OSPF協(xié)議原理與配置詳解

OSPF協(xié)議原理及配置

2021/5/91概念OSPF：OpenShortestPathFirst，開放最短路徑優(yōu)先由IETF(InternetEngineeringTaskForce)組織開發(fā)

OSPF是鏈路狀態(tài)協(xié)議，采用SPF算法

OSPF是IGP(InteriorGatewayProtocol)協(xié)議，用于在自治系統(tǒng)(AutonomousSystem，AS)內(nèi)發(fā)現(xiàn)和計算路由在IP網(wǎng)絡上，它通過收集和傳遞自治系統(tǒng)的鏈路狀態(tài)來動態(tài)地發(fā)現(xiàn)并傳播路由相關RFC文檔:RFC2328，RFC1583，RFC21782021/5/92鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議--OSPF基本思想每個路由器有責任和鄰機會話，并獲悉它們的名字。每個路由器構建一個稱為“鏈路狀態(tài)廣播（LSA）”的包，該包列出了鄰機的名字和到達這些鄰機的費用。LSA被傳送到所有的別的路由器，每個路由器存儲了來自其他路由器的最新的LSA。每個路由器現(xiàn)在有了完整的拓撲圖，計算出到每個目的地的路由。2021/5/932021/5/94OSPF協(xié)議概述（1）OSPF是OpenShortestPathFirst的縮寫。是IETF組織開發(fā)的一個基于鏈路狀態(tài)的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議。適應范圍：OSPF支持各種規(guī)模的網(wǎng)絡，最多可支持幾百臺路由器?？焖偈諗浚喝绻W(wǎng)絡的拓撲結(jié)構發(fā)生變化，OSPF立即發(fā)送更新報文，使這一變化在自治系統(tǒng)中同步。這是衡量路由協(xié)議好壞的重要指標。無自環(huán)：由于OSPF通過收集到的鏈路狀態(tài)用最短路徑樹算法計算路由，故從算法本身保證了不會生成自環(huán)路由。但是在引入外部路由時不能保證沒有路由環(huán)路。2021/5/95OSPF協(xié)議概述（2）子網(wǎng)掩碼：由于OSPF在描述路由時攜帶網(wǎng)段的掩碼信息，所以OSPF協(xié)議不受自然掩碼的限制，對VLSM提供很好的支持。區(qū)域劃分：OSPF協(xié)議允許自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡被劃分成區(qū)域來管理，區(qū)域間傳送的路由信息被進一步抽象，從而減少了占用網(wǎng)絡的帶寬。等值路由：OSPF支持到同一目的地址的多條等值路由。在RIP中也有。2021/5/96OSPF協(xié)議概述（3）路由分級：OSPF使用4類不同的路由，按優(yōu)先順序分別是:區(qū)域內(nèi)路由、區(qū)域間路由、第一類外部路由、第二類外部路由。支持驗證：它支持基于接口的報文驗證以保證路由計算的安全性。組播發(fā)送：OSPF在有組播發(fā)送能力的鏈路層上以組播地址發(fā)送協(xié)議報文，即達到了廣播的作用，又最大程度的減少了對其他網(wǎng)絡段設備的干擾。（224.0.0.5）2021/5/97OSPF和RIP的比較（1）向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息。這里使用的方法是洪泛法（flooding），這樣，最終整個區(qū)域中所有的路由器都得到了這個信息的一個副本。而RIP協(xié)議是僅僅向自己相鄰的幾個路由器發(fā)送信息。發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)，這是路由器所知道的部分信息。鏈路狀態(tài)就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”。OSPF將這個“度量”用來表示費用、距離、時延、帶寬等等。而RIP協(xié)議發(fā)送的信息是：“到所有網(wǎng)絡的距離和下一跳路由器”。2021/5/98OSPF和RIP的比較（2）只有當鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，路由器才用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息。而RIP不管網(wǎng)絡拓撲有無發(fā)生變化，路由器之間都要定期交換路由器表的信息。2021/5/99基本的OSPF協(xié)議RouterID：一個32bit的無符號整數(shù)，是一臺路由器的唯一標識，在整個自治系統(tǒng)內(nèi)惟一。一般是手工配置。有些廠家路由器支持自動從當前所有接口的IP地址自動選舉一個IP地址作為ROUTERID.OSPF報文直接封裝在IP報文中傳輸。IP頭部中協(xié)議號為89。。2021/5/910

指定路由器DR(Designated

Router)

備份指定路由器BDR(BackupDesignated

Router)

在一個廣播型多路訪問環(huán)境中的路由器必須選舉一個DR和BDR來代表這個網(wǎng)絡作用：減少在局域網(wǎng)上的OSPF的流量選舉：DB/BDR的選舉是根據(jù)路由器優(yōu)先級，優(yōu)先級高者為DR，次高者為BDR。如果Priority值相同，Router-id值大者成為DRDR/BDR2021/5/911DR和BDR選舉的原因在廣播和NBMA類型的網(wǎng)絡上，任意兩臺路由器之間都需要傳遞路由信息（flood），如果網(wǎng)絡中有N臺路由器，則需要建立N*（N-1）/2

個鄰接關系。任何一臺路由器的路由變化，都需要在網(wǎng)段中進行N*（N-1）/2次的傳遞。這是沒有必要的，也浪費了寶貴的帶寬資源。為了解決這個問題，OSPF協(xié)議指定一臺路由器DR（DesignatedRouter）來負責傳遞信息。所有的路由器都只將路由信息發(fā)送給DR，再由DR將路由信息發(fā)送給本網(wǎng)段內(nèi)的其他路由器。兩臺不是DR的路由器（DROther）之間不再建立鄰接關系，也不再交換任何路由信息。這樣在同一網(wǎng)段內(nèi)的路由器之間只需建立N

個鄰接關系，每次路由變化只需進行2N次的傳遞即可。2021/5/912優(yōu)先級攜帶在Hello包中進行傳遞的其余每個DRother都會和DR，BDR建立鄰接關系，DRother之間建立鄰居關系P=1P=0P=1DR/BDR的選舉P=3P=2BDRHelloDRBDRDRotherDRotherDRother2021/5/913DR的選舉過程如下：登記選民――本網(wǎng)段內(nèi)的運行OSPF的路由器；登記候選人――本網(wǎng)段內(nèi)的Priority>0的OSPF路由器；Priority是接口上的參數(shù)，可以配置，缺省值是1；競選演說－一部分Priority>0的OSPF路由器認為自己是DR；投票――在所有自稱是DR的路由器中選priority值最大的當選，若兩臺路由器的priority值相等，則選RouterID最大的當選。選票就是HELLO報文，每臺路由器將自己選出的DR寫入HELLO中，發(fā)給網(wǎng)段上的每臺路由器；2021/5/914說明：由于網(wǎng)段中的每臺路由器都只和DR建立鄰接關系。如果DR頻繁的更迭，則每次都要重新引起本網(wǎng)段內(nèi)的所有路由器與新的DR建立鄰接關系。這樣會導致在短時間內(nèi)網(wǎng)段中有大量的OSPF協(xié)議報文在傳輸，降低網(wǎng)絡的可用帶寬。所以協(xié)議中規(guī)定應該盡量的減少DR的變化。具體的處理方法是，每一臺新加入的路由器并不急于參加選舉，而是先考察一下本網(wǎng)段中是否已有DR存在。如果目前網(wǎng)段中已經(jīng)存在DR，即使本路由器的priority比現(xiàn)有的DR還高，也不會再聲稱自己是DR了。而是承認現(xiàn)有的DR。2021/5/915BDR快速響應：如果DR由于某種故障而失效，這時必須重新選舉DR，并與之同步。這需要較長的時間，在這段時間內(nèi)，路由計算是不正確的。為了能夠縮短這個過程，OSPF提出了BDR（BackupDesignatedRouter）的概念。BDR實際上是對DR的一個備份，在選舉DR的同時也選舉出BDR，BDR也和本網(wǎng)段內(nèi)的所有路由器建立鄰接關系并交換路由信息。當DR失效后，BDR會立即成為DR，由于不需要重新選舉，并且鄰接關系事先已建立，所以這個過程是非常短暫的。當然這時還需要重新選舉出一個新的BDR，雖然一樣需要較長的時間，但并不會影響路由計算。2021/5/916注意：網(wǎng)段中的DR并不一定是priority最大的路由器；同理，BDR也并不一定就是priority第二大的路由器。DR是指某個網(wǎng)段中概念，是針對路由器的接口而言的。某臺路由器在一個接口上可能是DR，在另一個接口上可能是BDR，或者是DROther。只有在廣播和NBMA類型的接口上才會選舉DR，在point-to-point和point-to-muiltipoint類型的接口上不需要選舉。兩臺DROther路由器之間不進行路由信息的交換，但仍舊互相發(fā)送HELLO報文。2021/5/917OSPF網(wǎng)絡類型OSPF區(qū)域是由不同類型的網(wǎng)絡鏈路組成的，明白這一點很重要，因為鄰接行為隨網(wǎng)絡類型而異，而要確保OSPF在某些類型的網(wǎng)絡上正確運行，必須對其進行合適的配置。OSPF根據(jù)物理鏈路類型定義了不同的網(wǎng)絡類型。在每種網(wǎng)絡中，OSPF的運行方式各不相同，其中包括如何建立鄰接關系以及所需的配置。2021/5/918網(wǎng)絡類型OSPF協(xié)議計算路由是以本路由器周邊網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構為基礎的。每臺路由器將自己周邊的網(wǎng)絡拓撲描述出來，傳遞給其他所有的路由器。OSPF將不同的網(wǎng)絡拓撲抽象為以下四種類型該接口所連的網(wǎng)段中只有本路由器自己。（stubnetworks)該接口通過點到點的網(wǎng)絡與一臺路由器相連。(point-to-point)該接口通過廣播或NBMA的網(wǎng)絡與多臺路由器相連。（broadcastorNBMAnetworks)該接口通過點到多點的網(wǎng)絡與多臺路由器相連。（point-to-multipoint)2021/5/919網(wǎng)絡類型OSPF協(xié)議根據(jù)鏈路層封裝協(xié)議不同分為以下四種網(wǎng)絡類型：Point-to-Point：點對點網(wǎng)絡。當鏈路層協(xié)議是PPP，HDLC，LAPB時，OSPF缺省認為網(wǎng)絡類型是Point-to-Point。在這種類型網(wǎng)絡中，以組播地址（224.0.0.5）發(fā)送協(xié)議報文，不需要選舉DR，BDR。Broadcast：廣播網(wǎng)絡。當鏈路層協(xié)議是Ethernet時，OSPF缺省認為網(wǎng)絡類型是Broadcast。在這種類型網(wǎng)絡中，以組播地址（224.0.0.5，224.0.0.6）發(fā)送協(xié)議報文，需要選舉DR，BDR。2021/5/920NBMA：非廣播多路訪問網(wǎng)絡（Non-broadcastMulti-access）。當鏈路層協(xié)議是FrameRelay、X.25時，OSPF缺省認為網(wǎng)絡類型是NBMA。在這種類型網(wǎng)絡中，以單播地址發(fā)送協(xié)議報文，必須手工配置鄰居的IP地址。Point-to-Multipoint：點對多點網(wǎng)絡。沒有一種鏈路層協(xié)議會被缺省的認為是Point-to-Multipoint類型，通常由NBMA的類型手工修改而來。如果NBMA類型的網(wǎng)絡不是全連通的，則可以手工更改為點到多點網(wǎng)絡。在這種類型網(wǎng)絡中，以組播地址（224.0.0.5）發(fā)送協(xié)議報文，不用手工配置鄰居。2021/5/921

點到點網(wǎng)絡(point-to-point)

廣播網(wǎng)絡(broadcast)

網(wǎng)絡類型鏈路層封裝PPP/HDLC協(xié)議鏈路層封裝Ethernet/FDDI/TokenRing2021/5/922NBMA網(wǎng)絡(Non-BroadcastMulti-Access)

點到多點網(wǎng)絡(point-to-multipoint)

網(wǎng)絡類型FR/ATM/X.25FR/ATM/X.252021/5/923鄰接關系：鄰接關系在廣播或NBMA網(wǎng)絡的DR和非指定路由器之間形成

DRother與DR，BDR之間建立鄰接關系鄰接：好朋友鄰接需要互通信息，需要同步信息DRother之間為鄰居關系，之間不同步數(shù)據(jù)庫鄰居：剛認識

鄰居/鄰接2021/5/924術語(1)

自治系統(tǒng)AS

(AutonomousSystem)

指共享同一路由選擇策略的一組路由器的集合在互聯(lián)網(wǎng)中，一個自治系統(tǒng)是一個有權自主地決定在本系統(tǒng)中應采用何種路由協(xié)議的小型單位。這個網(wǎng)絡單位可以是一個簡單的網(wǎng)絡也可以是一個由一個或多個普通的網(wǎng)絡管理員來控制的網(wǎng)絡群體，它是一個單獨的可管理的網(wǎng)絡單元(如一所大學，一個企業(yè)或者一個公司個體)。路由器標識

(RouterID)

由32位數(shù)組成，在AS內(nèi)唯一。這個RouterID一般需要手工配置，一般將其配置為該路由器的某個接口的IP地址。由于IP地址是唯一的，所以這樣就很容易保證RouterID的唯一性。在沒有手工配置RouterID的情況下，一些廠家的路由器支持自動從當前所有接口的IP地址自動選舉一個IP地址作為RouterID。

2021/5/925區(qū)域標識(AreaID

)

由32bit數(shù)組成，在AS內(nèi)唯一標識區(qū)域。如：Area0或者Area0.0.0.0一個區(qū)域是指一個路由器的集合，它有一個一樣的拓撲數(shù)據(jù)庫，OSPF用區(qū)域把一個AS分成多個鏈路狀態(tài)域，因為一個區(qū)域的拓撲結(jié)構對另一個區(qū)域是不可見的，一個區(qū)域不會被擴散，這個特征大大降低了一個AS中的路由交通數(shù)量，區(qū)域被用來包含鏈路狀態(tài)的更新并使管理者能建立分層網(wǎng)絡。2021/5/926

鏈路狀態(tài)通告(LSA)

LSA用來描述路由器的本地狀態(tài)，LSA包括的信息有關于路由器接口的狀態(tài)和所形成的鄰接狀態(tài)鏈路狀態(tài)表(拓撲表,LinkStateDatabase)

包含了網(wǎng)絡中所有路由器的鏈接狀態(tài)。它表示整個網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構。同Area內(nèi)的所有路由器的鏈接狀態(tài)表，都是相同的路由表(RoutingTable)

即轉(zhuǎn)發(fā)表，在鏈接狀態(tài)表的基礎之上，利用SPF算法計算而來術語(2)2021/5/927OSPF協(xié)議報文(1)OSPF報文格式：

OSPF依靠IP包來承載OSPF信息使用的協(xié)議號：89以字節(jié)表示的域長11244228可變的版本號類型數(shù)據(jù)包長度路由器ID區(qū)域ID校驗和認證類型認證數(shù)據(jù)2021/5/928OSPF單區(qū)域的問題當一個巨型網(wǎng)絡中的路由器都運行OSPF路由協(xié)議時，就會遇到如下問題：1.路由器數(shù)量的增多會導致LSDB非常龐大，這會占用大量的存儲空間。2.LSDB的龐大會增加運行SPF算法的復雜度，導致路由器的CPU負擔很重。3.由于LSDB很大，兩臺路由器之間達到LSDB同步會需要很長時間。4.網(wǎng)絡規(guī)模增大之后，拓撲結(jié)構發(fā)生變化的概率也增大，網(wǎng)絡會經(jīng)常處于“動蕩”之中，為了同步這種變化，網(wǎng)絡中會有大量的OSPF協(xié)議報文在傳遞，降低了網(wǎng)絡的帶寬利用率。更糟糕的是：每一次變化都會導致網(wǎng)絡中所有的路由器重新進行路由計算。2021/5/929OSPF區(qū)域劃—分區(qū)域解決方法：將自治系統(tǒng)劃分成不同的區(qū)域(Area)解決上述問題的關鍵主要有兩點：減少LSA的數(shù)量和屏蔽網(wǎng)絡變化波及的范圍。每一個網(wǎng)段必須屬于一個區(qū)域，或者說每個運行OSPF協(xié)議的接口必須指明屬于某一個特定的區(qū)域，區(qū)域用區(qū)域號(AreaID)來標識。不同的區(qū)域之間通過ABR（區(qū)域邊界路由器）來傳遞路由信息Area1BackboneArea0External

ASArea22021/5/930劃分區(qū)域后的好處：由于劃分區(qū)域后ABR是根據(jù)本區(qū)域內(nèi)的路由生成LSA，則可以根據(jù)IP地址的規(guī)律先將這些路由進行聚合后再生成LSA，這樣做可以大大減少自治系統(tǒng)中LSA的數(shù)量。劃分區(qū)域之后，網(wǎng)絡拓撲的變化首先在區(qū)域內(nèi)進行同步，如果該變化影響到聚合之后的路由，則才會由ABR將該變化通知到其他區(qū)域。大部分的拓撲結(jié)構變化都會被屏蔽在區(qū)域之內(nèi)了。2021/5/9312021/5/932OSPF區(qū)域類型(1)OSPF協(xié)議里把區(qū)域劃分為以下5種類型：標準區(qū)域

這個默認的區(qū)域接收鏈路狀態(tài)更新、路由匯總和外部路由信息。骨干區(qū)域(backbonearea)

骨干區(qū)域是連接所有其他區(qū)域的中心點，區(qū)域號總是“0”。所有其他區(qū)域都連接到這個區(qū)域以交換路由信息。Area0Area1Area2AS100注意：所有的區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連，而且骨干區(qū)域自身也必須是連通的。2021/5/933末節(jié)區(qū)域和完全末節(jié)區(qū)域特點：通常只能有一個出口區(qū)域內(nèi)不能有ASBR

不能是Area0(Backbone)

不能使用虛連接(Virtuallinks)單一出口Area20.0.0.0External

ASXXOSPF區(qū)域類型(2)

末節(jié)區(qū)域(stubarea)

不接受任何自治系統(tǒng)外部路由的信息，比如非OSPF網(wǎng)絡的信息。使用缺省的0.0.0.0路由連接AS外的網(wǎng)絡。末節(jié)區(qū)域不能包含ASBR。

完全末節(jié)區(qū)域(totallystubarea)

不接受任何AS外部的路由，及AS內(nèi)部的其他區(qū)域的匯總信息。使用缺省的路由發(fā)送數(shù)據(jù)包到外部網(wǎng)絡或是其他區(qū)域。不包含ASBR。2021/5/934Type5LSA

Type7LSARIParea0NSSAarea

ASBRABR

非完全末節(jié)區(qū)域(not-so-stubbyarea)

OSPF區(qū)域類型(3)2021/5/935OSPF虛連接

所有的區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連，而且骨干區(qū)域自身也必須是連通的。由于網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構復雜，有時無法滿足這個條件。為此，OSPF提出了虛連接的概念。

虛連接是指在兩臺ABR之間，穿過一個非骨干區(qū)域(轉(zhuǎn)換區(qū)域—transitarea)，建立的一條邏輯上的連接通道。Area2Area0(Backbone)Area3Area1VirtualLinkTransitArea2021/5/936OSPFRouter的類型路由器根據(jù)在自治系統(tǒng)中的不同位置劃分為以下四種類型：IAR（InternalAreaRouter）ABR（AreaBorderRouter）BBR（BackBoneRouter）ASBR（ASBoundaryRouter）2021/5/937IAR（InternalAreaRouter）：區(qū)域內(nèi)路由器，是指該路由器的所有接口都屬于同一個OSPF區(qū)域。這種路由器只生成一條RouterLSA，只保存一個LSDB。ABR（AreaBorderRouter）：區(qū)域邊界路由器，該路由器同時屬于兩個以上的區(qū)域（其中必須有一個是骨干區(qū)域，也就是區(qū)域0）。該路由器為每一個所屬的區(qū)域生成一條RouterLSA，為每一個所屬的區(qū)域保存一個LSDB。并根據(jù)需要生成NetworkSummaryLSA（Type=3）和ASBRSummaryLSA（Type=4）。2021/5/938BBR（BackBoneRouter）：骨干路由器，是指該路由器屬于骨干區(qū)域（也就是0區(qū)域）。由定義可知，所有的ABR都是骨干路由器，所有的骨干區(qū)域內(nèi)部的IAR也屬于BBR。ASBR（ASBoundaryRouter）：自治系統(tǒng)邊界路由器，是指該路由器引入了其他路由協(xié)議（也包括靜態(tài)路由和接口的直接路由）發(fā)現(xiàn)的路由。需要注意的是ASBR并不一定在拓撲結(jié)構中位于自治系統(tǒng)的邊界。ASBR生成ASExternalLSA（Type=5）。2021/5/9392021/5/940LSA的類型LSA是OSPF路由器之間鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫交流信息的方式，路由器使用LSA構造一個準確，完整的網(wǎng)絡圖，并由此產(chǎn)生路由表中所使用的路由。常見的六種LSA類型：Type1:Routerlinkentry：路由器LSAType2:Networklinkentry:網(wǎng)絡LSAType3and4:Summarylinkentry：網(wǎng)絡匯總LSAType5:ASexternallinkentry:AS外部LSAType7:NSSAexternallinkentry:NSSA外部LSA2021/5/941LSAType(1)LSATypeLSA名稱LSA描述1Router-LSA每一個路由器都會生成。這種LSA描述某區(qū)域內(nèi)路由器端口鏈路狀態(tài)的集合。只在所描述的區(qū)域內(nèi)洪泛。2Network-LSA由DR生成，用于描述廣播型網(wǎng)絡和NBMA網(wǎng)絡。這種LSA包含了該網(wǎng)絡上所連接路由器的列表。只在該網(wǎng)絡所屬的區(qū)域內(nèi)洪泛。2021/5/942LSAType(2)LSATypeLSA名稱LSA描述3Network-Summary-LSA由區(qū)域邊界路由器(ABR)產(chǎn)生，描述到AS內(nèi)部本區(qū)域外部某一網(wǎng)段的路由信息，在該LSA所生成的區(qū)域內(nèi)洪泛。2021/5/943LSAType(3)LSATypeLSA名稱LSA描述4ASBR-Summary-LSA由區(qū)域邊界路由器(ABR)產(chǎn)生，描述到某一自治系統(tǒng)邊界路由器(ASBR)的路由信息，在該LSA所生成的區(qū)域內(nèi)洪泛。5AS-external-LSA由自治系統(tǒng)邊界路由器(ASBR)產(chǎn)生，描述到AS外部某一網(wǎng)段的路由信息，在整個AS內(nèi)部洪泛。2021/5/944OSPF協(xié)議計算過程LSDBLSAofRTALSAofRTBLSAofRTCLSAofRTD(2)每臺路由器的LSDB(3)由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫生成帶權有向圖CABD346CABD234CABD234CABD234CABD234RTARTCRTD4326(1)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(4)每臺路由器分別以自己為根節(jié)點計算最小生成樹RTB22021/5/945上圖中描述了通過OSPF協(xié)議計算路由的過程。由四臺路由器組成的網(wǎng)絡，連線旁邊的數(shù)字表示從一臺路由器到另一臺路由器所需要的花費。為簡化問題，我們假定兩臺路由器相互之間發(fā)送報文所需花費是相同的。首先，每臺路由器都根據(jù)自己周圍的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構生成一條LSA（鏈路狀態(tài)廣播），并通過相互之間發(fā)送協(xié)議報文將這條LSA發(fā)送給網(wǎng)絡中其它的所有路由器。這樣每臺路由器都收到了其它路由器的LSA，所有的LSA放在一起稱作LSDB（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫）。顯然，4臺路由器的LSDB都是相同的。2021/5/946其次，由于一條LSA是對一臺路由器周圍網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的描述，那么LSDB則是對整個網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構的描述。路由器很容易將LSDB轉(zhuǎn)換成一張帶權的有向圖，這張圖便是對整個網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的真實反映。顯然，4臺路由器得到的是一張完全相同的圖。最后，接下來每臺路由器在圖中以自己為根節(jié)點，使用SPF算法計算出一棵最短路徑樹，由這棵樹得到了到網(wǎng)絡中各個節(jié)點的路由表。顯然，4臺路由器各自得到的路由表是不同的。這樣每臺路由器都計算出了到其它路由器的路由。2021/5/947由上面的分析可知：OSPF協(xié)議計算出路由主要有以下三個主要步驟：描述本路由器周邊的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構，并生成LSA。將自己生成的LSA在自治系統(tǒng)中傳播。并同時收集所有的其他路由器生成的LSA。根據(jù)收集的所有的LSA計算路由。2021/5/948路由匯聚的作用減小路由表的大小將拓撲變化的影響限制在本地減少LSA的數(shù)量，節(jié)省CPU資源路由聚合只有在ABR上配置才會有效。路由匯聚2021/5/949一條路由信息就可以代表多個子網(wǎng)路由匯聚舉例O172.16.8.0 255.255.252.0

O172.16.12.0 255.255.252.0

O172.16.16.0 255.255.252.0

O172.16.20.0 255.255.252.0

O172.16.24.0 255.255.252.0

O172.16.28.0 255.255.252.0RoutingTableforBLSAsSenttoRouterCIA172.16.16.0255.255.240.0Area1Area0ABRSummarizationIA172.16.8.0255.255.248.0ABC2021/5/950Hello：用于建立和維護鄰居關系，同時也發(fā)現(xiàn)鄰居DDP:

DatabaseDescriptionPacket：數(shù)據(jù)庫描述包，用于描述拓撲結(jié)構數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，為同步鄰居間數(shù)據(jù)庫信息LSR:LinkStateRequest：鏈路狀態(tài)請求包，向相鄰路由器請求其拓撲結(jié)構數(shù)據(jù)庫的部分內(nèi)容LSU:LinkStateUpdate：鏈路狀態(tài)更新包：對鏈路狀態(tài)請求數(shù)據(jù)包的回應，包含具體的鏈路狀態(tài)信息。LSAck:LinkStateAcknowledge：鏈路狀態(tài)確認包，用于對鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包的確認。這種確認使OSPF的擴散過程更可靠。OSPF報文類型OSPF包括以下5種協(xié)議報文：2021/5/951HELLO報文（HelloPacket）：最常用的一種報文，周期性（發(fā)送Hello報文的間隔叫做hello-interval）的發(fā)送給本路由器的鄰居。內(nèi)容包括一些定時器的數(shù)值，DR，BDR，以及自己已知的鄰居。HELLO報文中包含有RouterID、Hello/deadintervals（飽和/失效間隔）、Neighbors、Area-ID、Routerpriority、DRIPaddress、BDRIPaddress、Authenticationpassword（認證密碼）、Stubareaflag（特殊區(qū)域標識）等信息其中Hello/deadintervals、Area-ID、Authenticationpassword、Stubareaflag必須一致，相鄰路由器才能建立鄰居關系。2021/5/952DR/BDR選舉規(guī)則:當選舉DR/BDR的時候要比較hello包中的優(yōu)先級(priority),優(yōu)先級最高的為DR,次高的為BDR.默認優(yōu)先級都為1.在優(yōu)先級相同的情況下就比較RID,RID等級最高的為DR,次高的為BDR.當你把優(yōu)先級設置為0以后,OSPF路由器就不能成為DR/BDR,只能成為DROTHERDR/BDR選舉完成后,DRother只和DR/BDR形成鄰接關系.所有的路由器將組播Hello包到地址224.0.0.5以便它們能跟蹤其他鄰居的信息,即DR將洪泛LSU到224.0.0.5;DRother只組播LSU到AllDRouter地址224.0.0.6,只有DR/BDR監(jiān)聽這個地址2021/5/953DBD報文（DatabaseDescriptionPacket）：兩臺路由器進行數(shù)據(jù)庫同步時，用DBD報文來描述自己的LSDB（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫）內(nèi)容包括LSDB中每一條LSA的摘要（摘要是指LSA的HEAD，通過該HEAD可以唯一標識一條LSA）。這樣做是為了減少路由器之間傳遞信息的量，因為LSA的HEAD只占一條LSA的整個數(shù)據(jù)量的一小部分，根據(jù)HEAD，對端路由器就可以判斷出是否已經(jīng)有了這條LSA。2021/5/954LSR報文（LinkStateRequestPacket）兩臺路由器互相交換過DBD報文之后，知道對端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的或是對端更新的LSA，這時需要發(fā)送LSR報文向?qū)Ψ秸埱笏璧腖SA。內(nèi)容包括所需要的LSA的摘要。2021/5/955LSU報文（LinkStateUpdatePacket）：用來向?qū)Χ寺酚善靼l(fā)送所需要的LSA，內(nèi)容是多條LSA（全部內(nèi)容）的集合。2021/5/956LSAck報文（LinkStateAcknowledgmentPacket）：用來對接收到的DBD,LSU報文進行確認。內(nèi)容是需要確認的LSA的HEAD（一個報文可對多個LSA進行確認）。2021/5/957OSPF鄰居狀態(tài)機Down、Two-way、Full為穩(wěn)定的狀態(tài)，其他狀態(tài)則是在轉(zhuǎn)換過程中瞬間

(一般不會超過幾分鐘)存在的狀態(tài)。本路由器的狀態(tài)可能與對端路由器的狀態(tài)不相同。例如本路由器的鄰居狀態(tài)是F