OSPF 是一种典型的链路状态协议，它相对于 RIP 来说，路由的收敛速度更快。
OSPF
-----开放式最短路径优先协议
无类别链路状态型IGP协议：由于其基于拓扑进行更新收敛，故随着拓扑量增大而成指数上升‘故OSPF协议为了能在大、中网络中运行，需要结构化的部署----合理的区域划分、良好的地址规划。
OSPF的数据包
-----------5种包
1.hello:组播收发，用于邻居、邻接关系的发现、连接
2.dadebase description：数据库描述包，本地LSDB目录
3.link-state request：链路状态请求，用于询问对端本地未知的LSA
4.link-state update ：链路状态更新，用于共享具体的每一条LSA信息
5.link-state acknowledgment：链路状态确认—确认包
LSA–链路状态通告–具体的一条一条 路由或者拓扑信息，不是一种数据包，所有的LSA是使用LSU这种包来转发的；
OSPF的数据包是跨层封装于3层报头后方 ，协议号89
OSPF的状态机
-----两台OSPF路由器间不同的关系的阶段
down 一旦接受到对端的hello包进入下一个状态
Init初始化 若接受到的hello包中村子本地的RID。那么进入下一个状态机
2way 双向通讯 邻居关系建立的标志
条件：点到点网络直接进入下一个状态机；MA网络进行DR/BDR选举，非DR/BDR之间不能进入下一个状态机；
Exstart 预启动 使用不携带数据库目录信息的DBD包，进入主从关系的选举，RID数值大为主，优先进入下一个状态机
exchange 准交换 使用不携带数据库目录DBD包，进行目录共享，需要ACk确认
loading加载 接收到其他邻接的目录信息后，和本地进行比对，若本地存在未知的LSA信息，将使用LSR询问对端，对端使用LSU来更新这些LSA信息，直至双方数据库一致；
LSU需要ACK确认；
Full 转发 标志着邻接关系已经建立；
OSPF的工作过程
路由器上启动OSPF协议后，直连的邻居间，开始组播收发hello包，hello包中将存储本地已知邻居的RID，在双方RID均已知的情况下，建立邻居关系，生成邻居表；
邻居关系建立后，邻居间将进行条件匹配，匹配失败将停留为邻居关系，仅hello周期保活即可；匹配成功者间将进行邻接关系的建立；
邻接关系间的路由器，将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的所有LSA信息；使得同一区域内所有路由器的数据库完全一致；---- 数据库表；
当本地数据库完成同步后，将数据库–>有向图–>树型结构图–>将本地到达所有未知网段的最短路径加载于本地路由表中；
收敛完成，仅hello包周期保活即可；正常每30min，邻接关系间再进行一次DBD的对比，若一致及正常；若不一致将马上进行同步；
结构突变：触发更新
1、断开网段 直连断开网段的设备，直接使用LSU告知邻接，需确认
2、新增网段 直连新增网段的设备，直接使用LSU告知邻接，需确认
3、无法沟通 hello time 对应的 dead time ；dead time 到时时，断开邻居关系，去除基于该邻接共享的LSA计算所得路由。
OSPF的基础配置
[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 启动时，定义进程号，仅具有本地意义；建议配置RID；
RID格式为ipv4地址，且需要全网唯一； 手工配置–环回接口上取最大数值的ip地址—物理接口上最大ip地址的数值
宣告：1、区域划分 2、接口激活协议 3、传递接口信息
[r1-ospf-1]area 0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255
关于ospf的MTU问题：
在ospf协议的DBD包中将携带本地接口的MTU值，若两端一致可以正常建立邻居关系；若不一致将无法建立邻接关系。
默认华为设备不携带MTU；
[r1-ospf-1] int g0/0/1
[r1-GigabitEthernet0/0/1]ospf mtu-enable 两端设备均需开启
关于OSPF协议从邻居建立成为邻接的条件
根据网络类型决定
在点到点网络中，所有的邻居关系必然成为邻接关系
在MA网络中从邻居到邻接前将利用一个周期的dead time；进行DR/BDR选举；
先比较这些参选接口的优先级，默认1，取值范围0-255；越大越好，0标识不参选；
DR优先级最大，BDR次大；选举非抢占，故若希望干涉选举，需要重启ospf进程，或者将非DR/BDR修改为0；
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/1
[r2-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 3 修改优先级
重启进程
reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y
非DR/BDR间为邻居关系。
关于OSPF的不规则区域问题
1.远离骨干的非骨干区域
2.不连续骨干
解决方案
1.tunnel 在骨干区域和非法ABR间建立一条隧道，之后将该条隧道宣告到OSPF协议中
缺点：1.周期的hello与更新，包括触发更新，将一直占用中间穿越区域
2.选路不佳
2.OSPF的虚链路
由非法ABR设备，通过直连区域的合法ABR进行授权，来转发路由，由于没有新增链路，故不存在选路不佳的问题。
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1 两台ABR间的直连区域（同时处于该区域）
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 4.4.4.4 对端ABR的RID
[r2]display ospf vlink
缺点：虚链路上的两台ABR间的周期资源占用问题；
1）在思科中，取消两台设备的周期行为，hello、更新均收发一次；–不可靠
2）在华为中，保留周期–占资源
3.多进程双向重发布
ospf多进程：一台路由器上的多个进程，每个进程拥有自己的数据库，独立计算路由条目，且计算所有不共享；最终将所有最佳路径加载于同一张路由表内；
路由器的一个接口只能工作在一个进程中；
可用于解决不规则区域，将不规则位置工作不同的进程中，实现分开，之后利用重发布技术来共享路由表； 解决了选路不佳和资源占用的问题
[r4]ospf 1
[r4-ospf-1]import-route ospf 2
[r4-ospf-1]q
[r4]ospf 2
[r4-ospf-2]import-route ospf 1
OSPF的接口网络类型
— OSPF协议在不同的网络类型，其工作的方式不同
[r1]display ospf interface GigabitEthernet 0/0/1
OSPF的数据库表
display ospf lsdb 查看LSDB目录
ospf协议在不同的条件环境下，将使用不同类别的LSA来传输拓扑或路由信息。
display ospf lsdb router 2.2.2.2 具体查看某条LSA信息
OSPF的优化
----减少LSA的更新量
1、汇总 — 减少骨干区域的路由条目数量
2、特殊区域-- 减少非骨干区域的路由条目数量
【1】汇总–OSPF协议不支持接口汇总，在一个区域内，邻接间传递的是拓扑信息，不能进行汇总；故只能在交互路由的边界设备进行汇总
1）域间路由汇总–在区域间的ABR上，交互区域间路由条目时进行汇总配置
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1 本地通过该区域1/2类LSA计算所得路由，可以汇总后传递给其他区域
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summary 3.3.0.0 255.255.252.0
2）域外路由汇总—ASBR在将外部的路由条目通过重发布协议，共享到OSPF协议中时；
可以进行汇总
[r4]ospf 1
[r4-ospf-1]asbr-summary 99.1.0.0 255.255.252.0
【2】 特殊区域 – 用于减少各个非骨干区域的LSA数量
不能为骨干区域，不能配置虚链路
[1] 同时不能存在ASBR
1）末梢区域–拒绝4/5类的LSA；由该区域连接骨干区域的ABR向该区域发布一条3类的缺省
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]stub
注：该区域内的所有路由器均需配置该命令
2）完全末梢区域 在末梢区域的基础上，进一步拒绝3类的LSA；仅保留一条3类的缺省路由
先将整个区域所有路由器配置为末梢区域；然后仅再在连接骨干区域的ABR上配置完全即可
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary
[2] 存在ASBR
1)NSSA 非完全末梢区域 – 该区域将拒绝4/5类LSA，由该区域连接骨干区域的ABR向该区域发布一条7类的缺省路由；该区域内的ASBR导入域外路由时，基于7类导入，之后通过该区域连接骨干的ABR传递到骨干区域时，转换为5类进入骨干区域；
NSSA设计的重点，不是减少该区域内ASBR产生的域外路由，而是网络中其他部分的ASBR产生的域外路由；
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa 本区域内部所有设备均需配置
2）完成NSSA — 在NSSA的基础上，进一步拒绝3类LSA的进入，由该区域连接骨干区域的ABR向该区域发布一条3类的缺省
先将该区域配置为NSSA区域，之后仅在该区域连接骨干的ABR上配置完全即可
[r2]ospf 1
[r2-ospf-1]area 1
[r2-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa no-summary
切记：NSSA和完全NSSA的工作环境，需要考虑ISP（运营商）所在位置，否则可能导致环路出现
display ospf routing 查看OSPF路由；显示本地发出和学习到的OSPF路由条目
3）虚链路认证
[r10-ospf-1-area-0.0.0.4]vlink-peer 9.9.9.9 md5 1 cipher 123456
用于关于OSPF的状态的问题
1）在MA网络中（进行DR/BDR选举）存在7种状态机
init是路由器A收到邻居B的hello包，但该hello包中没有A的RID；
2）在点到点网络init状态机在判断可以建立邻居后，直接进入exstart状态机；没有2way状态机----6种状态机
在点到点网络实际仅存在邻接关系；在MA网络（选举DR/BDR）网络中存在邻居和邻接关系；
3）若邻接间的数据库默认一致，将不需要进入loading状态机；
4）在hello时间较大时，比如p2mp和nbma工作方式，默认hello time为30s；
hello包收发的间隔较大，从down状态到init需要很长时间的等待，故在两种状态机，存在一个尝试状态机；
5）华为设备中ospf存在加速建邻机制— 在两台路由器进行过一次邻接关系建立后，双方存在对端的缓存信息后；二次建邻时将快速完成状态机的切换；–前提是缓存未删除—认证或拥塞
SFP算法 –OSPF防环机制
1、在同一个区域每台路由具有一致的LSDB
2、每台路由器以自己为根计算到达每个目标的最短路径（最小cost值）
3、必须区域划分–
优势-1）域间汇总减少路由条目数量
2）汇总路由是在所有明细路由均消失后才删除，网络更稳定
3）区域划分后不同类别的LSA传播范围不同，控制更新量
过程–基于本地LSDB(1/2类LSA)生成–生成有向图–基于有向图来进行最短路径树生成
最短路径树，关注本地LINK-ID的LSA开始–>基于该LSA内提及到点到点或传输网络信息再查看link-id递归到下一条信息；基于所有点到点和传输网络信息生成最短路径树主干；
然后用树中每台设备的末梢网络信息补充路由表，完成收敛。