OSPF路由协议原理及配置协议原理（P147-P159）OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。

在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。

在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。

OSPF特点：(P147-148)（1）OSPF无路由自环问题。

（2）OSPF支持变长子网掩码VLSM。

（3）OSPF支持区域划分、适应大规模网络。

（4）OSPF支持等值路径负载分担（Cisco定义最大6条）。

（5）OSPF支持验证，防止对路由器、路由协议的攻击行为（6）OSPF路由变化时收敛速度快，可适应大规模网络。

（7）OSPF并不周期性地广播路由表，因此节省了宝贵的带宽资源。

（8）OSPF被直接封装于IP协议之上（使用协议号89），它靠自身的传输机制保证可靠性。

（9）OSPF数据包的TTL值被设为1，即OSPF数据包只能被传送到一跳范围之内的邻居路由器。

（10）OSPF以组播地址发送协议报文（对所有DR/BDR路由器的组播地址：224.0.0.6；对所有的SPF路由器的组播地址：224.0.0.5）。

OSPF的hello协议1.Hello协议的目的:1.用于发现邻居2.在成为邻居之前,必须对Hello包里的一些参数进行协商3.Hello包在邻居之间扮演着keepalive的角色4.允许邻居之间的双向通信5.用于在NBMA(Nonbroadcast Multi-access)网络上选举DR和BDR2.Hello 数据包包含以下内容:（P150）1.网络掩码（Network Mask）：发送此Hello包的接口子网掩码。

2.Hello间隔（Hello Interval）:发送Hello包的时间间隔（在广播类型和点到点类型网络上是10秒钟，在其他类型网络上是30秒。

）3.路由器优先级（Priority）：用于选举DR、BDR。

4.死亡间隔（Dead Interval）：在这个时间间隔内如果没有收到邻居的Hello 包，则将邻居从邻居列表中删除。

5.指定路由器（DR）：指出本网段指定路由器的路由器ID。

6.备份指定路由器（BDR）：指出本网段备份指定路由器的路由器ID。

7.邻居路由器列表:该路由器（发送此Hello数据包的路由器）在此网段上所有的邻居路由器的路由器ID（从这些邻居路由器收到了Hello数据包）。

OSPF的网络类型OSPF定义的5种网络类型:1.点到点网络 (point-to-point)，由cisco提出的网络类型，自动发现邻居，不选举DR/BDR，hello时间10s。

2.广播型网络 (broadcast)，由cisco提出的网络类型，自动发现邻居，选举DR/BDR，hello时间10s。

3.非广播型(NBMA)网络 (non-broadcast)，由RFC提出的网络类型，手工配置邻居，选举DR/BDR，hello时间30s。

4.点到多点网络 (point-to-multipoint)，由RFC提出，自动发现邻居，不选举DR/BDR，hello时间30s。

5.点到多点非广播，由cisco提出的网络类型，自动发现邻居，选举DR/BDR，hello时间10s。

OSPF邻居关系邻接关系建立的4个阶段:（P156-P159）1.邻居发现阶段2.双向通信阶段：Hello报文都列出了对方的RID，则BC完成.3.数据库同步阶段：主从协商；DD交换；LSA请求；LSA传播；LSA应答。

4.完全邻接阶段: full adjacencyOSPF区域（P159-P160）区域长度32位，可以用10进制，也可以类似于IP地址的点分十进制，分3种通信量1. Intra-Area Traffic:域内间通信量2. Inter-Area Traffic:域间通信量3. External Traffic:外部通信量路由器类型1. Internal Router:内部路由器2. ABR(Area Border Router):区域边界路由器3. Backbone Router(BR):骨干路由器4. ASBR(Autonomous System Boundary Router):自治系统边界路由器OSPF协议主要优点：1、OSPF是真正的LOOP- FREE（无路由自环）路由协议。

源自其算法本身的优点。

（链路状态及最短路径树算法）2、OSPF收敛速度快：能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。

3、提出区域（area）划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量。

也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。

4、将协议自身的开销控制到最小。

见下：1）用于发现和维护邻居关系的是定期发送的是不含路由信息的hello报文，非常短小。

包含路由信息的报文时是触发更新的机制。

（有路由变化时才会发送）。

但为了增强协议的健壮性，每1800秒全部重发一次。

2）在广播网络中，使用组播地址（而非广播）发送报文，减少对其它不运行ospf 的网络设备的干扰。

3）在各类可以多址访问的网络中（广播，NBMA），通过选举DR，使同网段的路由器之间的路由交换（同步）次数由 O（N*N）次减少为 O （N）次。

4）提出STUB区域的概念，使得STUB区域内不再传播引入的ASE路由。

5）在ABR（区域边界路由器）上支持路由聚合，进一步减少区域间的路由信息传递。

6）在点到点接口类型中，通过配置按需播号属性（OSPF over On Demand Circuits），使得ospf不再定时发送hello报文及定期更新路由信息。

只在网络拓扑真正变化时才发送更新信息。

5、通过严格划分路由的级别（共分四极），提供更可信的路由选择。

6、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5 验证。

7、OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千台。

配置命令（P160-P178）1．router ospf启动OSPF路由协议进程并进入OSPF配置模式。

若进程已经启动，则该命令的作用就是进入OSPF配置模式。

2．network address mask area area-id配置OSPF运行的接口并指定这些接口所在的区域ID。

OSPF路由协议进程将对每一个network配置，搜索落入address mask范围（可以是无类别的网段）的接口，然后将这些接口信息放入OSPF链路状态信息数据库相应的area-id中。

OSPF协议交互的是链路状态信息而不是具体路由信息。

OSPF路由是对链路状态信息数据库调用SPF算法计算出来的。

area-id为0的区域为主干区，一个OSPF域内只能有一个主干区。

其他区域维护各自的链路状态信息数据库，非0区域之间的链路状态信息交互必须经过主干区。

同时位于两个区域的路由器称为区域边界路由器，即ABR。

ABR是非0区域的路由出口，在ABR上一般有一个非0区域和一个主干区域的链路状态信息数据库，两个数据库之间交互区域间的链路状态信息。

3．area area-id range address mask {advertise|no-advertise}该命令用于在ABR上将某区域的路由聚合后通告进另一区域，目的是减小路由表的大小。

address mask表示聚合的范围（可以是无类别的网段）。

如果是advertise，落入这一范围的路由将被聚合成一条address mask的路由通告出去，而那些具体路由将不被通告；如果是no-advertise，落入这一范围的路由将不会被通告也不会被聚合后通告。

4．redistribute protocol [metric number] [metric-type {1|2}]将非OSPF协议的路由信息重分配进OSPF。

protocol为重分配的路由源，可以是connected、static、rip和bgp。

metric number为被重分配路由的外部度量值，可选项。

没有配置该选项时，被重分配路由的外部度量值取default metric number配置的值，未配置default metric number 时，默认为10。

外部路由被重分配进OSPF后，可能变成OSPF External1类型或者OSPF External2类型。

可以通过metric-type {1|2}来指定被重分配后的类型，默认为OSPF External2类型。

两种类型的区别体现在度量值的计算方法上：OSPF External1类型认为被重分配路由的外部度量值和OSPF域内度量值相当，OSPF域内度量值不可忽略，所以其最终的度量值为外部和OSPF域内之和；OSPF External2类型认为被重分配路由的OSPF域内度量值相对其外部度量值可忽略，所以其最终的度量值即外部度量值。

一旦配置了重分配，路由器即成为自治系统边界路由器，即ASBR。

5．default metric number配置重分配路由的外部度量值的缺省值。

6．summary-address address mask该命令用于在ASBR上将重分配进OSPF的路由聚合后通告进OSPF域。

address mask为聚合范围（可以是无类别的网段）。

落入该范围的路由将被聚合成一条路由通告进OSPF域，而具体路由将不被通告。

7．area area-id stub [no-summary]配置非主干的area-id区域为stub区域或者完全stub区域，要在area-id区域内的路由器都配置该命令。

成为stub区域或者完全stub区域的条件是区域中不存在ASBR。

配置完全stub区域需要在该区域所有的ABR上带上no-summary进行配置。

stub区域的ABR将阻止OSPF外部类型路由（在ASBR上重分配进入OSPF域的路由）进入stub区域，并且向stub区域内发送一条缺省路由，该路由的度量值为stub区域外部和内部度量值之和，其外部度量值可以通过命令area area-id default-cost cost设置，缺省情况下为1。

完全stub区域的ABR除了执行上述的功能外，还将阻止区域间路由（从其它非0区域通告过来的路由）。

这项配置的目的主要就是减小路由表的大小以及在路由动荡时减小路由汇聚的时间。

8．area area-id default-cost cost配置stub区域或者完全stub区域中缺省路由的外部度量值。