一、OSPF路由協議概述
1、自治系統（AS）
自治系統（AS）是由一個管理部門控制的一組網絡
在AS內部采用相同的路由技術，實現統一的路由策略，不同的AS采用的路由技術和路由策略可以不同
內部網關協議（IGP）：用於在自治系統內部交換路由信息，例如RIP、OSPF等
外部網關協議（EGP）：用於在兩個自治系統之間交換路由信息，例如BGP等
二、OSPF的工作過程
1、OSPF的概念
OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先)是一個內部網關協議(簡稱IGP)，用於在單一自治系統(AS)內決策路由。
是對鏈路狀態路由協議的一種實現，隸屬內部網關協議(IGP)，故運作於自治系統內部。著名的迪克斯加算法(Dijkstra)算法被用來計算最短路徑樹。
OSPF分為OSPFv2和OSPFv3兩個版本,其中OSPFv2用在IPv4網絡，OSPFv3用在IPv6網絡。
OSPF是鏈路狀態協議，而RIP是距離矢量協議
2、OSPF的工作過程
- 建立鄰接關系
相鄰的路由器首先發送hello包，用於發現和維持鄰居關系
- 創建鏈路狀態數據庫
建立鄰接關系后，創建鏈路狀態數據庫，並向鄰居發送摘要信息來同步鏈路狀態數據庫
- 計算最短路徑樹
用著名的迪克斯加算法(Dijkstra)算法被用來計算最短路徑樹
- 更新路由表
將最優的路由條目信息添加到路由表中
建立鄰接關系（學習鏈路狀態信息）→鏈路狀態數據庫→最短路徑樹（Dijkstra算法）→路由表
三、OSPF的基本概念
1、OSPF區域
為了適應大型的網絡，OSPF在AS內划分多個區域
每個OSPF路由器只維護所在區域的完整鏈路狀態信息
2、區域ID
區域ID可以表示成一個十進制的數字
也可以表示成一個IP
3、骨干區域Area 0
負責區域間路由信息傳播，作為中央實體，其他區域與之相連，骨干區域編號為 0，在該區域中，各種類型的 LSA 均允許發布。
補充知識：LSA(鏈路狀態廣播)是鏈接狀態協議使用的一個分組，它包括有關鄰居和通道成本的信息。 LSA被路由器接收用於維護它們的路由選擇表。
4、非骨干區域
除骨干區域外的默認的區域類型，在該類型區域中，各種類型的 LSA 均允許發布。
5、Router ID
OSPF區域內唯一標識路由器的IP地址（32位的公用IP地址）
6、Router ID選取規則
選取路由器loopback接口上數值最高的IP地址
如果沒有loopback接口，在物理端口選取IP地址最高的
也可以使router-id命令指定Router ID
7、OSPF的組播地址
224.0.0.5
224.0.0.6
Drother會通過224.0.0.6向DR和BDR通告網絡信息狀態，DR會通過224.0.0.5向所有鄰居通告信息
VRRP，組播地址是224.0.0.18
RIP v2，組播地址是224.0.0.9
8、OSPF的度量值
OSPF的度量值為COST
COST=108/BW(帶寬)
最短路徑是基於接口指定的代價（cost）計算的
四、DR和BDR的概述
1、DR和BDR的概念及任務
DR：指定路由器
DR的任務：當R3所直連的某一網絡發生中斷，則R3將把該信息只交給R1（DR），DR收到該信息后，再向R2和R4發送該網絡中斷的信息。R1（即DR）是整個OSPF網絡中的領導者，網絡中出現任何變化，都需要向DR匯報，再由DR向其他路由器發送該消息
BDR：備份指定路由器
BDR的任務：如果充當整個OSPF網絡管理者的DR路由器發生意外情況，down了，則整個網絡會因為失去了核心而變得混亂。BDR的作用就是在DR實效后頂替DR的位置，變成新的DR。
DRothers（其他路由器）：只和DR及BDR形成鄰接關系
2、DR和BDR的選舉方法
- 自動選舉DR和BDR
將網段上Router ID最大的路由器將被選舉為DR，第二大的將被選舉為BDR
- 手工選擇DR和BDR
優先級范圍是0-255，數據越大，優先級越高，默認為1
如果優先級相同，則需要比較Router ID
如果路由器的優先級被設置為0，它將不參與DR和BDR的選舉
3、DR和BDR的選舉過程
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
五、OSPF的數據包類型
1、OSPF數據包
承載在IP數據包內，使用協議號89
2、OSPF的包類型（五種報文分析）
六、OSPF鄰接關系的建立
1、OSPF啟動的第一個截斷是使用Hello報文建立雙向通信的過程
2、OSPF啟動的第二個階段是建立完全鄰接關系
七、OSPF的網絡類型
OSPF將網絡划分為四種類型
1、點到點網絡
自動發現鄰居，不需要DR或BDR，組播地址：224.0.0.5
2、廣播多路訪問網絡
自動發現鄰居，選DR或BDR，組播地址：224.0.0.5,224.0.0.6
3、非廣播多路訪問網絡
手工指定鄰居，選DR、BDR，單播
4、點到多點網絡
自動發現鄰居，不需要DR或BDR，組播地址：224.0.0.5
六、OSPF的應用環境
1、從以下幾個方面考慮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
支持可變長子網掩碼VLSM
支持區域划分
支持以組播地址發送協議報
3、OSPF與RIP的比較
七、OSPF的常用配置命令
1 [R1]int loo 0 //進入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 //創建OSPF進程，配置路由ID（都是使用的是回環地址的IP，因為虛擬接口是不會變的，物理接口IP可能會出現故障變化等） 5 [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則是骨干區域 6 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 13.0.0.0 0.0.0.255 //宣告OSPF區域內的直連路由，使用反掩碼 7 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0