OSPF协议基础讲解

OSPF意思是指一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统内决策路由。

OSPF简介

OSPF(Open Shortest Path First，开放最短路径优先)是 IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议。目前针对 IPv4 协议使用的是OSPF Version 2。

OSPF的特点

OSPF 具有如下特点：(1)适应范围广：支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。(2)快速收敛：在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。(3)无自环：由于 OSPF 根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法本身保证了不会生成自环路由。(4)区域划分：允许自治系统的网络被划分成区域来管理。路由器链路状态数据库的减小降低了内存的消耗和 CPU 的负担;区域间传送路由信息的减少降低了网络带宽的占用。(5)等价路由：支持到同一目的地址的多条等价路由。(6)路由分级：使用 4 类不同的路由，按优先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。(7)支持验证：支持基于区域和接口的报文验证，以保证报文交互和路由计算的安全性。(8)组播发送：在某些类型的链路上以组播地址发送协议报文，减少对其他设备的干扰。

OSPF报文类型

OSPF 协议报文直接封装为 IP 报文，协议号为 89。OSPF 有五种类型的协议报文：(1)Hello 报文：周期性发送，用来发现和维持 OSPF 邻居关系，以及进行 DR(DesignatedRouter，指定路由器)/BDR(Backup Designated Router，备份指定路由器)的选举。(2)DD(Database Description，数据库描述)报文：描述了本地 LSDB(Link State DataBase，链路状态数据库)中每一条 LSA(Link State Advertisement，链路状态通告)的摘要信息，用于两台路由器进行数据库同步。(3)LSR(Link State Request，链路状态请求)报文：向对方请求所需的 LSA。两台路由器互相交换 DD 报文之后，得知对端的路由器有哪些 LSA 是本地的 LSDB 所缺少的，这时需要发送LSR 报文向对方请求所需的 LSA。(4)LSU(Link State Update，链路状态更新)报文：向对方发送其所需要的 LSA。(5)LSAck(Link State Acknowledgment，链路状态确认)报文：用来对收到的 LSA 进行确认。

LSA类型

OSPF 中对链路状态信息的描述都是封装在 LSA 中发布出去，常用的 LSA 有以下几种类型：(1)Router LSA(Type-1)：由每个路由器产生，描述路由器的链路状态和开销，在其始发的区域内传播。(2)Network LSA(Type-2)：由 DR 产生，描述本网段所有路由器的链路状态，在其始发的区域内传播。(3)Network Summary LSA(Type-3)：由 ABR(Area Border Router，区域边界路由器)产生，描述区域内某个网段的路由，并通告给其他区域。(4)ASBR Summary LSA(Type-4)：由 ABR 产生，描述到 ASBR(Autonomous SystemBoundary Router，自治系统边界路由器)的路由，通告给相关区域。(5)AS External LSA(Type-5)：由 ASBR 产生，描述到 AS(Autonomous System，自治系统)外部的路由，通告到所有的区域(除了 Stub 区域和 NSSA 区域)。(6)NSSA External LSA(Type-7)：由 NSSA(Not-So-Stubby Area)区域内的 ASBR 产生，描述到 AS 外部的路由，仅在 NSSA 区域内传播。(7)Opaque LSA：用于 OSPF 的扩展通用机制，目前有 Type-9、Type-10 和 Type-11 三种。其中，Type-9 LSA 仅在本地链路范围进行泛洪，用于支持 GR(Graceful Restart，平滑重启)的 Grace LSA 就是 Type-9 的一种类型;Type-10 LSA 仅在区域范围进行泛洪，用于支持MPLS TE 的 LSA 就是 Type-10 的一种类型;Type-11 LSA 可以在一个自治系统范围进行泛洪。