OSPF定义

开放式最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议（Interior Gateway Protocol）。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC2328）；针对IPv6协议使用OSPF Version 3（RFC2740）。如无特殊说明，本文中所指的OSPF均为OSPF Version 2。

为什么使用OSPF？

在OSPF出现前，网络上广泛使用RIP（Routing Information Protocol）作为内部网关协议。

由于RIP是基于距离矢量算法的路由协议，存在着收敛慢、路由环路、可扩展性差等问题，所以逐渐被OSPF取代。

OSPF作为基于链路状态的协议，能够解决RIP所面临的诸多问题。此外，OSPF还有以下优点：

OSPF采用组播形式收发报文，这样可以减少对其它不运行OSPF路由器的影响。

OSPF支持无类型域间选路（CIDR）。

OSPF支持对等价路由进行负载分担。

OSPF支持报文加密。

OSPF特点

OSPF把自治系统AS（Autonomous System）划分成逻辑意义上的一个或多个区域；

OSPF通过LSA（Link State Advertisement）的形式发布路由；

OSPF依靠在OSPF区域内各设备间交互OSPF报文来达到路由信息的统一；

OSPF报文封装在IP报文内，可以采用单播或组播的形式发送。

OSPF Router-ID介绍以及选取方式

一台路由器如果要运行OSPF协议，必须存在Router ID。Router ID是一个32比特无符号整数，是一台路由器在自治系统中的唯一标识。

Router ID的选取有两种方式：

通过命令行手动配置。设备自动设定。如果没有手动配置Router ID，设备会从当前接口的IP地址中自动选取一个作为Router ID。其选取顺序是：优先从Loopback地址中选择最大的IP地址作为Router ID。如果没有配置Loopback接口，则在接口地址中选取最大的IP地址作为Router ID。只有重新配置系统的Router ID或者OSPF的Router ID，并且重新启动OSPF进程后，才会进行Router ID的重新选取。

OSPF区域组作用

普通区域

缺省情况下，普通OSPF区域内的OSPF设备是不会产生缺省路由的，即使它有缺省路由。

当网络中缺省路由通过其他路由进程产生时，路由器必须将缺省路由通告到整个OSPF自治域中。实现方法是在ASBR上手动通过命令进行配置，产生缺省路由。配置完成后，路由器会产生一个缺省ASE LSA（Type5 LSA），并且通告到整个OSPF自治域中。

如果ASBR上没有缺省路由，则路由器不会通告缺省路由。

Stub区域

Stub区域不允许自治系统外部的路由（Type5 LSA）在区域内传播。

区域内的路由器必须通过ABR学到自治系统外部的路由。实现方法是ABR会自动产生一条缺省的Summary LSA（Type3 LSA）通告到整个Stub区域内。这样，到达自治系统的外部路由就可以通过ABR到达。

Totally STUB区域

Totally Stub区域既不允许自治系统外部的路由（Type5 LSA）在区域内传播，也不允许区域间路由（Type3 LSA）（除了缺省的Type3 LSA之外）在区域内传播。

区域内的路由器必须通过ABR学到自治系统外部和其他区域的路由。实现方法是配置Totally Stub区域后，ABR会自动产生一条缺省的Summary LSA（Type3 LSA）通告到整个Totally Stub区域内。这样，到达自治系统外部的路由和其他区域间的路由都可以通过ABR到达。

NSSA（Not-So-Stubby Area）区域

NSSA区域允许引入少量通过本区域的ASBR到达的外部路由，但不允许其他区域的外部路由ASE LSA（Type5 LSA）在区域内传播。如果骨干区域中存在Full状态的邻居和Up状态的接口，ABR会自动产生一条缺省的NSSA LSA（Type7 LSA），通告到整个NSSA区域内。这样，除了某少部分路由通过NSSA的ASBR到达，其它路由都可以通过NSSA的ABR到达。在ASBR上手动通过命令进行配置，使ASBR产生一条缺省的NSSA LSA（Type7 LSA），通告到整个NSSA区域内。这样，外部路由也可以通过本区域NSSA的ASBR到达。

Type7 LSA缺省路由不会在ABR上转换成Type5 LSA缺省路由泛洪到整个OSPF域。

Totally NSSA区域

Totally NSSA区域既不允许其他区域的外部路由ASE LSA（Type5 LSA）在区域内传播，也不允许区域间路由（Type3 LSA）（除了缺省的Type3 LSA之外）在区域内传播。

区域内的路由器必须通过ABR学到其他区域的路由。实现方法是配置Totally NSSA区域后，ABR会自动产生缺省的Type3 LSA和Type7 LSA通告到整个Totally NSSA区域内。这样，自治系统外部路由和区域间路由都可以通过ABR在区域内传播。

OSPF报文

Hello报文：周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系。 DD报文（Database Description packet）：描述本地LSDB（Link State Database）的摘要信息，用于两台设备进行数据库同步。 LSR报文（Link State Request packet）：用于向对方请求所需的LSA。设备只有在OSPF邻居双方成功交换DD报文后才会向对方发出LSR报文。 LSU报文（Link State Update packet）：用于向对方发送其所需要的LSA。 LSAck报文（Link State Acknowledgment packet）：用来对收到的LSA进行确认。

OSPF LSA类型

Router-LSA（Type1）：每个设备都会产生，描述了设备的链路状态和开销，在所属的区域内传播。 Network-LSA（Type2）：由DR（Designated Router）产生，描述本网段的链路状态，在所属的区域内传播。 Network-summary-LSA（Type3）：由ABR产生，描述区域内某个网段的路由，并通告给其他区域（除了Totally Stub和Totally NSSA区域）。 ASBR-summary-LSA（Type4）：由ABR产生，描述本区域到其他区域中的ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他区域（除了Stub区域、Totally Stub、NSSA区域和Totally NSSA区域）。 AS-external-LSA（Type5）：由ASBR产生，描述到AS外部的路由，通告到所有的区域（除了Stub区域、Totally Stub、NSSA区域和Totally NSSA区域）。 NSSA LSA（Type7）：由ASBR产生，描述到AS外部的路由，仅在NSSA区域内传播。 Opaque LSA（Type9/Type10/Type11）： Type9 LSA仅在接口所在网段范围内传播。用于支持GR的Grace LSA就是Type9 LSA的一种。 Type10 LSA在区域内传播。用于支持TE的LSA就是Type10 LSA的一种。 Type11 LSA在自治域内传播，目前还没有实际应用的例子。