OSPF的概念

OSPF（Open Shortest Path First）开放最短路径优先，是由IETF组织开发的开放性标准协议，它是一个链路状态内部网关路由协议，

运行OSPF协议的路由器会将自己拥有的链路状态信息，通过启用了OSPF协议的接口发送给其他0SPF设备，同一个OSPF区域中的每台设备都会参与链路状态信息的创建、发送、接收与转发，直到这个区域中的所有OSPF设备获得了相同的链路状态信息为止。

OSPF区域

OSPF区域概念

一个OSPF网络可以被划分成多个区域（Area）

如果一个OSPF网络只包含一个区域，则这样的OSPF网络称为单区域OSPF网络

如果一个OSPF网络包含了多个区域，则称为多区域OSPF网络

OSPF区域结构

OSPF网络共有4个区域，其中Area 0为骨干区域，Area 1、Area 2和Area 3为非骨干区域。

需要注意的是，路由器R1、R2和R3同时属于骨干区域和非骨干区域，而其他路由器只属于一个区域

区域ID（Area ID）

在OSPF网络中，每一个区域都有一个编号，称为区域ID（Area ID）

区域ID是一个32位的二进制数，一般用十进制数来表示

区域ID为0的区域称为骨干区域（Backbone Area），其他区域都称为非骨干区域

单区域OSPF网络只包含一个区域，这个区域必须是骨干区域，多区域OSPF网络中，除骨干区域外，还有若干个非骨干区域

一般来说，每一个非骨干区域都需要与骨干区域直连，当非骨干区域没有与骨干区域直连时，要采用虚链路（Virtual Link）技术从逻辑上实现非骨干区域与骨干区域直连。也就是说，非骨干区域之间的通信必须要通过骨干区域中转才能实现

链路状态及LSA

链路状态通告（Link-State Advertisement，LSA）是链路状态信息的主要载体，链路状态信息主要包含在LSA中并通过LSA的通告（泛洪）来实现共享的

LSA的类型主要包括Type-1 LSA(Router LSA)、Type-2 LSA(Network LSA)、Type-3 LSA(Network Summary LSA)、Type-4 LSA(ASBR Summary LSA)等

OSPF报文

OSPF协议报文直接封装在IP报文中，IP报文头部中的协议字段值必须为89

DD报文用于描述自己的链路状态数据库

LSDB并进行数据库的同步

LSR报文用于请求相邻路由器LSDB中的一部分数据

LSU报文的功能是向对端路由器发送多条LSA用于更新

LSAck报文是指路由器在接收到LSU报文后所发出的确认应答报文

Router ID

Router ID是OSPF区域中路由器的唯一标识

一台OSPF路由器的Router ID的是按照以下方式生成的：

①如果管理员手动配置了路由器的Router ID，则路由器将使用该Router ID

②如果没有设置，但在路由器上创建了逻辑接口（如环回接口），则路由器会选择这台路由器上所有逻辑接口的IPv4地址中，数值最大的IPv4地址作为Router ID（不论该接口是否参与了OSPF协议）

③如果①和②都没有，则路由器会选择所有活动物理接口的IPv4地址中数值最大的IPv4地址作为Router ID（不论该接口是否参与了OSPF协议）

OSPF的网络类型

OSPF所支持的网络类型是指OSPF能够支持的二层网络类型，根据数据链路层协议类型将网络分为下列4种类型：

① 广播（Broadcast）类型：当链路层协议是Ethernet或FDDI时，OSPF默认的网络类型是Broadcast。在该类型的网络中，通常以组播形式（224.0.0.5和224.0.0.6）发送协议报文

②NBMA（Non-Broadcast Multi-Access）类型：链路层协议是帧中继、ATM或X.25时，OSPF默认认为网络类型是NBMA。在该项类型的网络中，以单播形式发送协议报文

③点到多点P2MP（point-to-multipoint）类型：点到多点必须是由其他的网络类型强制更改的。常用做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。在该类型的网络中，以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文

④点到点P2P(point-to-point)类型：当链路层协议是PPP、HDLC和LAPB时，OSPF默认的网络类型是P2P。在该类型的网络中，以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文

邻居关系与邻接关系

邻居关系：在OSPF协议中，每台路由器的接口都会周期性地向外发送Hello报文。如果“相邻”两台路由器之间发送给对方的Hello报文完全一致，那么这两台路由器就会成为彼此的邻居路由器，他们之间才存在“邻居”关系

邻接关系：在P2P或P2MP的二层网络类型中，两台互为“邻居”关系的路由器一定会同步彼此的LSDB，当这两台路由器成功地完成了LSDB的同步后，他们之间便建立起了“邻接”关系

OSPF网络的DR与BDR

DR（Designate Router）指定路由器

BDR（Backup Designate Router）备份指定路由器

只适用于广播（Broadcast）网络或非广播多路访问（NBMA）网络

DR与BDR的选举规则：由于在一个广播网络或NBMA网络中，路由器之间会通过Hello报文进行交互，Hello报文中包含了路由器的Router-ID和优先级，路由器的优先级的取值范围是从0到255，取值越大优先级越高