一、什么是OSPF？
OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先）是一個內部網關協議(Interior Gateway Protocol，簡稱IGP），用于在單一自治系統（autonomous system,AS）內決策路由。
二、OSPF術語
1、route ID
每一臺OSPF路由器只有一個Router-ID，Router-ID使用IP地址的形式來表示，確定Router-ID的方法為：
★1 .手工指定Router-ID。
★2 .路由器上活動Loopback接口中IP地址最大的，也就是數字最大的，如C類地址優先于B類地址，一個非活動的接口的IP地址是不能被選為Router-ID的。
★3 .如果沒有活動的Loopback接口，則選擇活動物理接口IP地址最大的。
注：如果一臺路由器收到一條鏈路狀態，無法到達該Router-ID的位置，就無法到達鏈路狀態中的目標網絡。
Router-ID只在OSPF啟動時計算，或者重置OSPF進程后計算。
2、COST值
OSPF會自動計算接口上的Cost值，但也可以通過手工指定該接口的Cost值，手工指定的優先于自動計算的值。
OSPF計算的Cost，同樣是和接口帶寬成反比，帶寬越高，Cost值越小。到達目標相同Cost值的路徑，可以執行負載均衡，最多6條鏈路同時執行負載均衡。
3、鏈路
就是路由器上的接口，在這里，應該指運行在OSPF進程下的接口。
4、鏈路狀態
OSPF路由器收集其所在網絡區域上各路由器的連接狀態信息，即鏈路狀態信息（Link-State），生成鏈路狀態數據庫(Link-State Database)。路由器掌握了該區域上所有路由器的鏈路狀態信息，也就等于了解了整個網絡的拓撲狀況。OSPF路由器利用“最短路徑優先算法(Shortest Path First, SPF)”，獨立地計算出到達任意目的地的路由。
5、OSPF區域
OSPF協議引入“分層路由”的概念，將網絡分割成一個“主干”連接的一組相互獨立的部分，這些相互獨立的部分被稱為“區域”(Area)，“主干”的部分稱為“主干區域”。每個區域就如同一個獨立的網絡，該區域的OSPF路由器只保存該區域的鏈路狀態。每個路由器的鏈路狀態數據庫都可以保持合理的大小，路由計算的時間、報文數量都不會過大。
三、OSPF四種路由
在OSPF多區域網絡中，路由器可以按不同的需要同時成為以下四種路由器中的幾種：
- 內部路由器：所有端口在同一區域的路由器，維護一個鏈路狀態數據庫。
- 主干路由器：具有連接主干區域端口的路由器。
- 區域邊界路由器(ABR)：具有連接多區域端口的路由器，一般作為一個區域的出口。ABR為每一個所連接的區域建立鏈路狀態數據庫，負責將所連接區域的路由摘要信息發送到主干區域，而主干區域上的ABR則負責將這些信息發送到各個區域。
- 自治域系統邊界路由器(ASBR)：至少擁有一個連接外部自治域網絡（如非OSPF的網絡）端口的路由器，負責將非OSPF網絡信息傳入OSPF網絡。
四、協議類型
Hello報文，通過周期性地發送來發現和維護鄰接關系；
DD(鏈路狀態數據庫描述)報文，描述本地路由器保存的LSDB(鏈路狀態數據庫)；
LSR(LS Request)報文，向鄰居請求本地沒有的LSA；
LSU(LS Update)報文，向鄰居發送其請求或更新的LSA；
LSAck(LS ACK)報文，收到鄰居發送的LSA后發送的確認報文。
五、接口優先級
選舉優先級最高的成為DR，優先級數字越大，表示優先級越高，被選為DR的幾率就越大，次優先級的為BDR，優先級范圍是0-255，默認為1，優先級為0表示沒有資格選舉DR和BDR。
六、網絡類型
1.點到點網絡(point-to-point），由cisco提出的網絡類型，自動發現鄰居，不選舉DR/BDR，hello時間10s。
2.廣播型網絡(broadcast），由cisco提出的網絡類型，自動發現鄰居，選舉DR/BDR，hello時間10s。
3.非廣播型（NBMA）網絡 (non-broadcast），由RFC提出的網絡類型，手工配置鄰居，選舉DR/BDR，hello時間30s。
4.點到多點網絡 (point-to-multipoint），由RFC提出，自動發現鄰居，不選舉DR/BDR，hello時間30s。
5.點到多點非廣播，由cisco提出的網絡類型，手動配置鄰居，不選舉DR/BDR，hello時間30s。
6.虛鏈接： OSPF包是以unicast的方式發送。
七、OSPF幾種狀態
- Down：此狀態還沒有與其他路由器交換信息。首先從其ospf接口向外發送hello分組，還并不知道DR（若為廣播網絡）和任何其他路由器。發送hello分組使用組播地址224.0.0.5。
- Attempt: 只適于NBMA網絡，在NBMA網絡中鄰居是手動指定的，在該狀態下，路由器將使用HelloInterval取代PollInterval來發送Hello包。
- Init: 表明在DeadInterval里收到了Hello包，但是2-Way通信仍然沒有建立起來。
- two-way: 雙向會話建立，而RID彼此出現在對方的鄰居列表中。
- ExStart: 信息交換初始狀態，在這個狀態下，本地路由器和鄰居將建立Master/Slave關系，并確定DD Sequence Number，路由器ID大的的成為Master。
- Exchange: 信息交換狀態，本地路由器和鄰居交換一個或多個DBD分組（也叫DDP），DBD包含有關LSDB中LSA條目的摘要信息。
- Loading: 信息加載狀態：收到DBD后，將收到的信息同LSDB中的信息進行比較。如果DBD中有更新的鏈路狀態條目，則向對方發送一個LSR，用于請求新的LSA。
- Full: 完全鄰接狀態，鄰接間的鏈路狀態數據庫同步完成，通過鄰居鏈路狀態請求列表為空且鄰居狀態為Loading判斷。
八、無法形成鄰接關系原因
1、Hello間隔和Dead間隔必須相同才能建立鄰接關系。
2、區域號碼不一致。
3、特殊區域（如stub和nssa等）區域類型不匹配。
4、認證類型和密碼不一致。
5、路由器ID相同。
6、Hello包被ACLdeny。
7、鏈路上的MTU不匹配。
8、接口下OSPF網絡類型不匹配。
九、OSPF協議主要優點
1、OSPF是真正的LOOP- FREE（無路由自環）路由協議。源自其算法本身的優點。（鏈路狀態及最短路徑樹算法）
2、OSPF收斂速度快：能夠在最短的時間內將路由變化傳遞到整個自治系統。
3、提出區域（area）劃分的概念，將自治系統劃分為不同區域后，通過區域之間的對路由信息的摘要，大大減少了需傳遞的路由信息數量。也使得路由信息不會隨網絡規模的擴大而急劇膨脹。
4、將協議自身的開銷控制到最小。
5、通過嚴格劃分路由的級別，提供更可信的路由選擇。
6、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5 驗證。
7、OSPF適應各種規模的網絡，最多可達數千臺。
