OSPF：open shortest path first–开放式最短路径优先协议（RFC2328）
无类别
链路状态协议
适用范围：IGP协议；
跨层协议—封装到3层，协议号89；
组播更新：224.0.0.5/6；
支持等开销负载均衡，默认4条最大6条；IOS版本12.4以上16条；
支持触发更新、周期更新（30min）；
需要结构化的部署—区域划分、地址规划：
目的是减少（LSA链路状态通告）更新量和扩散范围
LSA中存在路由信息（携带网络掩码）和拓扑信息（不携带网络掩码）
LSA种类：1 2 3 4 5 7
OSPF非常消耗路由器资源：一台路由器最多启动31个OSPF
OSPF的状态机：
Down：关闭状态
若发送了hello报文，在一个dead时间之内没有收到对方发送的hello报文
在更高级状态出现了故障会返回down状态
注意：在down状态下不能主动发送hello报文直接收到对方发送的hello报文；但是若接口网络类型为NBMA，则发送hello报文（间隔为pollinterval轮训时间默认为120s）
Attempt：尝试状态，在NBMA网络类型下，主动发送hello报文（具有成为DR资格的路由器）可以接收hello报文。进入尝试下，使用hello时间30s代替原来的pollinterval轮训时间120s
只适用于NBMA类型的接口，处于本状态时，定期向那些手工配置的邻居发送hello报文
Init初始化：初始化状态，接收到了没有包含自己router-id的hello报文
Two way：双向通信状态，也称邻居状态双方互相收到包含自己的router-id的hello报文（发送 的hello报文中会包含该接口所有验证通过的对端router-id，不一定是P2P）这个状态 下会进行DR选举
条件匹配：点到点网络直接进入下一状态；MA网络将进行DR/BDR选举（40S），非DR/BDR间不得进入下一状态；
在邻居状态进行DR/BDR选举：
最大的DR的优先级
最大的router-id
在MA网络类型下必须选举DR：在Two way状态下进行
DR/BDR选举都是非抢占的
DR选举时间默认在40s之内完成（就是wait时间）
注意priority使用默认是1，范围是0-255，若为0，意味着不参与选举
DR/BDR是接口概念（在hello报文中的DR/BDR字端包含的是DR的接口IP）
在MA网络，所有路由器发送数据包（hello除外）发送至224.0.0.6，DR/BDR都接收，DR路由器将LSA信息发送至224.0.0.5
Exstart预启动状态：开始交互DBD（用于主从选举），协商MTU
主从选举DBD不包含LSA信息
主从选举规则：最大的router-id，主用于控制LSA交互（交互的速度等）保证双方没有进行确认。MTU不一致会卡在Exstart状态，在MTU小的一方敲r1(config-if)#ip ospf mtu-ignore
Exchange准交换状态：主从选举完成，发送LSA头部信息进入同时进行隐式确认，并且使用真 正的DBD包来共享数据库目录；需要ACK确认；
Loading加载：使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；LSR过来会回复LSU，然后还会把LSU中的信息防止重传列表中（怕丢失），等待下一个传输完成再删除重传列表里的信息
Full转发：邻接关系建立；（对端邻居，产生的请求列表和重传列表都清空，意味着LSDB同步 完成）
DBD数据包中有序列号，LSR/LSU没有，靠LSA的三个信息确认（类型ADV link-id）
OSPF的网络类型和接口类型：
网络类型：hello time 选举DR/BDR等信息
接口类型：硬件设备
干涉选举：
修改DR优先级最大，BDR次大；
r1(config)#interface fastEthernet 0/0
r1(config-if)#ip ospf priority 3 修改参选接口的优先级
注：DR/BDR选举非抢占，保障网络的稳定性；
故修改优先级后必须，重启所有设备的OSPF进程；
修改DR优先级最大，BDR次大；其他设备修改为0，不参选；不需要重启设备的OSPF进程； 切记，不得所有参选接口均为0，将没有邻接关系，导致网络无法收敛；
OSPF邻居关系的建立条件：
router-id不同
area-id相同
Hello，dead时间相同
认证类型，认证数据相同
特殊区域标识相同
双方网络掩码一致（MA网络可以不一致）
OSPF的工作过程：
启动配置完成后，邻居间使用hello包建立邻居关系，生成邻居表；再与邻居进行条件匹配，匹配失败者间将周期仅hello包保活即可；
匹配成功者间建立成为邻接关系，这种关系间，将先使用DBD共享数据库目录，然后再使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；当获取到所有的LSA后，本地生成数据库表；
之后本地基于数据库表，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载于路由表中；
收敛完成后，hello包周期保活；每30min周期再使用DBD进行比对，若不一致将使用LSR/LSU/LSack来同步；
结构突变：
新增、断开—直连新增或断开网段设备，将向所有邻接发送DBD；之后邻接正常收敛
无法沟通—计时器到时时，断开邻居关系，删除数据库；之后尝试重新建邻；
注解：
LSA –链路状态通告—存在多个类别；不同类别携带不同条件下产生拓扑或路由信息；
LSDB–链路状态数据库—所有LSA的集合—数据库表
OSPF的整个收敛过程被称为—LSA洪泛，LSDB同步
在邻居关系建立过程出现故障排除：
卡在init—-hello包协商失败
卡在two way—-在MA网络不能生成DR
卡在exstart—-MTU不一致
卡正loading—-LSDB不能同步
卡在attempt—-NBMA网络中指定错误邻居地址
设置路由器接收LSA数量最大值，不能使LSDB同步，导致进入loading
配置：
r1(config)#router ospf 1 启动时需要配置进程号，仅具有本地意义；
r1(config-router)#router-id 1.1.1.1 RID，全网唯一；手工–环回接口最大值–物理接口最大值
宣告：1、激活 2、拓扑或路由 3、区域划分
r1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
r1(config-router)#network 12.1.1.1 0.0.0.0 area 0
必须携带反掩码 区域划分
OSPF的区域设计：
区域标记设计：area 或者类似于IP地址标记
OSPF区域分类
OSPF区域设计原则：
必须存在唯一的骨干区域，单区域例外
若存在非骨干区域，必须与骨干区域相连
OSPF路由器角色：骨干路由器（ABR–能够产生3类LSA的路由器,ASBR–能够产生5类或者7类LSA的路由器），非骨干路由器
当启动配置完成后，邻居间使用hello包建立邻居关系，生成邻居表；
Hello– hello time 10s 或30s dead time为 hello time的4倍；
r2#show ip ospf neighbor 查看邻居表
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
1.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:30 12.1.1.1 Serial1/0
3.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:32 23.1.1.2 Serial1/1
状态机
当邻居关系建立后，邻居间进行条件的匹配；匹配成功者间，将使用DBD来或进行主从关系选举，以及进行数据库目录的共享；
DBD包：数据库描述包 在exstart状态时不携带拓扑目录信息，仅进行RID的比较；
在exchange状态时才真正进行拓扑目录共享；
DBD包中携带MTU值，邻居关系间若MTU值不一致，将无法完成邻接关系的建立；
在exstart状态时，使用了隐性确认来进行可靠保障；从使用主的序列号，来确认接收到了主的DBD；
当DBD包收发完成后，邻接间使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；生成LSDB–数据库表；由各种类别的LSA组成；
r2#show ip ospf database 查看数据表目录
当数据表建立完成后，本地基于SPF最短路径选路规则；将到达所有未知网段的最短路径加载于路由表中；
O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2
使用字母O标示本地区域内的路由—本地通过拓扑计算所得
使用字母O IA标示域间路由—其他区域的路由信息，ABR导入
使用字母O E1/2 标示其他协议或进程产生的路由—ASBR重发布进入
使用字母O N1/2标示其他协议或进程产生的路由—ASBR重发布进入；同时本地处于NSSA区域；
管理距离为110；度量为cost值=开销值=参考带宽/接口带宽
默认参考带宽为100M；选择整段路径cost值之和最小路径；
若参考带宽小于接口带宽，cost值取1；可能导致选路不佳，建议修改参考带宽：
r1(config)#router ospf 1
r1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth ?
1-4294967 The reference bandwidth in terms of Mbits per second
注：所有设备参考带宽必须一致；
OSPF存在计时器：
hello dead wait默认值为10 40 40 或者 30 120 120 （NBMA网络）
修改hello time影响dead
修改dead时间不影响hello时间
Hello时间和dead时间的修改都会影响邻居关系的建立
Wait时间（不能调整）永远与dead时间一样
2.重传时间，默认为5s
Retransmit重传时间，到邻居关系down（与EIGRP不同）
修改重传间隔：
r1(config)#int s1/1
r1(config-if)#ip ospf retransmit-interval 10
3.transmit delay：默认为1s，传输延时，代表着LSA通过接口传出去时增加的延时，为了保证不同路由器上LSA age一致
r1(config)#inteface s1/1
r1(config-if)#ip ospf transmit-delay 2
三、邻居成为邻接关系的条件：
基于网络类型来决定；点到点和MA
在点到点网络中，邻居关系必然成为邻接关系；
在MA网络中，若全为邻接关系，将出现重复更新，而OSPF协议工作时需要邻居间进行信息的比对，故不能使用水平分割； 最终选择–DR/BDR选举；
OSPF的水平分割机制—–从一个区域发布到另一个区域的路由不能发回；
DR/BDR选举的意义：所有非DR/BDR间不得建立邻接关系，所有设备与DR/BDR沟通来实现LSDB同步，避免重复更新；
OSPF认证方式：
区域认证
链路认证
虚链路认证
明文认证和MD5认证
若MD5认证存在多个KEY，使用最后一个KEY做密码
auth-type：无认证—0，明文认证—1，MD5认证—2
认证信息在所有的数据包头部都会携带
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