1.OSPF定义

OSPF（Open Shortest Path First）开放式最短路径优先，是一个基于链路状态的内部闸道器协议，不同于RIP（Routing Information Protocol），RIP是一个距离向量算法路由协议。该路由协议使用组播224.0.0.5和224.0.0.6收发报文。IPv4协议使用的是OSPF Version 2，IPv6协议使用的是OSPF Version 3。

1.1链路状态算法的路由计算过程

每个路由器通过泛洪链路状态通告（LSA）向外释出本地链路状态资讯。每一个路由器通过收集其它路由器释出的链路状态通告以及自身生成的本地链路状态通告，形成一个链路状态数据库（LSDB）。LSDB描述了路由域内详细的网络拓扑结构。所有路由器上的链路状态数据库是相同的。通过LSDB，每台路由器计算一个以自己为根，以网络中其它节点为叶的最短路径树。通过每台路由器计算的最短路径树得出了到网络中其它节点的路由表。

1.2OSPF基本概念

自治系统（Autonomous System）：使用同一种路由协议交换路由资讯的一组路由器。

Router ID：在自治系统中唯一标识一台执行OSPF的路由器的32位整数，每个执行OSPF的路由器都有一个Router ID。Router ID的格式和IP地址的格式是一样的但并不是IP地址。

区域（Area）：它是一组网段的集合。通常一个AS内会划分多个Area。其中Area0为骨干区域，其他的Area为非骨干区域。划分区域的目的是要缩小LSDB的规模。每个区域都有自己的LSDB，不同区域的LSDB是不同的。路由器会为每一个自己所连线到的区域维护一个单独的LSDB。区域内的详细拓扑资讯不向其他区域传送，区域间传递的是抽象的路由资讯，而不是详细的描述拓扑结构的链路状态资讯。

内部路由器（Internal Router）：内部路由器是指所有所连线的网段都在一个区域的路由器。属于同一个区域的IR维护相同的LSDB。

区域边界路由器（Area Border Router）：区域边界路由器是指连线到多个区域的路由器。ABR为每一个所连线的区域维护一个LSDB。

骨干路由器（Backbone Router）：骨干路由器是指至少有一个埠（或者虚连线）连线到骨干区域的路由器。包括所有的ABR和所有埠都在骨干区域的路由器。

AS边界路由器（AS Boundary Router）：AS边界路由器是指和其他AS中的路由器交换路由资讯的路由器，这种路由器向整个AS通告AS外部路由资讯。AS边界路由器可以是内部路由器IR，或者是ABR，可以属于骨干区域也可以不属于骨干区域。

1.3邻居和邻接概念

在OSPF网络中，为了交换路由资讯，邻居装置之间首先要建立邻接关系，邻居（Neighbors）关系和邻接（Adjacencies）关系是两个不同的概念。

邻居关系：OSPF装置启动后，会通过OSPF界面向外传送Hello报文，收到Hello报文的OSPF装置会检查报文中所定义的引数，如果双方一致就会形成邻居关系，两端装置互为邻居。只要有埠连线到同一个网段的两个路由器就可以形成邻居关系。

邻接关系：形成邻居关系后，如果两端装置成功交换DD报文和LSA，才建立邻接关系。

并非所有的邻居关系都可以成为邻接关系，不同的网络型别，是否建立邻接关系的规则也不同。

点到点网络、点到多点网络、虚链路两端的路由器，一定建立邻接关系；广播型网络和NBMA网络，是DR和BDR才会与其他路由器建立邻接关系。

1.4OSPF支援的网络型别

OSPF定义了四种网络型别，分别是点到点网络，广播型网络，NBMA网络和点到多点网络。

虚链路：它是属于骨干区域（Area 0）的一条虚拟链路。骨干区域必须是连续的，但在物理上不连续的时候，可以使用虚连线使骨干区域在逻辑上连续。配置虚链路的时候使用RouterID来表示对端，因为配置虚链路的两个路由器，已经知道了本区域的链路状态资讯，所以就不需要通过IP地址来识别对方。

1.5DR和BDR

DR是广播型网段或者NBMA网段上的指定路由器，用于和其它路由器形成邻接关系，交换路由资讯。BDR是广播型网段或者NBMA网段上的备份指定路由器，用于和DR以及其他路由器形成邻接关系，交换路由资讯。作为DR的备份路由器，当DR失效时，BDR将自动成为DR。每一个含有至少两个路由器的广播型网络和NBMA网络都有一个指定路由器（Designated Router，DR）和备份指定路由器（Backup Designated Router，BDR）。其他的非DR和BDR的路由器就叫DRother。DR和BDR的作用一是为了减少邻接关系，缩小LSDB以及路由资讯的交换次数，节省带宽；二是DR需要负责生成一条本网络的LSA。DR和BDR是非抢占模式，Router Priority越大越优先。如果相同，Router ID大者优先。如果将路由器的Priority设定为0的话，该路由器不参与DR和BDR的选举。如果当前DR故障，当前BDR自动成为新的DR，网络中重新选举BDR；如果当前BDR故障，则DR不变，重新选举BDR。