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1、概述
路由协议OSPF全称为Open Shortest Path First，也就开放的最短路径优先协议，因为OSPF是由IETF开发的。
OSPF的流量使用IP协议号89。
OSPF对网络没有跳数限制，支持 Classless Interdomain Routing (CIDR)和Variable-Length Subnet Masks (VLSMs)，没有自动汇总功能。
OSPF并不会周期性更新路由表，而采用增量更新，即只在路由有变化时，才会发送更新，并且只发送有变化的路由信息；事实上，OSPF是间接设置了周期性更新路由的规则，因为所有路由都是有刷新时间的，当达到刷新时间阀值时，该路由就会产生一次更新，默认时间为1800秒，即30分钟，所以OSPF路由的定期更新周期默认为30分钟。
OSPF所有路由的管理距离(Ddministrative Distance)为110，OSPF只支持等价负载均衡。
OSPF是典型的链路状态路由协议，路由器之间交换的并不是路由表，而是链路状态，OSPF通过获得网络中所有的链路状态信息，从而计算出到达每个目标精确的网络路径。
2、OSPF术语
Router-ID
RID是路由器在ospf中的唯一标识，选举原则，思科会自动在所有环回口中选择最大的IP，做RID，如果没有环回口，则选择活动的物理口IP最大的一个。同时也可以手动指定。
RID绝对不可以重名，否则路由器收到的链路状态，就无法确认发起者的身份。
注：如果一台路由器收到一条链路状态，无法到达该Router-ID的位置，就无法到达链路状态中的目标网络，Router-ID只在OSPF启动时计算，或者重置OSPF进程后计算。
COST
OSPF会自动计算接口上的Cost值，但也可以通过手工指定该接口的Cost值，手工指定的优先于自动计算的值。
OSPF计算的Cost，同样是和接口带宽成反比，带宽越高，Cost值越小。到达目标相同Cost值的路径，可以执行负载均衡，最多6条链路同时执行负载均衡。
链路状态LSA
链路状态（LSA）就是OSPF接口上的描述信息,例如接口上的IP地址，子网掩码，网络类型，Cost值等等，因为ospf路由器之间交换的并不是路由表，而是链路状态信息。
OSPF区域
因为OSPF路由器之间会将所有的链路状态（LSA）相互交换，毫不保留，当网络规模达到一定程度时，LSA将形成一个庞大的数据库，势必会给OSPF计算带来巨大的压力；为了能够降低OSPF计算的复杂程度，缓存计算压力，OSPF采用分区域计算，将网络中所
有OSPF路由器划分成不同的区域，每个区域负责各自区域精确的LSA传递与路由计算，然后再将一个区域的LSA简化和汇总之后转发到另外一个区域，这样一来，在区域内部，拥有网络精确的LSA，而在不同区域，则传递简化的LSA。
OSPF的区域0就是所有区域的核心，称为BackBone 区域（骨干区域），而其它区域称为Normal 区域（常规区域），在理论上，所有的常规区域应该直接和骨干区域相连，常规区域只能和骨干区域交换LSA，常规区域与常规区域之间即使直连也无法互换LSA。
Internal Router（IR）
路由器所有接口都属于同一个区域。
Area Border Router （ABR）
一台OSPF路由器属于多个区域，即该路由器的接口不都属于一个区域。
Autonomous System Boundary Router （ASBR）
一台OSPF路由器将外部路由协议重分布进OSPF
注：
★一台路由器可以运行多个OSPF进程，不同进程的OSPF，可视为没有任何关系，如需要获得相互的路由信息，需要重分布。
★每个OSPF进程可以有多个区域，而路由器的链路状态数据库是分进程和分区域存放的。
DR/BDR
当多台OSPF路由器连到同一个多路访问网段时， 通过在多路访问网段中选择出一个核心路由器，称为DR（Designated Router），网段中所有的OSPF路由器都和DR互换LSA，这样一来，DR就会拥有所有的LSA，并且将所有的LSA转发给每一台路由器；DR就像
是该网段的LSA中转站，所有的路由器都与该中转站互换LSA，如果DR失效后，那么就会造成LSA的丢失与不完整，所以在多路访问网络中除了选举出DR之外，还会选举出一台路由器作为DR的备份，称为BDR（Backup Designated Router），BDR在DR不可用时，代替
DR的工作，而既不是DR，也不是BDR的路由器称为Drother，事实上，Dother除了和DR互换LSA之外，同时还会和BDR互换LSA。
选举原则:
首先比较优先，选举优先级最高的成为DR，优先级数字越大，表示优先级越高，被选为DR的几率就越大，次优先级的为BDR，优先级范围是0-255，默认为1，优先级为0表示没有资格选举DR和BDR。
其次比较RID，如果在优先级都相同的情况下，Route-Id 最大的成为DR，其次是BDR，数字越大，被选为DR的几率就越大。
注：★ Drother路由器将数据包发向目标地址224.0.0.6，只能被DR和BDR接收，其它Drother不能接收；而DR和BDR将数据包发向目标地址224.0.0.5，可以被所有路由器接收。
3、OSPF数据报
Hello
建立和维护OSPF邻居。
DBD
交换LSDB的摘要信息
LSR
请求某条特定的LSA信息
LSU
发送给邻居，邻居所请求的LSA
LSACK
用于确定LSA的接受
4、OSPF启动状态
Down → 路由器刚刚启用OSPF进程，Hello包还没收到，在此进程，可以向外发送Hello包，以试图发现邻居。
Attempt →非广播多路访问中，有这个状态，需要手动指定邻居
Init →只是OSPF路由器一方收到了另一方的Hello，但并没有双方都交换Hello，也就是对方的Hello中还没有将自己列为邻居。
Two-way →双方都已经交换了Hello信息，并且从Hello中看到对方已经将自己列为邻居，并且如果是需要选举DR和BDR的话,也已经选举出来，但OSPF邻居之间并不一定就会交换LSA，如果不需要交换LSA，则永远停留在此状态，如果需要形成邻接并互相交换LSA，则状态继续往下进行，（比如Drother与Drother之间将永远停留在Two-way状态，因为Drother与Drother之间不需要交换LSA。）
Exstart →在邻居之间交换完整的LSA之前，会先发送DBD，LSR，谁先发，谁后发，需要确定顺序，在此阶段，就是确定邻居的主从关系（Master---slave），由主路由器向从路由器发送信息。
注：在任何网络环境下，OSPF在交换LSA之前，都需要确定主从关系。
Exchange → 交换DBD的过程，发送LSR。
Loading →邻居收到LSR，回复LSU。
Full→表示数据库已经同步，数据库状态变成了收敛，但路由表却还在计算当中。
注：除了Two-way和Full这两个状态，邻居停留在任何状态，都是不正常。
5、OSPF网络类型
OSPF在运行时，必须考虑链路层的类型，称为OSPF网络类型，网络类型可分为如下几种：
点到点
点到多点
广播
非广播
由于不同的网络类型，将会影响到OSPF的Hello时间与Dead时间，关系到DR与BDR的选举与否，影响到OSPF邻居是自动建立还是手工建立，总结如下表：
|
网络类型 |
Hello时间 |
选举DR/BDR |
邻居建立方式 |
|
点到点 （Point-To-Point） |
10秒 |
否 |
自动 |
|
点到多点 （Point-To-Multipoint） |
30秒 |
否 |
自动 |
|
广播 （Broadcast ） |
10秒 |
是 |
自动 |
|
非广播 （Non-Broadcast ） |
30秒 |
是 |
手工 |
|
点到多点非广播 （Point-To-Multipoint Non-Broadcast） |
30秒 |
否 |
手工 |
注★OSPF邻居的成功建立，并不要求双方网络类型一致，但双方网络类型不一致，将可能导致链路状态数据库中的条目无法进入路由表。
6、OSPF LSA类型
类型 1 （Router Link）
任何一台路由器都会产生，每台路由器的每个接口，都由自己的链路状态，即使有多个OSPF接口，也只有一条1类LSA，因为所有接口的链路状态会打包成一条1类LSA。
类型 2 （Network Link）
只有在选举DR/BDR的网络类型中才会产生，并却只有DR产生。
类型 3 （Summary Link）
类型3的LSA就是将一个区域的LSA发向另一个区域时的汇总和简化，ABR其实就是将LSA 1汇总和简化，变成LSA 3后再发到另一个区域的。
类型 4 （ASBR Summary Link）
ABR产生，主要告诉其它区域如何前往ASBR，泛洪范围ABR连接的其他区域
类型 5 （External Link）
ASBR产生，用于通告前往自治域系统外部的路由，并传遍整个ospf自主系统，泛洪范围整个自治域
类型 7 （NSSA Link）
NSSA将外部路由重分布进OSPF时，路由信息使用类型7来表示，LSA 7由NSSA区域的ASBR产生，LSA 7也只能在NSSA区域内传递，如果要传递到NSSA之外的其它区域，需要同时连接NSSA与其它区域的ABR将LSA 7 转变成LSA 5后再转发。
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