OSPF协议是什么 OSPF协议内容介绍【详解】
OSPF协议,OSPF协议是什么意思
OSPF协议 OSPF(Open Shortest Path First)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。与RIP相对，OSPF是链路状态路由协议，而RIP是距离向量路由协议。
链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。
开放最短路径协议(OSPF)协议不仅能计算两个网络结点之间的最短路径，而且能计算通信费用。可根据网络用户的要求来平衡费用和性能，以选择相应的路由。在一个自治系统内可划分出若干个区域，每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，这减少了OSPF路由实现的工作量;OSPF属动态的自适应协议，对于网络的拓扑结构变化可以迅速地做出反应，进行相应调整，提供短的收敛期，使路由表尽快稳定化。每个路由器都维护一个相同的、完整的全网链路状态数据库。这个数据库很庞大，寻径时， 该路由器以自己为根，构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。路由器彼此交换，并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，并独立计算路由。
接上一篇《OSPF协议介绍(一)》OSPF路由器之间使用链路状态通告(LSA)来交换各自的链路状态信息，并把获得的信息存储在链路状态数据库中。各OSPF路由器独立使用SPF算法计算到各个目的地址的路由。
OSPF协议支持分层路由方式，这使得它的扩展能力远远超过RIP协议。当OSPF网络扩展到100、500甚至上千个路由器时，路由器的链路状态数据库将记录成千上万条链路信息。为了使路由器的运行更快速、更经济、占用的资源更少，网络工程师们通常按功能、结构和需要把OSPF网络分割成若干个区域，并将这些区域和主干区域根据功能和需要相互连接从而达到分层的目的。
目录
OSPF分层路由的思想
OSPF中的四种路由器
OSPF链路状态公告类型
OSPF区域类型
报文在OSPF多区域网络中发送的过程
OSPF分层路由的思想
OSPF把一个大型网络分割成多个小型网络的能力被称为分层路由，这些被分割出来的小型网络就称为“区域”(Area)。由于区域内部路由器仅与同区域的路由器交换LSA信息，这样LSA报文数量及链路状态信息库表项都会极大减少，SPF计算速度因此得到提高。多区域的OSPF必须存在一个主干区域，主干区域负责收集非主干区域发出的汇总路由信息，并将这些信息返还给到各区域。
OSPF区域不能随意划分，应该合理地选择区域边界，使不同区域之间的通信量最小。但在实际应用中区域的划分往往并不是根据通信模式而是根据地理或政治因素来完成的。
OSPF中的四种路由器
在OSPF多区域网络中，路由器可以按不同的需要同时成为以下四种路由器中的几种：
1. 内部路由器:所有端口在同一区域的路由器，维护一个链路状态数据库。
2. 主干路由器：具有连接主干区域端口的路由器。
3. 区域边界路由器(ABR):
具有连接多区域端口的路由器，一般作为一个区域的出口。ABR为每一个所连接的区域建立链路状态数据库，负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域，而主干区域上的ABR则负责将这些信息发送到各个区域。
4. 自治域系统边界路由器(ASBR):
至少拥有一个连接外部自治域网络(如非OSPF的网络)端口的路由器，负责将非OSPF网络信息传入OSPF网络。
OSPF链路状态公告类型
OSPF路由器之间交换链路状态公告(LSA)信息。OSPF的LSA中包含连接的接口、使用的Metric及其他变量信息。OSPF路由器收集链接状态信息并使用SPF算法来计算到各节点的最短路径。LSA也有几种不同功能的报文，在这里简单地介绍一下：
LSA TYPE 1：由每台路由器为所属的区域产生的LSA，描述本区域路由器链路到该区域的状态和代价。一个边界路由器可能产生多个LSA TYPE1。
LSA TYPE 2：由DR产生，含有连接某个区域路由器的所有链路状态和代价信息。只有DR可以监测该信息。
LSA TYPE 3：由ABR产生，含有ABR与本地内部路由器连接信息，可以描述本区域到主干区域的链路信息。它通常汇总缺省路由而不是传送汇总的OSPF信息给其他网络。
LSA TYPE 4：由ABR产生，由主干区域发送到其他ABR, 含有ASBR的链路信息，与LSA TYPE 3的区别在于TYPE 4描述到OSPF网络的外部路由，而TYPE 3则描述区域内路由。
LSA TYPE 5：由ASBR产生，含有关于自治域外的链路信息。除了存根区域和完全存根区域，LSA TYPE 5在整个网络中发送。
LSA TYPE 6：多播OSPF(MOSF)，MOSF可以让路由器利用链路状态数据库的信息构造用于多播报文的多播发布树。
LSA TYPE 7：由ASBR产生的关于NSSA的信息。LSA TYPE 7可以转换为LSA TYPE 5。
OSPF区域类型
前述的四种路由器可以构成五种类型的区域，这五种区域的主要区别在于它们和外部路由器间的关系：
标准区域: 一个标准区域可以接收链路更新信息和路由总结。
主干区域(传递区域):主干区域是连接各个区域的中心实体。主干区域始终是“区域0”，所有其他的区域都要连接到这个区域上交换路由信息。主干区域拥有标准区域的所有性质。
存根区域：存根区域是不接受自治系统以外的路由信息的区域。如果需要自治系统以外的路由，它使用默认路由0.0.0.0。
完全存根区域：它不接受外部自治系统的路由以及自治系统内其他区域的路由总结。需要发送到区域外的报文则使用默认路由：0.0.0.0。完全存根区域是Cisco自己定义的。
不完全存根区域(NSAA): 它类似于存根区域，但是允许接收以LSA Type 7发送的外部路由信息，并且要把LSA Type 7转换成LSA Type 5。
区分不同OSPF区域类型的关键在于它们对外部路由的处理方式。外部路由由ASBR传入自治系统内，ASBR可以通过RIP或者其他的路由协议学习到这些路由。
报文在OSPF多区域网络中发送的过程
首先，区域内部的路由器最初使用LSA TYPE 1或LSA TYPE 2对本区域内的路径信息进行交换并计算出相应的路由表项。当路由器的链路信息在区域内部路由达到统一后，ABR才能发送LSA摘要报文(LSA TYPE 3或LSA TYPE 4)给其他区域。其他区域路由器可以根据这些摘要信息计算相应到达本区域以外的路由表项。最后，除了存根区域，所有路由器根据ASBR所发送的LSA TYPE 5计算出到达自治域外的路由表项。
为减少LSA报文，LSA摘要信息可以通过合理地分配IP地址和配置路由摘要提高效率。
在OSPF多区域网络中，主干区域必须保持全连通状态，即每个其他区域必须直接与主干区域Area0有连接才能交换区域间的路由信息。但在实际应用中，因为各种原因很难避免有些区域无法直接与Area0相连，为了解决这个问题，OSPF协议中定义了虚链路的概念使一个连接主干的区域连接第三方区域。在图2中，Area43与Area0的连接就是Lab_C通过虚链路与Lab_B实现的。
简述ospf协议的三个要点
可能是全网最全的OSPF基础知识点汇总，常见考点总结，面试必备 网络小专家大脸鹏06-19 · 优质科技领域创作者OSPF作为搞网络的小伙伴最常用的动态路由协议，在工作中经常会用到，同时面试的时候也是经常出现的考点，大脸鹏带大家提炼梳理一下相关知识，以后遇到相关的问题就不怕啦。源自网络的OSFP拓扑图一、OSPF基本概念1、OSPF的全称Open Shortest Path First(开放式最短路径优先),它是一个IGP协议2、OSPF的核心算法是最短路径优先，这也就意味衡量两点之间路由走向最重要的因素就是路径是否为最短，最短路径由链路开销，路径上经过设备的数目等综合考虑得出3、OSPF核心算法的名称是迪克斯加算法4、OPSF通过LSA(Link State Advertisement)来传递路由5、OSPF的协议号是896、OSPF的核心是维护链路状态，因此它的微观单位并不是路由器，而是一条条的链路，这个也是为什么我们启用OSPF协议可以在端口下启用的原因，因为我们是要将端口对应的链路通过OSPF发布维护二、OSPF的五种报文类型1、Hello包 主要作用是:发现OSPF邻居，建立和维护邻接关系2、DBD(Database Description) 检测发送端和接收端的链路状态数据库是否同步3、LSR (Link state request)链路状态请求4、LSU (Link state update)链路状态更新5、LSAck (Link state ack)当收到一个LSU，路由器发送LSAck确认（这也体现了OSPF是一个可靠协议，每一个数据包都被确认）三、OSPF的状态机1、Down: OSPF初始状态，还没有开始交换信息。2、Init: 初始化交换信息，表示自己已经收到了邻居的Hello报文，但是报文中没有列出本路由的Route ID（通常Router-ID是由路由器上激活状态的最大IP地址，一般配置的时候我们也会在路由器上做loopback地址用来当Router-ID），也就是说对方还没有收到本路由发出的Hello报文3、Two-Way:双方都收到了对方发送的Hello报文，建立了邻居关系。在多路访问的网络中，两个接口状态是DROther的路由器之间将停留在此状态，其他情况将继续转入高级状态。在此状态下的路由器是不能同步路由信息的，想同步路由器信息，必须建立邻接关系。（这里的关键点就是MA网络中，存在不同的身份，下面第四部分会仔细讲）4、Exstart:准备开始交换阶段，在这个阶段双方通过Hello报文决定主从关系，最高Router-ID的路由器将成为主路由，最先发起交换。主从关系确立后进入下一阶段。5、Exchange:开始交换阶段，路由器将本地的路由状态数据库(Link state database)用数据库描述(Database Description)报文来描述，然后发给邻路由。如果这个阶段中的路由收到不在其数据库中的有关链路的信息，那么在下一个阶段中将请求对方发送该路由条目的完整信息。6、Loading:在这个阶段，路由器通过发送链路状态请求(Link-state Request)，来向邻居请求一些路由条目的详细信息。邻居会使用链路状态更新包Link-state Update来回复请求，收到邻居的Link-state Update后，再发送LSAck(Link-state-ack)来进行数据包的确认（这个也是OSPF协议是可靠协议的体现）。7、FULL:完全邻接状态，Loading结束后，路由器之间就变成了"Full adjacency"四、OSPF的基础知识考点1、问：多路广播网络中(MA网络)，路由器的几种身份答：三种身份，DR/BDR/DROther2、问：DR/BDR通过什么选举答：同一网段中所有的路由器根据路由器优先级、Router ID在HELLO报文发送阶段选举出来的，只有优先级大于0的路由器才具有选取资格3、问：多路广播网络中(MA网络)的邻接关系答：所有DROther之间是Two-way状态，所有DROther与BR/BDR之间是Full状态，DR/BDR之间是Full状态4、问：DR/BDR通信地址答：MA网络中224.0.0.6是DR和BDR之间通信的组播地址 非DR和BDR使用224.0.0.55、问：Router-ID（RID）怎么选举答：RID是一个用来标识路由器的IP地址，可以在OSPF路由进程中手工指定（一般指定为loopback地址）；如果没有指定，路由器默认选择回环接口中最高的IP作为RID；如果没有回环地址，路由器使用所有激活的物理接口中最高的IP作为RID。6、问：OSPF中hello包的间隔时间答：OSPF在MA网络中hello默认 10s dead time默认40s 在非广播多路访问(NBMA)中 Hello 30sdead time 120s 都是1:4的关系7、问：OPSF邻居建立不起来的原因是什么答:①邻接接口的MTU不一样②都是非0区域③hello deadtime设置不一致④接口掩码不一致8、问：邻居建立卡在Exchage/Exstart状态是为什么答：一定是端口MTU设置出了问题以上就是大脸鹏为大家总结的OSPF基础知识点以及面试常见考点，喜欢的朋友欢迎点赞转发~后续我会为大家带来OSPF不同区域的划分以及ASBR等知识~欢迎关注我，我将为各位提供最详细最接地气的实在网络知识。专栏互联网大厂CCIE教网络作者：网络小专家大脸鹏59币20人已购查看334阅读搜索bgp入门基础知识ospf基础知识入门sdn从入门到精通pmp必背100个知识bgp入门基础知识大全ospf思维导图
