OSPF
OSPF是Open Shortest Path First（开放最短路径优先）的缩写。它是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC 2328）。
OSPF具有如下特点：
l              适应范围广——支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。
l              快速收敛——在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。
l              无自环——由于OSPF根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法本身保证了不会生成自环路由。
l              区域划分——允许自治系统的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽象，从而减少了占用的网络带宽。
l              等价路由——支持到同一目的地址的多条等价路由。
l              路由分级——使用4类不同的路由，按优先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。
l              支持验证——支持基于接口的报文验证，以保证报文交互的安全性。
l              组播发送——在某些类型的链路上以组播地址发送协议报文，减少对其他设备的干扰。

OSPF的基本概念

1. 自治系统（Autonomous System）

一组使用相同路由协议交换路由信息的路由器，缩写为AS。

2. OSPF路由的计算过程

OSPF协议路由的计算过程可简单描述如下：
l              每台OSPF路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成LSA（Link State Advertisement，链路状态通告），并通过更新报文将LSA发送给网络中的其它OSPF路由器。
l              每台OSPF路由器都会收集其它路由器通告的LSA，所有的LSA放在一起便组成了LSDB（Link State Database，链路状态数据库）。LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。
l              OSPF路由器将LSDB转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。各个路由器得到的有向图是完全相同的。
l              每台路由器根据有向图，使用SPF算法计算出一棵以自己为根的最短路径树，这棵树给出了到自治系统中各节点的路由。

3. 路由器ID号

一台路由器如果要运行OSPF协议，则必须存在RID（Router ID，路由器ID）。RID是一个32比特无符号整数，可以在一个自治系统中唯一的标识一台路由器。
RID可以手工配置，也可以自动生成；如果没有通过命令指定RID，将按照如下顺序自动生成一个RID：
l              如果当前设备配置了Loopback接口，将选取所有Loopback接口上数值最大的IP地址作为RID；
l              如果当前设备没有配置Loopback接口，将选取它所有已经配置IP地址且链路有效的接口上数值最大的IP地址作为RID。

4. OSPF的协议报文

OSPF有五种类型的协议报文：
l              Hello报文：周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系。内容包括一些定时器的数值、DR（Designated Router，指定路由器）、BDR（Backup Designated Router，备份指定路由器）以及自己已知的邻居。
l              DD（Database Description，数据库描述）报文：描述了本地LSDB中每一条LSA的摘要信息，用于两台路由器进行数据库同步。
l              LSR（Link State Request，链路状态请求）报文：向对方请求所需的LSA。两台路由器互相交换DD报文之后，得知对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。
l              LSU（Link State Update，链路状态更新）报文：向对方发送其所需要的LSA。
l              LSAck（Link State Acknowledgment，链路状态确认）报文：用来对收到的LSA进行确认。内容是需要确认的LSA的Header（一个报文可对多个LSA进行确认）。

5. LSA的类型

OSPF中对链路状态信息的描述都是封装在LSA中发布出去，常用的LSA有以下几种类型：
l              Router LSA（Type1）：由每个路由器产生，描述路由器的链路状态和开销，在其始发的区域内传播。
l              Network LSA（Type2）：由DR产生，描述本网段所有路由器的链路状态，在其始发的区域内传播。
l              Network Summary LSA（Type3）：由ABR（Area Border Router，区域边界路由器）产生，描述区域内某个网段的路由，并通告给其他区域。
l              ASBR Summary LSA（Type4）：由ABR产生，描述到ASBR（Autonomous System Boundary Router，自治系统边界路由器）的路由，通告给相关区域。
l              AS External LSA（Type5）：由ASBR产生，描述到AS（Autonomous System，自治系统）外部的路由，通告到所有的区域（除了Stub区域和NSSA区域）。
l              NSSA External LSA（Type7）：由NSSA（Not-So-Stubby Area）区域内的ASBR产生，描述到AS外部的路由，仅在NSSA区域内传播。
l              Opaque LSA：是一个被提议的LSA类别，由标准的LSA头部后面跟随特殊应用的信息组成，可以直接由OSPF协议使用，或者由其它应用分发信息到整个OSPF域间接使用。Opaque LSA分为Type 9、Type10、Type11三种类型，泛洪区域不同；其中，Type 9的Opaque LSA仅在本地链路范围进行泛洪，Type 10的Opaque LSA仅在本地区域范围进行泛洪，Type 11的LSA可以在一个自治系统范围进行泛洪。

6. 邻居和邻接

在OSPF中，邻居（Neighbor）和邻接（Adjacency）是两个不同的概念。
OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文。收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的参数，如果双方一致就会形成邻居关系。
形成邻居关系的双方不一定都能形成邻接关系，这要根据网络类型而定。只有当双方成功交换DD报文，交换LSA并达到LSDB的同步之后，才形成真正意义上的邻接关系。