一文简析OSPF路由协议工作过程

OSPF路由协议

OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先）是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous system,AS）内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（IGP），故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法被用来计算最短路径树。OSPF支持负载均衡和基于服务类型的选路，也支持多种路由形式，如特定主机路由和子网路由等

内部网关协议和外部网关协议

1：自治系统（AS）
2：内部网关协议（IGP）
3：内部网关协议（EGP)

OSPF是链路状态路由协议

OSPF的工作过程

学习链路信息

Dijkstra算法

建立邻居关系

链路状态数据库

最短路径树

路由表

OSPF区域

*为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域
*每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息（LSA)
Areao 0(骨干区域）
Areao 1 (非骨干区域）
Areao 2 (非骨干区域）
…

区域ID

1:区域ID可以表示为一个十进制的数字
2：也可以表示为一个IP

Ronter ID

OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址

Ronter ID选取规则

1：选取路由器loopback接口数值最高的IP地址
2：如果没有loopback接口，在物理接口中选取IP地址最高的
3：也可以使用router-id命令指定router id

其他路由器（DRothers)只和DR及BDR形成命令关系

DR和BDR选举方法

一：自动选举DR和BDR

网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR,第二大的将被选为BDR.

二：手动选举DR和BDR

1：优先级范围为0~255，数值越大，优先级越高，默认为1

2：如果优先级相同，则需要比较Router ID

3:如果路由器的优先级被设置为0，他将不参与DR和BDR的选举

DR和BDR的选举过程

路由器的优先级可以影响一个选举过程，但是它不能强制更换已经存在的DR或BDR路由器、

OSPF的组播地址

224.0.0.5
224.0.0.6
OSPF的密度值为COST
*COST=10^8/BW
*最短路径是基于接口的代价（cost)计算的

OSPF数据包

承载在IP 数据包内，使用协议号89

OSPF的包类型

邻居状态机

(1) Down: 邻居状态机的初始状态，是指在过去的Dead- Interval时间内没有收到对方的Hello报文。
(1-2) Attempt: 只适用于NBMA类型的接口，处于本状态时，定期向那些手工配置的邻居发送HELLO报文。
(2) Init: 本状态表示已经收到了邻居的HELLO报文，但是该报文中列出的邻居中没有包含我的RouterID(对方并没有收到我发的HELLO报文)。
(3) 2 -Way: 本状态表示双方互相收到了对端发送的HELL0报文，建立了邻居关系。在广播和NBMA类型的网络中，两个接口状态是DROther的路由器之间将停留在此状态，其他情况状态机将继续转入高级状态。
(3)
ExStart:在此状态下，路由器和它的邻居之间通过互相交换DBD报文(该报文并不包含实际的内容，只包含一些标志位)来决定发送时的主/从关系。建立主/从关系主要是为了保证在后续的DBD报文交换中能够有序的发送。
(5) Exchange: 路由器将本地的LSDB用DBD报文来描述，并发给邻居。
(6) Loading:路由器发送LSR报文向邻居请求对方的DBD报文。
(7) Full:在此状态下，邻居路由器的LSDB中所有的LSA本路由器全都有了。即，本路由器和邻居建立了邻接(adjacency) 状态。

OSPF的网络类型

从以下几个方面考虑OSPF的使用

1：网络规模
2：网络拓扑
3：其他特殊需求
4：路由器的自身需求

OSPF的特点

1：可适应大规模的网络
2：路由变化收敛速度快
3：无路由环
4：支持变长子网掩码VLSM
5：支持区域划分
6：支持以组播地址发送协议报文

审核编辑：刘清