OSPF：开放式最短路径优先协议

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。著名的迪克斯彻（Dijkstra）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。

无类别链路状态IGP动态路由协议

1. 距离矢量协议：运行距离矢量协议的路由器会周期性的泛洪自己的路由表。通过路由的交互，每台路由器从相邻的路由器学习到路由，并且加载进自己的路由表中；对于网络中的所有路由器而言，路由器并不清楚网络的拓扑结构，只是简单的知道要去往某个目的地的方向在哪儿，距离多远。这既是距离矢量协议的本质。
2. 链路状态协议：与距离矢量协议不同，链路状态协议通告的是链路状态信息，而不是路由表。运行链路状态协议的路由器之间会先建立一个协议的邻居关系，然后彼此之间开始交互LSA（链路状态通告）。每台路由器都会产生LSA，路由器将接收到的LSA放入自己的LSDB（链路状态数据库）中。路由器通过LSDB，掌握了全网所有的拓扑信息。最后，由路由器通过SPF算法计算出最优路径，随后加载于自己的路由表中

 OSPF的特征

支持等开销负载均衡

基于组播进行更新----224.0.0.5  224.0.0.6

支持触发更新 ； 每30min进行一次周期更新

需要结构化的部署---区域划分  地址规划  

相同区域传递拓扑，不同区域传递路由

区域划分的规则：

1. 星型结构  0区为骨干区域；大于0则为非骨干区域，所有非骨干区域必须接入到骨干区域上。
2. 必需要有ABR---域间路由器  两个区域相连时，必须存在ABR，ABR---同时工作在两个区域上。

Router-ID 路由器标识符 ，用于一个OSPF域中唯一的标识一台路由器。

Router-ID的设定可以通过手工配置的方式，或 使用系统自动生成的方式。

定义RID值，建议使用IP地址，全网唯一，要是不进行手工配置则会自动生成-------优先配置为环回的最大数值，如果没有环回，则自动配置为最大物理接口数值。

使用COST值作为度量值：Cost=开销值=参考带宽/接口带宽；默认参考带宽为100M，整段路径cost值之合最小为最佳。

若接口带宽大于参考带宽，则度量值为1，可能会导致选路不佳，故而在接口带宽大于参考带宽的网络中，可以人为的修改参考带宽。

[R1-ospf-1]bandwidth-reference 1000 修改参考带宽为1000Mbits/s

注意：一旦修改参考带宽，需全网所有设备都修改一致

ospf的数据包类型

1. HELLO包  用于邻居间的发现 关系建立 及保活
2. DBD包  数据库描述包  用于携带本地数据库目录
3. LSR包  链路状态请求包  在查看完对端邻居的DBD包后，基于本地的位置查询LSA 随后去索要未知的LSA信息，就通过这个LSR包。
4. LSU包 链路状态更新包 用于携带各种LSA信息
5. LSACK包 链路状态确认包  用于确认接收到对端的信息  

ospf的状态机  

Down状态：表示未激活的状态，一旦本地发出hello包，则进入下一个状态。

Init状态：表示初始化状态  

Tow-way状态：双向通信 表示建立了邻居关系

经过条件匹配，成功则进入下一个状态机，失败则停留于tow-way状态 

 Exstart 状态：预启动状态   

Exchange 状态： 准交换状态

Loading 状态： 加载状态  在查看完对端邻居的DBD包后，使用LSR包来询问自己位置的LSA信息，对端使用LSU包进行回复，本地还需要使用LSACK进行确认回复。

Full 状态： 邻接关系建立的标识

OSPF的工作过程

启动配置完成后---本地组播 224.0.0.5 发送hello包---Hello包将携带本地的RID值，及已知的邻居的RID值，若接收到对端的hello包中有自己的RID则视为认识 邻居关系的建立，生成邻居表，开始条件匹配 成功 则进入下一个阶段  不成功 则 永远是邻居，使用空的DBD包进行主从选举  对比RID  大为优 且 优先进入下一个状态  优先共享数据库目录  ，之后  使用 LSR/LSU/LSACK 来获取未知的LSA信息并加载于本地的LSDB中。 启用SPF算法 基于本地LSDB生成有向图，在计算出最短路径树，在基于树形结构算出本地为起始点到达全网各个节点的最优路径，最后加载于本地路由表中，收敛完成后，hello保活即可。每30min进行一次周期更新，周期更新即为对比数据库目录，如果相同 则继续hello包保活，如果不相同，则重新收敛。

结构突变

1. 新增一个网络 直连新增网络设备，直接使用更新包告知邻接关系，需要ack确认。
2. 断开一个网段 直连新增网络设备，直接使用更新包告知邻接关系，需要ack确认。
3. 无法沟通  hello time 10s 、dead time 40s ,时间一到就删除邻接信息

OSPF的基础配置命令

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1  创建ospf进程号为1 仅具有本地意义 同时定义RID值  建议使用IP地址 全网需要唯一。

[R1-ospf-1]area 0  进入0 区

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255 

<R1>display ospf peer   查询详细邻居关系

<R1>display ospf brief  查询邻居表 

<R1>display ospf lsdb  查询链路状态数据库

反掩码：掩码反过来

给个例题：

OSPF的扩展配置

从邻居关系建立成为邻接关系的条件

网络类型----两个

①点到点的网络：在一个网段中，仅支持存在两个节点的网络。（在点到点的网络类型中，可以直接成为邻接关系）

②MA：多路访问---在一个网段内，存在的节点数量不限

在MA网络中，若所有设备均是邻接关系，则会造成大量的重复更新，故，进行DR/BDR的选举，所有非DR/BDR的设备被称之为DRother，DRother之间维持邻居关系。

选举规则：

先比较参选接口的优先级  默认1  范围0-255  大为优

若参选接口的优先级相同，比较参选设备的RID，大为优

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 2 将参选接口优先级改为2  

切记：ospf的DR选举是非抢占性的，故需要重启ospf进程达到重新选举的目的。

<R1>reset ospf process  重启ospf进程

手工认证

在邻居间接口上定义安全密钥

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456  

手工汇总----汇总区域