OSPF：开放式最短路径优先
无类别链路状态路由协议；跨层封装与IP报头，协议号89
触发更新+周期更新（30min）
组播更新：224.0.0.5（通用地址） 224.0.0.6 （DR/BDR专用地址）
基于拓扑进行收敛，更新量巨大---需要结构化部署（1、进行区域划分 2、IP地址规划）
一、OSPF的5种数据包：
1.hello包 //邻居发现、建立、保活
2.DBD包 //数据库描述包---本地数据库的目录
3.LSR包 //链路状态请求包---查看邻居的DBD后，本地未知信息进行查询
4.LSU包 //链路状态更新包
5.LSACK包 //链路状态确认包
LSA：链路状态通告，具体的拓扑或者路由信息；基于LSU包来进行传递。
LSDB：链路状态数据库（所有LSA的集合）。
数据包结构：
标准报头中存在RID/区域ID和认证参数
二、OSPF的7种状态机：
（1）down：一旦本地发出OSPFhello包进入下一个状态；
（2）init初始化：接收到的hello包中，包含本地的RID，进入下一状态；
（3）2-way双向通信：邻居关系建立的标志；
条件匹配：如果是点到点网络类型直接进入下一个状态，MA网络类型进行DR/BDR选举，非DR/BDR间不得进入下一状态。
（4）exstart预启动：使用类似hello的DBD包进行主从关系选举，RID数值大为主，优先进入下一状态；
（5）exchange准交换：使用真实的DBD包来共享数据库目录；
（6）loading加载：使用LSR/LSU/LSack来获取未知LSA信息；
（7）full转发：临接关系建立的标志。
三、OSPF的工作过程：
启动配置完成后，本地默认组播发出hello包到所有邻居；若收到其他邻居的hello包回复，邻居关系建立，生成邻居表。
邻居关系建立后，进行条件匹配，匹配失败将维持邻居关系，仅hello包周期保活；若条件匹配成功，使用DBD来获取数据库目录，之后使用LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息，生成完整的数据库表。
之后本地基于LSDB，启用SPF算法，生成导向图，在基于最短路径优先选择，将最佳路径加载与路由表中；
收敛完成，仅hello包周期保活，每30min进行数据库同步（比对、纠正）。
结构突变：
1.新增网段---直连新增网段设备使用DBD告知所有邻居，之后收敛；
2.断开网段---直连网段设备使用DBD告知所有邻居；
3.无法沟通---保活时间到期后，断开邻居关系，删除通过该邻居学习到的所有LSA信息
四、OSPF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 //配置RID，首选手工配置，其次环回最大数值，最后物理接口最大
宣告：1、激活 2、传递拓扑和路由 3、区域划分
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
反掩码 区域ID
区域划分规则：
1、星型拓扑（中心到站点）：需要有骨干区域0；非骨干区域区域大于0,；非骨干必须直连骨干区域。
2、ABR—区域边界路由器；所有区域间互联时必须依赖一台同时工作在两个区域的路由器。
【1】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；
OSPF的hello包：hello time 10s 或 30s ；dead time 为hello time的4倍
邻居间hello包中有四个参数必须完全一致：hello time和dead time、区域ID、认证秘钥、末梢区域标记。
R2#show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
1.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:34 12.1.1.1 Serial0/0
3.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:35 23.1.1.2 Serial0/1
状态机 下一跳 出接口
【2】邻居关系建立后，进行条件的匹配，若匹配成为，使用类似于hello包的DBD包进行主从关系选举，且同时使用DBD包发送数据库目录信息，之后使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息，完善本地的LSDB，生成数据库表；
R2#show ip ospf database //查看OSPF数据库简表
关于DBD包的几个重点：
1、DBD包关注接口的MTU值，要求邻居间MTU值必须完全一致，否则无法建立邻接关系，卡在EXSTART。
2、隐性确认---在选定主从关系后，从使用主的序列号来对主进行确认。（直接使用ack为明性确认）
【3】LSDB同步（LSA洪泛）---OSPF收敛过程完成后，OSPF协议将基于本地的数据库使用SPF算法，选出最短路径将加载到路由表中。
1、字母：
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
O标识同一个区域的路由---本地通过拓扑计算
O IA，其他区域的路由---ABR共享产生
O E1/2 外部路由，是其他协议的路由，被重发布进入
O N1/2 外部路由，重发布进入的路由，其他协议或进程产生，同时本地为NSSA区域；
2、管理距离110；
3、度量：cost（开销值）=参考带宽/接口带宽
参考带宽默认为100M；默认优选整段路径cost值之和最小的；当接口带宽大于参考带宽时，将可能导致选路不佳，可修改参考带宽。
R1(config-router)#auto-cost reference-bandwidth ?
<1-4294967> The reference bandwidth in terms of Mbits per second
切记：整个网络所有设备参考带宽必须完全一致。
五、OSPF从邻居成为邻接的条件
基于网络类型，点到点网络必然成为邻接关系；因为OSPF协议需要在邻接间进行数据库比对、同步；故不能使用类似于距离矢量协议的接口水平分割，导致MA网络中间将出现大量重复更新，所以使用DR/BRD选举规则来解决---非DR/BDR不能成为邻接关系。
选举规则：优先级最大，默认为1；范围为0-255；点到点接口为0，0代表不参选；若优先级相同，使用RID比较，优选最大数值；选举时长30s。
干涉选举：
1、DR优先级最大，BDR次大；其他不改
R1(config)#int ethernet 0/0
R1(config-if)#ip ospf priority 3 //修改参选接口的优先级
注：OSPF选举非抢占的，故在修改优先级后，必须重启OSPF的进程。
2、DR优先级最大，BDR次大；其他设备修改为0，放弃选举，不需要重启OSPF进程。
切记：一个MA网段中至少存在一个DR
六、OSPF网络类型（OSPF工作方式）：
OSPF在不同协议下的工作特点
R1#show ip ospf interface ethernet 0/0 //查看接口具体信息
Ethernet0/0 is up, line protocol is up
Internet Address 10.1.1.1/24, Area 0, Attached via Network Statement
Process ID 1, Router ID 1.1.1.1, Network Type BROADCAST, Cost: 10
| 网络类型 |
OSPF工作方式 |
| 环回 |
LOOPBACK，无hello；传输32位主机路由 |
| 点到点（GRE/串行/PPP/HDLC） |
POINT_TO_POINT ，hello time10s |
| BMA（以太网） |
BROADCAST，hello time 10s；选举DR/BDR |
| NBMA（MGRE/帧中继） |
默认为POINT_TO_POINT |
（这里不懂网络类型的同学可以看我的另一篇网络类型的文章，这里不做解释了。）
MGRE上运行OSPF的问题：
（1）默认接口网络类型为点到点，该类型仅允许建立一个邻居关系。
解决办法：修改接口的工作方式为BROADCAST；需要注意的是这个网段所有接口必须完全一致。
（2）在非全连和星型拓扑下使用BROADCAST会导致一些问题：因为分支站点没有邻居关系，不知道对方的存在，将无法确定最合适的DR位置。
解决办法：分支站点修改优先级放弃参选DR，仅让中心站点成为DR，无BDR；或者修改所有接口的工作方式为点到多点。
点到多点工作方式：不是设备的默认工作方式，必须通过手工配置完成；不选DR，hello time为30s；缺点是不进行DR选举，故在全连网状结构中，将出现重复更新。
R1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint //修改OSPF的工作方式为点到多点
总结：
在NBMA网络结构中，部分网状和星型拓扑修改区域所在设备接口的工作方式为点到多点，同时将会出现选路不佳的情况；或者修改为BROADCAST，这时候需要让中心成为DR，不需要BDR
在全连网状结构中使用BROADCAST，正常进行DR选举。
