OSPF（链路状态路由协议）：Open Shortest Path First开放式最短路径优先协议
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。OSPF支持等开销负载均衡。
无类别链路状态型IGP协议
链路状态协议的更新量随着网络范围的扩展指数性的上升，因此ospf协议为了在中大型网络中工作，需要结构化的部署：区域划分、合理ip地址规划。
周期更新（30min），触发更新；组播更新：224.0.0.5-all ospf 224.0.0.6-DR/BDR
跨层封装3层报头
协议号：89
SPF算法
区域水平分割
区域内传拓扑，区域间传路由。
版本区别：
OSPFv2用于IPv4，基于网络运行。
OSPFv3用于IPv6，基于链路的。
特点：
无环路，收敛快，扩展性好，支持认证
OSPF的数据包类型：
OSPF数据包的头部类型：
Version Number：版本号
Type：类型
Packet Length：包长
Router ID：标识路由器号
Area ID：区域号
Checksum：校验位
Authentication Type：认证类型
Authentication：认证密码
Data：数据
工作原理：
相关名词：
LSA：链路状态通告；一条包含了路由及拓扑的信息，但它不是一个包，是被LSU包来携带。
LSA洪泛：OSPF的收敛行为，需要整个网络接收到同一条LSA。
LSDB：链路状态数据库；所有LSA的集合。
LSDB同步：OSPF的收敛行为，整个网络LSDB需要一致。
三张表：
邻居表：主要记录形成邻居关系路由器。
数据库表：记录链路状态信息。
路由表：通过数据库表得出。
五种包：
Hello包：发现并建立邻居、邻接关系，周期保活；携带Router ID。Hello time：10s或30s，Dead time为Hello time的4倍。
DBD包：数据库描述包；本地数据库目录；发送链路状态头部信息。
LSR包：链路状态请求；把从DBD中找出需要的链路状态头部信息传给邻居，请求完整信息。
LSU包：链路状态更新；将LSA发给邻居。
LSACK包：链路状态确认；收到LSU报文后确认该报文。
七个状态机：
HELLO包
1.Down：一旦接收到hello包，进入下一个状态机；没有启用OSPF的状态机，邻居失效后变为该状态。
2.Init：初始化状态，一旦收到对端发来的hello包，存在本地的RID时，进入到下一个状态机。
3.2-way：邻居状态，邻居关系建立的标志；相互间周期发送hello的状态（双向通讯）。
关注条件：点到点网络类型直接进入下一个状态机
DBD包
4.Exstart：预启动，交换信息的初始化状态；发送不携带目标信息的DBD包（包含本地的LSA的摘要信息），选举主从路由器利用hello包中的RID和优先权来进行选举，RID大为主，不允许抢占，DR没了，BDR才能上），然后进入下一个状态机；解决了目录共享时的无序。
5.Exchange：准交换，交换信息的状态；使用携带目标信息的DBD包，共享本地数据库目录。
6.Loading：加载状态（没有学习完的状态）；查看完邻接的DBD信息后，对比本地，然后基于本地未知的LSA进行查询；使用LSR向对端查询，对端使用LSU来传输这些LSA信息，本地收到后需要LSACK来进去确认。
7.Full：邻接状态（学习完的状态），邻接关系建立的标志；彼此的LSDB同步，即所有的LSA相同。
工作过程：
启动配置完成后，邻居间开始收发hello包，hello包中将携带本地及本地所有已知邻居的Router ID，建立邻居关系，之后生成邻居表，邻居间需要关注是否可以成为邻接的条件。
若不能建立为邻接，将保持为邻居关系，仅hello包周期保活即可。
若可以建立邻接关系，将使用DBD进行本地数据库目录的对比，之后基于对比的结果，使用LSR/LSU/LSACK来获取本地未知的LSA信息，使邻接关系间数据库（LSDB）完成同步（一致），生成数据库表。
之后本地基于LSDB，使用spf算法，生成有向图->最短路径树->计算本地到达所有未知网段的最短路径，将其加载到路由表中，收敛完成。
收敛完成后，邻居和邻接关系间均hello每10s保活，每30min一次邻接关系间周期数据库比对，保障一致。
结构突变：
1.新增网段：直连新增网段的设备，直接使用更新包告知本地的所有的邻接。
2.断开网段：直连断开网段的设备，直接使用更新包告知本地的所有的邻接
3.无法沟通：dead time为hello time的4倍即在4次周期内未收到对端的hello包，将断开与其的邻居关系，删除通过该邻居计算所得路由。
基础配置：
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动时可以定义进程号、routerD，默认进程1；Router ID格式为IPV4地址，全网唯一；取Router ID顺序：手工配置->环回接口最大数值->物理接口最大数值
宣告：1.划分区域 2.共享拓扑 3.建立邻居
ospf在宣告时，需要使用反掩码，来匹配宣告的地址范围
[R1-ospf-1]
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 精确宣告
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255 范围宣告区域划分规则：
1、星型结构：中心到站点，编号0为骨干区域（中心），大于0为非骨干区域（分支）；非骨干区域必须直连骨干区域。
2、必须存在ABR：区域边界路由器，两个区域间互联的设备。
启动配置完成后，邻居间收发hello包，建立邻居关系，生成邻居表。
[R2]display ospf peer 查看邻居关系
[R2]display ospf peer brief 查看邻居简表
邻居间在进行邻居关系建立时，hello包有几个参数必须完全一致，否则无法建立邻居关系：
Hello and dead intervals
Area ID（ABR）
Authentication password认证字段
Stub area flag末梢区域标记
华为设备还要求邻居间建立邻居的接口ip地址子网掩码必须一致。
邻居关系建立后，进行条件匹配；匹配失败将保持为邻居关系，仅hello包周期保活；匹配成功可以建立为邻接（毗邻）关系；邻接关系间，将使用DBD进行主从关系选举，再使用DBD进行数据目录的交互，通过LSR/LSU/LSACK来获取本地未知的LSA信息，最终实现所有设备的LSDB一致，生成数据库表。
关于DBD几个参数：
1.MTU：OSPF协议会在DBD包中携带与邻居直连接口的MTU值，要求邻居的MTU值必须完全一致，否则将卡在exstart状态机，默认华为设备间不检测这个MTU值。
[R1]int g0/0/1
[R1-g0/0/1]ospf mtu-enable 在于邻居间直连的接口上开启MTU检测，若一端开启，另一端也必须开启
2.隐形确认：一台设备使用和另一台设备一样的序列号来确认对端的数据，OSPF中从向主进行隐性确认。
3.描述字段：I为1标识本地发出的第一个DBD，M为0本地发出的最后一个DBD，MS 为1代表主，S为0代表从。
[R2]display ospf lsdb 查看完整的本地的LSDB（数据库表）
当数据库同步完成后，OSPF将基于本地的LSDB进行SPF算法，生成有向图->最短路径树->计算本地到达所有未知网段的最短路径，将其加载到路由表中。
display ip routing-table protocol ospf 查看ospf路由
display ospf routing 查看本地所有与OSPF相关的路由，发出+接收的度量为cost
华为设备优先级默认10，度量为cost值，cost值=开销值
ospf cost = 参考带宽/接口带宽 默认参考带宽为100M
ospf优选cost值之和最小，为最佳路径；若两条链路cost值之和相同，等开销负载均衡；
若接口带宽大于参考带宽，cost为1，将可能导致选路不佳，建议修改默认的参考带宽。切记：若修改参考带宽，全网需修改的一致。
[R1]ospf 1
[R1-ospf-1]bandwidth-reference ?
INTEGER<1-2147483648> The reference bandwidth (Mbits/s)
[R1-ospf-1]bandwidth-reference 1000
路由表的加表规则：
当学习到多条路由条目时，先比较优先级，优先级值越小（优先级越大）优先加表，如果优先级一致，比较cost值，cost值小的优先加表，如果cost也相同，则同时加表 等开销负载均衡。
扩展配置：
1.DR/BDR选举 减少网络更新量 非抢占型选举
邻居成为邻接关系的条件，与网络类型有关。
OSPF从邻居关系建立为邻接关系的条件：
点到点网络：邻居关系必然成为邻接关系。
MA网络： 由于OSPF不支持接口的水平分割，故若两两设备间均为邻接关系，将导致大量的重复更新，因此必须进行DR/BDR选举，DR/BDR使用组播224.0.0.6；在一个网段中仅DR/BDR与其他路由器为邻接关系；非DR/BDR之间为邻居关系。
选举规则：
1.先比较该网段所有参选设备接口的优先级，越大越优；默认优先级为1；取值范围0-255，0标识不参选。
2.若所有参选者优先级相同，比较参选设备的Router ID，数值大优。
干涉选举：
1.DR优先级最大，BDR次大 注意：ospf的选举是非抢占性的，故在修改完优先级后，需要所有路由器重启OSPF进程。
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 2 修改接口优先级
reset ospf process DR选举为非抢占行为，故修改优先级需要重启ospf进程
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y
2.DR优先级修改为最大，BDR次大；其他设备修改为0，退出选举；无需重启进程。
OSPF接口网络类型：
OSPF协议在不同网络类型接口上不同的工作方式。
[R1]display ospf interface GigabitEthernet 0/0/1 查看OSPF协议在该接口的工作方式。
环回：显示P2P，实际为环回专用工作方式 无hello包 32位主机路由传递
点到点（串线、HDLC、PPP）：P2P hello time 10s 不选DR 自建立邻居关系
BMA（以太网）：Broadcast hello time 10s 选DR/BDR（40s）
NBMA（MGRE）：默认接口工作方式为p2p，该工作方式仅允许建立一个邻居关系，导致在MGRE环境中无法建立所有的邻居关系。
可以通过修改接口的工作方式来解决：
注意：在MGRE环境下，若一个网段的部分接口修改为broadcast，其他依然为点到点。由于建邻的条件匹配，故可以建立邻居关系，但Broadcast需要DR，点到点不需要，所以最终不能正常收敛，需要该网段所有节点均为Broadcast。
[R1]int t0/0/0
[R1-Tunnel0/0/0]ospf network-type broadcast 修改接口工作方式为Broadcast
拓扑结构：
中心到站点（轴辐状-星型结构）：DR必须定在中心站点，没有BDR 接口全改为Broadcast 三个路由，两个路由只有中心站点路由为邻居，两路由之间不为邻居
全连网状结构：DR/BDR选举正常 接口全为Broadcast 固定ip 路由间均能发送伪广播即三个路由间均为邻居
部分网状结构：基于实际环境关注是否固定DR
2.区域汇总
OSPF协议不支持接口汇总，只能在ABR上将a区域拓扑计算所得路由，共享给B区域时进行汇总。
[R2]ospf 1
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 1.1.0.0 255.252.0.0
R2为一台连接区域0和其他区域的ABR；以上操作为：R2将通过区域0学习到的拓扑计算所得的路由，传递给其他区域时进行汇总，汇总网段为1.1.0.0/22。
3.被动接口（沉默接口）
仅接收不发送路由协议信息；用于连接用户终端的接口，不得用于连接邻居路由器的接口，否则无法建立邻居关系。
[R2]ospf 1
[R2-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/0
4.认证
接口认证在直连邻居或邻接的接口上配置，保障更新的安全。
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456 模式、编号、密码要求邻居间一致
5.加快收敛
邻居间计时器：10s hello time 40s dead time
邻居间，修改本端的hello time，本端的dead time自动4倍关系匹配，但ospf中邻居间的hello time和dead time必须完全一致，否则无法建立邻居关系。
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5
6.缺省路由
边界路由器上配置后，将自动向内网下放一条缺省路由，之后内网设备将自动生成缺省路由指向边界。
[R4]ospf 1
[R4-ospf-1]default-route-advertise always
如果边界路由器已经存在缺省
[R4]ospf 1
[R4-ospf-1]default-route-advertise
