居關係 ，選舉DR和BDR
數據庫描述包（DBD）	用於向鄰居發送摘要信息，以同步鏈路狀態數據庫
鏈路狀態請求包(LSR)	在路由器收到包含新信息的DBD後發送，用於請求更詳細二點信息
鏈路狀態更新包（LSU）	收到LSR後發送鏈路狀態通告（LSA），一個LSU數據包可能含幾個LSA
鏈路狀態確認包（LUAck）	確認已收到DBD/LSU，每個LSA需要被分別確認

4.2 OSPF鄰接關係的建立（7種狀態）

1、Down ：初始化
2、lnit狀態：收到第一個Hello包
3、2-way狀態：雙向建立會話
4、Exstart狀態：建立主從關係
5、Exchange狀態：交換摘要信息
6、Loading狀態：加載詳細信息
7、full狀態：完全鏈接
具體步驟如下：
（一）OSPF啓動的第一個階段是使用Hello報文建立雙向通信的過程

（二）OSPF啓動的第二個階段是建立完全鄰接關係

4.3 OSPF的網絡類型（四種）

1、點到點網絡(Point-to-Point)

自動發現鄰居,不需DR/BDR,組播224.0.0.5

2、廣播多路訪問網絡(Broadcast MultiAccess, BMA)

自動發現鄰居、選DR/BDR,組播224.0.0.5, 224.0.0.6

3、非廣播多路訪問網絡(None Broadcast MultiAccess, NBMA)

手工指定鄰居、選DR/BDR,單播

4、點到多點網絡(Point-to-Multipoint)

自動發現鄰居,不需DR/BDR,組播224.0.0.5

五、OSPF的應用環境

1、從以下幾方面考慮OSPF的使用
網絡規模
網絡拓撲
其他特殊要求
路由器自身要求
2、OSPF的特點
可適應大規模網絡
路由變化收斂速度快
無路由環
支持變長子網掩碼VLSM
支持區域劃分
支持以組播地址發送協議報
3、OSPF與RIP的比較

六、OSPF配置命令

[R1]int g0/0/0 ##配置接口ip地址

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 11.0.0.2 24

[R1-GigabitEtherneto/0/0]un sh

[R1-GigabitEtherneto/0/0] int g0/0/1

[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.1 24

[R1-GigabitEthernet0/0/1]un sh

[R1-GigabitEtherneto/0/1]int loo 0

[R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32

[R1-LoopBack0]ospf 1 router-id 1.1.1.1 ###創建OSPF進程,配置路由ID

[R1-ospf-1] area 0 ##進入區域0,區域ID可以用數字表示,也可以用IP表示,若區域0則是骨幹區域

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 ##宣告OSPF區域內的直連網段,使用反掩碼

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0 255.255.255

[huawei]reset ospf process ##重置OSPF進程

[Huawei]display ip routing-table ##查看路由表