开放最短路径优先协议开放最短路径优先(OSPF )是一种内部网关协议(IGP )，它可以自己创建网络拓扑图，并独立计算到每个网络的最短路径。 另一方面，OSPF协议的基本概念1 .链路状态协议介绍链路状态路由协议是分层的，网络中的路由器不向邻居传递“路由项”，而是向邻居通知一些链路状态。 与距离向量路由协议相比，一对链路状态协议； 路由计算方法有本质的区别。 距离向量协议是平面的，所有路由都完全依赖邻居，被交换的是路由项。 链路状态协议只需通知邻居的几个链路状态。 运行该路由协议的路由器不仅仅是从相邻路由器学习路由，还将路由器分成区域，收集区域中所有路由器的链路状态信息，根据状态信息生成网络拓扑，每个路由器根据拓扑结构生成路由2 .介绍2.OSPF协议
OSPF是一种典型的链路状态路由协议，采用OSPF路由协议的路由器相互交换并存储全网络链路信息，以了解全网络拓扑。 独立计算路由。 生成链接库。
OSPF的特点
分区：允许对AS的网络进行分区管理，使区域之间传输的路由信息更加抽象，从而减少占用的网络带宽。
无自循环：OSPF根据采集的链路状态采用最短路径树算法计算路由，算法本身保证自循环不生存。
快速收敛：网络拓扑结构发生变化后立即发送更新消息，AS同步该变化。
试验范围广：支持各种规模的网络，最多可支持数百台路由器。
路由分级：使用4种不同的路由。 在优先顺序上，分别是区域内路由、区域间路由、第一种外部路由、第二种外部路由。
支持验证：支持基于接口的消息认证，以确保消息交互和路由计算的安全。
支持多播发送：可以在特定类型的链路上以多播地址发送协议消息，减少对其他设备的干扰。
3.OSPF协议消息交换流程
在OSPF网络中，为了交换路由信息，邻居设备之间必须首先建立相邻关系，邻居关系和相邻关系是不同的概念。
邻居关系： OSPF设备启动时，通过OSPF接口向外部发送Hello消息，收到Hello消息的OSPF设备检查消息中定义的参数，如果双方一致，则建立邻居关系，两端的OSPF设备
相邻关系：形成邻居关系后，两端设备成功交换DD消息和LSA时，才建立相邻关系。
OSPF通过发送消息类型进行路由选择学习
光环消息：周期性发送以发现和维护OSPF邻居关系。
DD消息：提供本地LSDBD的摘要信息，用于同步两台设备数据库。
LSR消息：用于向对方发送请求所需的LSA，设备仅在OSPF邻居成功交换DD消息后才向对方发送LSR消息。
LSU消息：向对方发送请求所需的LSA。
LSAck消息：用于确认收到的LSA。
设备与邻居关系建立毗邻关系
Down:OSPF初始状态。 还没有开始信息交换。
Init :信息交流的初期。 虽然表示已收到邻居的Hello消息，但消息中未列出本路由的rid(Hello消息的NEIGHBOR字段)意味着对方还未收到来自本路由的Hello消息
双向：双向舞台。 双方都收到对方的Hello消息，意味着收到的消息中包含NEIGHBOR字段，并且是本路由的Router ID，此时邻居关系成立。 在多址网络中，两个接口的状态为DR Other的路由器之间保持此状态，否则继续进入高级状态。 这种状态的路由器不能共享路径信息，共享路径信息需要建立邻接关系(注意邻接关系和邻接关系的不同)。
Exstart :准备开始交换阶段。 双方通过Hello消息确定主从关系，最高路由器id的路由成为主路由，首先开始交换。 主从关系确立后进入下一阶段。 提示：这个阶段也是灾难恢复和灾难恢复的选举阶段，主要是减少在多址网络中建立相邻关系的通信流量。 详细情况将在后面叙述。
Exchange :开始更换阶段。 路由器用“数据库描述(DBD )”消息描述本地“路由状态数据库(LSDB )”，并将其发送到相邻路由。 如果收到有关数据库中没有此阶段路由的链路的信息，则在下一阶段将通过“链路状态请求(LSR )”消息请求对方发送该路由条目的完成信息。
加载：加载阶段。 路由器通过发送“LSR”消息向邻居请求路由条目的详细信息。 邻居使用“链路状态更新(LSU )”消息响应LSR请求，并在接收到邻居返回的LSU后，返回LSAck以确认发送LSU的路径。
完全：完全相邻的状态。 加载完成后，路由器之间将处于“完全协调”状态。
4.OSPF协议路由器类型
OSPF定义了四种路由器类型：
所有内部路由器(IR )接口位于一个OSPF区域；
区域边界路由器(ABR ) :可以同时属于两个或多个区域，但其中一个区域必须是核心区域。 ABR用于连接主干区和非主干区，她和主干区之间可以是物理连接的，也可以是逻辑连接的。
骨干路由器(BR )此类设备至少有一个接口位于骨干区域所有ABR和Area0的内部设备均为骨干路由器。
自主系统边界路由器(ASBR
），与其他AS交换路由信息的设备称为ASBR，ASBR并不一定位于AS的边界，它可能是区域内设备，也可能是ABR。只要一台OSPF设备引入外部路由的信息，它就成为ASBR. 可以认为是OSPF外部的通信进入区域的网关路由器。5.OSPF协议网络类型
OSPF根据物理链路的类型，定义了几种网络类型。在每种网络类型中，OSPF的邻居建立方式、配置命令有所不同。下面简单介绍一下这些网络类型。
①点到点网络：即Point-to-point（P2P）型网络，是指该接口通过点到点的方式与一台路由器相连。此类型网络不需要进行OSPF的DR、BDR选举。
当链路层协议是PPP或HDLC时，OSPF缺省认为网络类型是P2P。在此类型的网络中，OSPF以组播方式（224.0.0.5）发送协议报文。
②广播型多路访问网络：即Broadcast型网络，网络本身支持广播功能。当链路层协议是Ethernet、FDDI时，OSPF缺省认为网络类型是广播型。此类型网络需要进行OSPF的DR、BDR选举。在该类型的网络中，OSPF通常以组播方式（224.0.0.5和224.0.0.6）发送协议报文。
③非广播型多路访问网络：即NBMA（Non-Broadcast Multiple Access）型网络，虽然从一个接口可以到达多个目的节点，但是网络本身不支持广播功能，当链路层协议是帧中继、ATM或X.25时，OSPF缺省认为网络类型是NBMA。此时OSPF的邻居需要管理员手工指定。在该类型的网络中，以单播方式发送协议报文。
④点到多点网络：即Point-to-multipoint（P2MP）型网络，是指该接口通过点到多点的网络与多台路由器相连。
P2MP型网络比较特殊，没有一种链路层协议会被缺省地认为是点到多点类型。点到多点必须是由其他网络类型强制更改而来。常用做法是将NBMA改为点到多点的网络。在该类型的网络中，缺省情况下以组播方式（224.0.0.5）发送协议报文，也可以根据用户需要，以单播形式发送协议报文。
6.DR/BDR的作用
①减少邻居关系的数量，从而减少链路状态信息和路由信息的次数。Drother只与DR/BDR建立完全邻接关系。DR与BDR之间建立完全邻接关系。
DR产生网络LSA来描述NBMA网段或者广播网段信息。
②DR/BDR选举规则
DR/BDR由OSPF的Hello协议选举，选举是根据端口的路由器优先级（Router Priority）进行的。
如果Router Priority被设置为0，那么该路由器将不允许被选举成DR或者BDR。
Router Priority越大越优先。如果相同，Router ID大者优先。
DR/BDR不能抢占。
如果当前DR故障，当前BDR自动成为新的DR，网络中重新选举BDR；如果当前BDR故障，则DR不变，重新选举BDR。
7.OSPF协议路由扩展特性
①路由器的验证方式
OSPF支持报文验证功能，只有通过验证的OSPF报文才能被接收，否则将不能正常建立邻居。路由器支持两种验证方式，区域验证方式和接口验证方式。当两种验证方式都存在时，优先使用接口验证方式。
②路由聚合
路由聚合是指ABR可以将具有相同前缀的路由信息聚合到一起，只发布一条路由到其他区域。区域间通过路由聚合，可以减少路由信息，从而减少路由表的规模，提高设备的性能。
③虚连接
虚连接是指在两台ABR之间通过一个非骨干区域建立的一条逻辑上的通道，是非骨干区域逻辑上与骨干区域相连。为虚连接两段提供一条非骨干区域内部路由的区域称为传输区域，传输区域不能是末节。