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OSPF概述
OSPF--开放的最短路径优先协议
内部网关协议和外部网关协议
自治系统（AS）
AS是指由同一个技术管理机构管理、使用统一选路策略的一些路由器的集合
1.按自治系统分为
IGP：内部网关路由协议，运行在AS内部的路由协议，主要解决AS内部的选路问题，发现、计算路由。主要：RIP1/RIP2、OSPF、ISIS、EIGRP（思科私有协议）
EGP：外部网关路由协议，运行在AS与AS之间的路由协议，他解决AS之间选路问题。
通常：BGP
2.按协议类型分类
距离矢量路由协议：RIP1/RIP2、BGP（路径矢量协议）、EIGRP（高级距离矢量协议）
路由器对全网拓扑不完全了解。是“传说中的路由”，A发路由信息给B，B加上自己的度量值又发给C，路由表里的条目是听来的。
链路状态路由协议：OSPF、ISIS
路由器对全网拓扑完全了解。是“传信的路由”，A将信息放在一封信里发给B，B对其不做任何改变，拷贝下来，并将自己的信息放在另一封信里，两封信一起给C，这样，信息没有任何的改变和丢失，最后所有路由器都收到相同的一堆信，这一堆信就是LSDB。然后每个路由器运用相同的SPF算法，以自己为根，计算出SPF Tree（即到达目的地的各个方案），选出最佳路径，放入路由表中。
内部网关协议（IGP）
外部网关协议（EGP）
OSPF的工作过程
1.建立邻居表
OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程
OSPF启动的第二个阶段是建立完全邻接关系?
2.形成链路状态数据库
3.形成路由表
OSPF的基本概念
OSPF区域
为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分为多个区域
每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息
Router ID
OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址
Router ID选取规则
选取路由器loopback接口上数值最高的IP地址
如果没有loopback接口，在物理端口中选取IP地址最高的
也可以使用router-id命令指定Router ID
DR和BDR
当多台OSPF路由器连到同一个多路访问网段时，如果每两台路由器之间都相互交换LSA，那么该网段将充满着众多LSA条目，为了能够尽量减少LSA的传播数量，这时候需要一个路由器和所有的路由器互换LSA，减少LSA的数量，那么这个路由器被称为DR；在选DR的时候，也会选出一个作为备份，称为BDR；最后其他路由器（DRothers）只和DR和BDR形成邻接关系。
DR和BDR的选举方法
自动选举DR和BDR
网段上Router ID最大的路由器将被选举为DR，第二大的将被选举为BDR
手工选择DR和BDR
优先级范围是0～255，数值越大，优先级越高，默认为1
如果优先级相同，则需要比较Router lD
如果路由器的优先级被设置为0，它将不参与DR和DBR的选举
现实中，很少能有路由器同时开机，所以先上线的是DR，第二上线的是BDR。
注：当DR和BDR存在时，除非他俩down了，不然没法强制更换。
OSPF的组播地址
224.0.0.5
224.0.0.6
选举时，大家都是用组播地址224.0.0.5发送Hello包（这个时候路由器都认为自己是DR），当DR和BDR选出来后，DR和BDR使用224.0.0.5发送，其他路由器使用224.0.0.6发送。
OSPF数据包
承载在IP数据包内，使用协议号89
OSPF的包类型
OSPF邻接关系的建立
OSPF启动的第一个阶段是使用Hello报文建立双向通信的过程
7个状态
| 状态 | 作用 |
| down状态 | 初始化，没有来自邻居的Hello包 |
| init状态 | 收到第一个Hello包，但没发出去，建立了自己的邻居表 |
| 2 Way 状态 | 双向建立会话，邻居表都建立完成 |
| Exstart状态 | 建立主从关系 |
| Exchange状态 | 交换摘要信息，到确认信息收到 |
| Loading状态 | 加载详细信息 |
| full状态 | 完全连接，计算最短路径，并载入路由表 |
OSPF的4个网络类型
| 网络类型 | 说明 |
| 点到点网络(Point-to-Point) | 自动发现邻居，不需DR/BDR、组播224.0.0.5 |
| 广播多路访问网络(Broadcast MultiAccess，BMA) | 自动发现邻居、选DR/BDR、组播224.0.0.5、224.0.0.6 |
| 非广播多路访问网络(None Broadcast MultiAccess，NBMA) | 手工指定邻居、选DR/BDR、单播（AMT使用） |
| 点到多点网络(Point-to-Multipoint) （星型结构） | 自动发现邻居，不需DR/BDR、组播224.0.0.5 |
OSPF的特点
可适应大规模网络
路由变化收敛速度快
无路由环
支持变长子网掩码VLSM
支持区域划分
支持以组播地址发送协议报
OSPF与RIP的比较
| OSPF | RIP V1 | RIP V2 |
|---|---|---|
| 链路状态路由协议 | 距离矢量路由协议 | 同V1 |
| 没有跳数的限制 | RIP的15跳限制，超过15跳的路由被认为不可达 | 同V1 |
| 支持可变长子网掩码(VLSM) | 不支持可变长子网掩码(VLSM) | 支持可变长子网掩码(VLSM) |
| 收敛速度快 | 收敛速度慢 | 同V1 |
| 使用组播发送链路状态更新 | 周期性广播更新整个路由表 | 周期性组播更新整个路由表 |
配置命令
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
创建ospf进程，配置Router ID
[R1-ospf-1]area 0
创建区域0，区域0为骨干区域
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
宣告直连路由，使用反掩码
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.10.0 0.0.0.255
查看命令
display ospf 1 peer brief ---------查看OSPF邻居表的简要信息
display ospf 1 peer ---------------查看OSPF邻居表的详细信息
display ospf 1 brief -----------------查看本地设备上的OSPF 1 的相关信息
display ip routing-table -----------查看路由表中的OSPF路由（确定路由器的类型和属性)
display ospf routing
display ospf interface GigabitEthernet 0/0/0
OSPF多区域的生成
生成OSPF多区域的原因
改善网络的可拓展性
快速收敛（减少路由器性能损耗）
OSPF的三种通信量
域内通信量 （Intra-Area Traffic）
单个区域内的路由器之间交换数据包构成的通信量
域间通信量（Inter-Area Traffic）
不同区域的路由器之间交换数据包构成的通信量
外部通信量（External?Traffic）
OSPF域内的路由器与OSPF区域外或另一个自治系统内的路由器之间交换数据包构成的通信量
OSPF路由器类型
内部路由器：只属于一个区域的路由器，只保存本区域内的链路状态信息
区域边界路由器（ABR）：连接area 0和其他区域的路由器
自治系统边界路由器（ASBR）：连接OSPF区域和其他外部路由的路由器
OSPF的区域类型
骨干区域Area 0
非骨干区域 -?根据能够学习的路由种类来区分
标准区域
末梢区域（stub）
完全末梢区域（Totally?stubby）
非纯末梢区域（NSSA）
OSPF链路状态数据库
链路状态数据库的组成
每个路由器都创建了由每个接口、对应的相邻节点和接口速度组成的数据库
链路状态数据库中每个条目称为LSA（链路状态通告），常见的有六种LSA类型
链路状态通告（LSA）类型
| 类型代码 | 描述 | 用途 |
|---|---|---|
| Type1 | 路由器LSA | 由区域内的路由器发出的，描述了路由器的链路状态和花费，传递到整个区域内 |
| Type2 | 网络LSA | 由区域内的DR发出的，描述了区域内变更信息，传递到整个区域内 |
| Type3 | 网络汇总LSA | ABR发出的，其他区域的汇总链路通告，描述了其他区域内某一网段的路由，区域间传递 |
| Type4 | ASBR汇总LSA | ABR发出的，用于通告ASBR信息，确定ASBR的位置，不会出现在ASBR所属区域之内 |
| Type5 | AS外部LSA | ASBR发出的，用于通告外部路由，告诉相同AS的路由器通往外部AS的路径，在整个AS中进行泛洪 |
| Type7 | NSSA外部LSA | NSSA区域内的ASBR发出的，用于通告本区域连接的外部路由，与TYPE5类似，仅在非纯末梢区域内进行泛洪，传递时会被ABR转换成LSA5 |
末梢区域和完全末梢区域
满足以下条件的区域
只有一个默认路由作为其区域的出口
区域不能作为虚链路的穿越区域
stub区域里无自治系统边界路由器ASBR
不是骨干区域Area 0
末梢区域
没有LSA4、5、7通告
完全末梢区域
除一条LSA3的默认路由通告外，没有LSA3,、4、5、7通告
末梢区域和完全末梢区域的作用
主要目的是减少区域内的LSA条目以及路由条目，减少对设备CPU和内存的占用
末梢区域和完全末梢区域中ABR会自动生成一条默认路由发布到末梢区域或完全末梢区域中
末梢区域配置命令
ABR配置
ospf 1
area 2
network x.x.x.x x.x.x.x? ? ? ? #先宣告直连网段，再配
stub
区域内路由配置
ospf 1
area 2
network x.x.x.x x.x.x.x? ? ? ? #先宣告直连网段，再配
stub
dis ip routing-table? ? ? ? #此时末梢区域中的路由会显示一条默认路由到外部区域
完全末梢区域配置命令
ABR配置
ospf 1
area 2
network x.x.x.x x.x.x.x? ? ? ? #先宣告直连网段，再配
stub no-summary
区域内路由配置
ospf 1
area 2
network x.x.x.x x.x.x.x? ? ? ? #先宣告直连网段，再配
stub
dis ip routing-table? ? ? ? #此时完全末梢区域中的路由会显示一条默认路由到除本区域外的其他区域
OSPF虚链路
虚链路
指一条通过一个非骨干区域连接到骨干区域的链路
虚链路的目的
通过一个非骨干区域连接一个区域到骨干区域
通过一个非骨干区域连接一个分段的骨干区域两边的部分区域
路由重分发
理解路由重分发
一个单一IP路由协议是管理网络中IP路由的首选方案
路由重分发的考虑
度量值
管理距离
重分发到OSPF域中路由的路径类型
类型1的外部路径（Type 1 external path,E1）
类型2的外部路径（Type 2?external path,E2）
路由器A有两条到达外部目的网络10.1.2.0的路径
?E1类型
路径A-B-D的代价是25（20+5）
路径A-C-D代价为48（18+30）
E2类型
路径A-B-D的代价是20
路径A-C-D的代价为18
配置命令
rip 1
version 2
un summary
network 11.0.0.0
import-route ospf 1 cost 3? ? ? ? #把OSPF协议注入到rip进行路由重分发，路径类型缺省为路径类型2（外部开销），成本开销为3（对于rip的度量值是跳数），rip中重分发ospf要指定cost的值
ospf 1
import-route?rip 1 type 1 cost 1? ? ? ? #把外部rip协议注入到OSPF进行路由重分发，使用路径类型1（内部开销+外部开销），成本开销为1（cost=100M/BW）
default-route-advertise always? ? ? ? #ospf重分发默认路由
import-route?direct? ? ? ? #ospf重分发直连路由
import-route?static? ? ? ? #ospf重分发静态路由
OSPF地址汇总
OSPF地址汇总的作用
地址汇总也是通过减少泛洪的LSA数量节省资源
可以通过屏蔽一些网络不稳定的细节来节省资源
减少路由表中的路由条目
配置命令
ABR配置
ospf 1
area 2
abr-summary 192.168.0.0 255.255.248.0
外部路由汇总配置
ASBR配置
ospf 1
area 2
asbr-summary 10.0.0.0 255.248.0.0