开放实验一 开放式最短路径优先协议OSPF
开放式最短路径优先协议(OSPF) (2)
点到点式网络
在点到点链路中一般采用PPP或者HDLC的封装格式，OSPF自动 在点到点链路中一般采用PPP或者HDLC的封装格式，OSPF自动 检测接口类型，并且不需要进行DR/BDR的选举。 检测接口类型，并且不需要进行DR/BDR的选举。 在点到点模型中，既没有DR也没有BDR，直接相连的路由器形成 在点到点模型中，既没有DR也没有BDR，直接相连的路由器形成 邻接。 每个点到点链路要求一个分开的子网。 Hello记时器为10秒，dead间隔为40秒，等待间隔为40秒。 Hello记时器为10秒，dead间隔为40秒，等待间隔为40秒。
OSPF运行的模式
Point-to-multipoint nonbroadcast：如果VC中多播和广播能力没有 启用的话就不能使用point-to-multipoint模式，也路由器没办法多播 Hello包，邻居必须人工指定，不需选举DR/BDR。 Point-to-point：一个子网，不选举DR/BDR，当只有2个路由器的 接口要形成邻接关系的时候才使用，接口可以为LAN或WAN接口 。
帧中继拓扑
星型（Star/hub-and-spoke）：最常见的帧中继网络拓扑，代价最 星型（Star/hub-and-spoke）：最常见的帧中继网络拓扑，代价最 小。 全互连（Full-mesh）：冗余，但是代价大。在这样的环境中计算 全互连（Full-mesh）：冗余，但是代价大。在这样的环境中计算 VC的数量。使用n(n-1)/2的公式，n为网络中的节点数。 VC的数量。使用n(n-1)/2的公式，n 部分互连（Partial-mesh）：前两种的折中方案。 部分互连（Partial-mesh）：前两种的折中方案。
非广播式网络
NBMA网络比如帧中继,ATM和X.25，没有广播的能力。 NBMA网络比如帧中继,ATM和X.25，没有广播的能力。 有了非广播式模型， DR和BDR被选出，并且所有路由器与它们形 DR和BDR被选出，并且所有路由器与它们形 成邻接，这个联盟实现了优化扩散，因为所有LSA被送到DR，同 成邻接，这个联盟实现了优化扩散，因为所有LSA被送到DR，同 时DR将它们扩散到网络中每一个单独的路由器上。 DR将它们扩散到网络中每一个单独的路由器上。 因为广播式性能的缺陷，必须定义邻居来使用邻居命令。 所有路由器在同一个子网。 与广播式模型相同，也要选出DR，必须注意确认DR与所有的路由 与广播式模型相同，也要选出DR，必须注意确认DR与所有的路由 器有逻辑连接。 Hello记时器是30秒，终结间隔是120秒，等待间隔是120秒。 Hello记时器是30秒，终结间隔是120秒，等待间隔是120秒。
ospf是什么协议
ospf是什么协议OSPF是一种开放最短路径优先（Open Shortest Path First）协议，是一种用于路由选择的链路状态协议。
它是一种基于链路状态的路由选择协议，用于在自治系统内部进行路由选择。
OSPF协议是一个开放的协议，它采用了开放的标准，可以在不同厂家的路由器之间进行通信，这使得OSPF成为了一个非常流行的路由协议。
OSPF协议的工作原理是通过交换链路状态信息来计算最短路径，然后根据最短路径来进行路由选择。
在OSPF网络中，每个路由器都会维护一个链路状态数据库（Link State Database），这个数据库记录了整个网络的拓扑结构信息。
每个路由器都会定期向相邻的路由器发送链路状态更新信息，通过这些更新信息，每个路由器都能够了解整个网络的拓扑结构。
在OSPF网络中，每个路由器都会根据链路状态数据库来计算最短路径树，然后根据最短路径树来进行路由选择。
这样就能够保证数据包能够以最短的路径传输，从而提高网络的传输效率。
另外，OSPF协议还支持VLSM（Variable Length Subnet Masking）和CIDR（Classless Inter-Domain Routing）等技术，这些技术能够更加灵活地进行地址分配和路由聚合，从而更好地利用IP地址空间和减少路由表的大小。
OSPF协议的特点有以下几点：1. 高效的路由选择算法，OSPF协议采用了Dijkstra算法来计算最短路径，这是一种非常高效的路由选择算法，能够保证网络中的数据包能够以最短的路径传输。
2. 支持VLSM和CIDR，OSPF协议支持VLSM和CIDR等技术，这些技术能够更加灵活地进行地址分配和路由聚合，从而更好地利用IP地址空间和减少路由表的大小。
3. 支持多种链路类型，OSPF协议支持多种链路类型，包括点对点链路、广播链路、非广播多点链路和虚拟链路等，这使得OSPF能够适应不同类型的网络环境。
4. 支持安全认证，OSPF协议支持对路由器之间的邻居关系进行安全认证，这样就能够防止恶意的路由器加入网络，保证网络的安全性。
计算机网络 最短路径优先协议(OSPF)
计算机网络最短路径优先协议（OSPF）开放式最短路径优先协议（Open Shortest Path First，OSPF）是另一种使用较为广泛的内部网关协议。
它是一种链路状态路由选择协议，其实现过程比RIP协议复杂，但其更新过程收敛较快，适合在大型自治系统中使用。
OSPF协议的基本原理是：在自治系统中每一台运行OSPF协议的路由器都维护着一个链路状态数据库，并通过洪泛算法在整个系统中广播自己的链路状态信息，使得在整个系统内部维护一个同步的链路状态数据库。
根据链路状态数据库，路由器能够计算出以自己为根，其他网络节点为叶的一根最短路径树，从而得到自己到达系统内部各网络的路由表。
OSPF协议不再使用UDP数据报来传送报文，而是直接使用IP数据报来传送报文，并且这种数据报很短，能够减少路由信息的通信量。
如图4-12所示，为OSPF报文的报头格式。
图4-12 OSPF报文报头格式在OSPF报文的报头中，版本字段指出了协议的版本号，类型字段指示报文的类型，源路由器IP地址字段给出了发送地址，域标识符字段指出了32位的域标识号，而鉴别类型字段说明了所使用的鉴别机制。
其中，OSPF报文的类型主要包括五种，如表4-5所示。
在OSPF协议中，每两个相邻路由器每隔10秒要交换一次Hello报文。
通过Hello报文来确定相邻站是否可以到达，因为只有可达相邻站的链路状态信息才能够存入链路状态数据库，并由此计算出路由表。
在正常情况下，网络中传送的绝大数OSPF报文都是Hello报文，如果在40秒内没有收到某个相邻路由器发来的Hello报文，则可认为该相邻路由器是不可达的，应立即修改链路状态数据库，并重新计算路由表。
在OSPF报文类型中，除了Hello报文以外，其他四种报文都是用来进行链路状态数据库的同步。
当一个运行OSPF协议的路由器开始工作时，它只能通过Hello报文获得与其相邻的工作路由器，以及将数据发送相邻路由器所需的费用。
OSPF协议开放最短路径优先路由协议详解
OSPF协议开放最短路径优先路由协议详解OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放的链路状态路由协议，广泛用于大型企业网络和互联网中。
它采用了最短路径优先策略，通过计算路由器之间的链路成本来选择最优的路径，以实现数据在网络中的快速传输。
一、OSPF协议的基本概念与特点1. 链路状态路由协议OSPF是一种链路状态路由协议，它通过交换链路状态信息，即路由器之间的网络拓扑信息，来计算最短路径。
每个路由器都会构建一个拓扑数据库，记录网络中的所有链路和节点信息。
2. 开放的协议OSPF是一种开放的协议，意味着它的协议规范是公开的，任何厂商和组织都可以基于这个协议进行实现和部署。
这为网络设备的互操作性和标准化提供了便利。
3. 分层体系结构OSPF协议采用了分层的体系结构，将整个网络分为区域（Area）、区域边界路由器（Area Border Router，ABR）和自治系统边界路由器（Autonomous System Boundary Router，ASBR）。
通过在不同的层次中交换信息，提高了网络的可扩展性和管理性。
4. 成本度量OSPF协议中，每条链路都有一个与之相关的成本，成本越低表示链路质量越好。
路由器通过比较链路的成本来选择最优路径，这样可以使得数据传输的延时和带宽利用率达到最优。
5. 动态更新和适应性OSPF协议支持动态更新，当网络拓扑发生变化时，路由器可以自动更新拓扑数据库，并重新计算最短路径。
这种自适应的特性使得OSPF协议能够应对网络的变化和故障，保证网络的稳定性和可用性。
二、OSPF协议的工作原理1. 邻居发现与状态交换在OSPF协议中，路由器首先要通过Hello消息来发现相邻路由器，并建立邻居关系。
一旦建立了邻居关系，路由器之间就可以交换链路状态信息，在数据库中记录邻居路由器的信息。
2. 构建拓扑数据库每个OSPF路由器都会根据收到的链路状态信息构建拓扑数据库。
开放最短路径优先协议(OSPFv2)
3. Router ID（ospf 区域内路由器的唯一标示） Ospf 路由器 ID 的三种选择方法： 使用命令 router-id 来配置路由器的 router id 取 loopback 口中的最大值 如果以上两项都没有，取物理口中的最大值（无论此接口有没有运行 ospf 协议） 注：在实际环境中建议选用 loopback 口作为路由器 id 的选择方法。
15. Ospf cost Ospf 使用接口的带宽计算 metric，以 10 Mbit/s 的接口为例： 将 10 Mbit/s 换算成 bit，为 10 000 000，然后用 100000000 除以带宽，得到 100000000/10 000 000=10,及在 ospf 中，10Mbit/s 链路的 metric 为 10.
OSPF协议开放最短路径优先协议的解析
OSPF协议开放最短路径优先协议的解析OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放的、链路状态型的最短路径优先（Shortest Path First，SPF）路由协议，常用于互联网中的内部网关路由（Interior Gateway Protocol，IGP）。
OSPF协议通过构建网络拓扑图，计算出最短路径，进而实现数据包的转发。
一、OSPF协议的基本原理OSPF协议基于Dijkstra算法，通过收集邻居路由器交换的链路状态信息（Link State Information，LSA），构建一个网络拓扑图。
该拓扑图包括路由器、链路状态和链路开销等信息。
路由器之间通过邻居发现、邻居关系建立和链路状态数据库同步等过程，形成一个集中式的拓扑图。
然后，利用拓扑图计算最短路径，为每个目的地生成路由表。
二、OSPF协议的特点1. 开放性与智能性：OSPF协议是开放的，可以与其他厂商的设备进行互通；同时，它具备智能选择路径和负载均衡的能力。
2. 分层设计：OSPF协议可以将网络划分成不同的区域（Area），每个区域内部通过特定方式形成链路状态数据库，减少了整个网络中LSA的数量，提高了计算效率。
3. 动态路由：OSPF协议具备动态路由的能力，能够根据网络的变化自动修正路由表，实现快速的收敛。
4. 适用于大规模网络：由于OSPF协议使用链路状态信息，仅仅维护邻居路由器的链路状态数据库，而不是整个网络的路由表，所以适用于庞大的网络环境。
5. 支持VLSM和CIDR：OSPF协议支持可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM）和无类别域间路由选择（Classless Inter-Domain Routing，CIDR），可以更有效地利用IP地址空间。
三、OSPF协议的工作流程1. 邻居发现：OSPF协议通过邻居发现过程，获取与自己直接相连的邻居路由器信息。
RCCP_开放式最短路径优先协议(OSPF)
Show ip router
课程议题
OSPF的基本配置
OSPF基本配置
Router(config)#
router ospf process-id 创建OSPF路由进程
课程议题
OSPF报文类型
OSPF报文
OSPF报文是由多重封装 构成的，封装在IP头部内 的是5种OSPF报文类型 中的一种，每一种报文类
型都是由一个OSPF报文
头部开始，这个OSPF报 文头部对于所有的报文类
型都是相同的。
OSPF报文（续）
OSPF有5种分组类型
Hello 数据库描述（DBD） 链路状态请求（LSR） LSU LSAck
课程议题
链路状态路由协议的特点
链路状态路由协议特征
对网络发生的变化能够快速响应。
当网络发生变化的时候发送触发式更新（triggered update）。
发送周期性更新（链路状态刷新），间隔时间为30分钟。
链路状态数据结构
邻居表（neighbor table）：
也叫adjacency database。存储了邻居路由器的信息，如果一个OSPF路 由器和它的邻居路由器失去联系，在几秒中的时间内，它会标记所有到 达那条路由均为无效并且重新计算到达目标网络的路径。
点是配置较为简便 point-to-multipoint nonbroadcast
broadcast
point-to-point
OSPF运行的模式
பைடு நூலகம்
Broadcast:：使得WAN接口看上去像LAN接口，一个IP子网，多播 hello包自动发现邻居，选举DR/BDR，要求网络全互连。 Nonbroadcast（NBMA）：一个IP子网，邻居手工指定，选举
内部网管协议 开放最短路径优先 OSPF
首先，你得跟你周围癿人（同一网段如129.102） 建立基本联系。你大叨一声“我在这！”(发HELLO报 文),二是，周围癿人知道你癿存在，他们也会大叨，这 样你知道周围大概有哪些人，你不他们乊间建立了邻居 (neighbor)关系，当然，他们乊间也有邻居关系。
第8 页
OSPF
2
正文 . 第事章
第5 页
OSPF概述
4
OSPF分组类型
正文 . 第一章
问候(Hello)
OSPF分组类型
数据库描述(Database Description) 链路状态请求(Link State Request)
链路状态更新(Link State Update)
链路状态确认(Link State Acknowledgment)
在你们这一群人中，最有威望(Priority优先级)癿人 会被推荐为首领（Designated Router）首领不你乊间 是上下级关系(adjacency邻接)，它会不你建立单线联 系，而丌许你不其它邻居有过多亝往，他会说：“那样 做癿话，街上太挤了”。
Step 2
你叧好通过首领来知道更多癿消息了，首先，你们 互通消息，他告诉你他知道癿所有地图癿地名，你也会 告诉他你现知道癿地名，当然上也许叧有你一个点。 (Database Description数据库描述报文)
第9 页
OSPF
2
正文 . 第事章
你发现地名表中有你缺少癿戒比你新癿东西，你会 问他要一仹更详细癿资料，他发现你癿地名表中有他需 要癿东西，他也会吐你索求新资料。(Link State Request连接状态请求报文) 当然，你们毫丌犹豫地将一仹详细资料发送给对斱。 (Link State Update连接状态升级报文)
开放式最短路径优先路由协议OSPF 配置实验报告
%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/1/1, changed state to up
Router(config-if)#exit
Router(config)#route ospf 1
Router(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
Router(config-if)#route ospf 1//启用OSPF协议，ID号为1
Router(config-router)#network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0//发布网络
Router(config-router)#network 172.16.0.0 0.0.0.255 area 0
Router>enable
Router#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router(config)#interface FastEthernet0/0
Router(config-if)#ip address 172.18.0.1 255.255.255.0
Router(config-router)#network 192.168.1.
00:13:29: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 192.168.1.1 on Serial0/1/0 from LOADING to
FULL, Loading Done0 0.0.0.255 area 0
Router(config-if)#ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
OSPF协议开放最短路径优先路由协议的工作原理
OSPF协议开放最短路径优先路由协议的工作原理OSPF（Open Shortest Path First）是一个开放的最短路径优先（Shortest Path First，SPF）路由协议，用于在计算机网络中的路由器之间交换路由信息，并根据网络拓扑和链路状态计算出最短路径。
本文将介绍OSPF协议的工作原理。
一、OSPF协议的基本概念OSPF协议是一种链路状态路由协议，它通过交换链路状态更新，实现了动态路由的建立和维护。
其基本概念包括以下几点：1. 邻居关系：OSPF路由器之间可以通过邻居关系来交换链路状态信息。
为了建立邻居关系，路由器之间会通过Hello消息进行邻居发现，并利用数据库同步消息来传递链路状态信息。
2. 路由器ID：每个OSPF路由器都会有一个唯一的路由器ID （Router ID），用于标识自己。
OSPF协议使用路由器ID来区分不同的路由器，并在路由计算中使用。
3. 链路状态数据库：OSPF路由器通过链路状态数据库（Link State Database）存储网络中的拓扑信息。
数据库中包括了网络的拓扑结构、链路状态和路由器的邻居信息等。
4. 最短路径优先：OSPF协议使用Dijkstra算法来计算最短路径。
在链路状态数据库的基础上，每个路由器都可以计算出到达目的网络的最短路径，并将该路径作为它的路由表。
二、OSPF协议的路由计算过程OSPF协议的路由计算过程主要包括链路状态更新和最短路径计算两个步骤。
1. 链路状态更新OSPF路由器会周期性地向邻居路由器发送Hello消息，以检测邻居的连通性。
邻居之间可以通过Hello消息交换各自的链路状态信息，包括链路的开销、状态等。
当一个路由器接收到链路状态更新消息后，会更新自己的链路状态数据库。
2. 最短路径计算在链路状态数据库中，每个路由器都有一个完整的网络拓扑图。
路由器通过Dijkstra算法计算出最短路径树，并将其用作自己的路由表。
最短路径树是一棵根节点为自身的树，每个节点都表示到达网络的最短路径。
OSPF协议
○开放最短路径优先OSPF○一、开放最短路径优先基础⏹开放最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）是一个开放标准的路由选择协议，它被各种网络开发商所广泛使用，它通过使用Dijkstra（是典型最短路算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。
主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。
Dijkstra算法能得出最短路径的最优解，但由于它遍历计算的节点很多，所以效率低。
）算法来工作的。
○二,OSPF具有下列特性：○由地区和自治系统组成。
○最小化的路由更新的流量。
○允许可缩放性。
○支持VLSM/CIDR。
○拥有不受限的跳计数。
○允许多销售商的设备集成（开放的标准）。
○收敛快，带宽占用少，支持VLSM & CIDR。
○链路状态路由协议。
○被IP 直接封装，IP 协议号89○10，224.0.0.5 确224.0.0.6○三，OSPF创建为层次结构的原因包括：⏹减少路由选择的开销。
⏹加速会聚。
⏹用单一的网络地区来缩小网络的不稳定性。
○4，为什么要多区域？○每个（OSPF）路由器要求都有完全相同的LSDB，这样导致LSA 的洪泛造成设备、协议压力过大。
把一个大的OSPF 网络划分成若干个小的相互独立的OSPF 区域。
通过区域的划分可以控制LSA 的不必要洪泛。
○2. 多区域的问题及解决方案：区域间的通讯由A0（骨干区域）来完成，要求所有区域都和A0 相连，每个区域把区域内拓扑通告给A0，再由A0 分发给其他区域，每个OSPF 进程只能有一个A0，保证其健壮性○3.路由器分类：○内部路由器：一个Router 的所有接口都在同一区域内，一个区域内所有内部Router 的LSDB 完全相同，○区域边界路由器（ABR）：接口分属于两个或两个以上的区域，并且至少有一个接口属于A0，，作用：控制区域内LSA 的洪泛；区域间拓扑信息的可控洪泛，ABR 针对每个区域单独维护LSDB○骨干路由器：至少有一个接口属于A0○自治系统边界路由器（ASBR）：通过重发布引入外界路由的路由器，负责沟通OSPF 网络与非OSPF 网络之间的路由传递○五、多区域OSPF○4. LSA 的类型，为了控制LSA，由不同的路由器产生不同的LSA◆区域内路由○目标网络在同一个区域内（“O”），○路由器LSA1：每个OSPF Router 都会针对自己所在的区域内生成一个LSA1用来描述接口状态，邻接关系，身份信息○网络类型LSA2：由DR 产生，描述所在的多路访问网络及所属的路由器。
【干货】走进OSPF（开放最短路径优先）
【干货】走进OSPF（开放最短路径优先）OSPF简介动态路由协议就是为了传递路由，RIP动态路由协议，具有传递效率低，选路效果差。
这时候网络设备的始祖cisco推出了自己的私有协议IGRP协议（也就是EIGRP的前身），IGRP加强选路的效果，使IGRP不会出现次优的选路，但IGRP是通过计时更新，效率低。
之后思科推出了EIGRP，修复了IGRP的缺点，变为状态触发更新。
明显存在问题的RIP，其他厂商没法选择EIGRP，这时候的OSPF就出现了，所有的厂商都能使用。
OSPF（开放式最短路径优先）属于链路状态路由协议。
动态协议类型ospf数据包类型hello包hello主要的功能是协商参数，ospf建立邻居关系，通俗点就是打招呼，协商基本参数，其中包括如下在正常情况area id一致和hello包时间一致就可以建立ospf邻居。
但如果两端配置的掩码不一致，在broacdcast网络中不能建立邻居，改为point-to-point掩码不一致也能建立邻居；抓包如下dbd包 dbd发送链路状态数据的描述，通俗点就是简介信息LSR包接收完DBD包后，请求对方更新的包LSU包发送对端请求的LSU包（LSA信息包含在LSU中）LSACK包发送确认对端发送的LSU信息，已接收到。
OSPF的几种状态通俗点描述：1. down几台设备都不知道对方。
（这时未发送hello包）2. init已经知道对方信息。
（这时只是知道对方有发送信息，还未完全接纳对方）3. two way已经完全知道对方的信息（一个班上应该选一个班长统一发送信息）4. exstart几个人谁先开始发送（选举一个先开口的）5. exchange发送自己的简介信息（简介信息）6. loading简介的信息中有感兴趣的发起请求，对方回应请求，然后在确认已经接受到的包。
7. full进入稳定状态。
（发送hello包维持邻居关系）LSA信息LSA1+LSA2在同个区域内传递计算出本区域的路由（LSA1负责标记设备位置，LSA2负责传递网段信息）LSA3在ABR上生成，将前面区域的LSA1和LSA2生成LSA3，其他区域进行计算时候LSA3+LSA1计算出路由LSA5+LSA1对外部路由进行计算LSA5+LSA4当LSA5经过ABR过滤LSA1的时候生成LSA4替代LSA1的功能LSA7+LSA1在同个区域内进行传递的时候，计算出LSA7的网段LSA7+FA地址当经过ABR设备的时候过滤了LSA1，这时生成FA地址标记初始的ASBR位置；特殊区域未完。
OSPF协议开放最短路径优先协议的解析
OSPF协议开放最短路径优先协议的解析OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放的最短路径优先路由协议，它是目前广泛应用于互联网和企业网络中的动态路由协议之一。
通过OSPF协议，网络中的路由器能够自动学习并选择与目标地址之间最短路径，以实现数据的快速传输和网络的高效运行。
OSPF协议采用Dijkstra算法来计算最短路径。
而Dijkstra算法是一种用于在加权图中找到最短路径的经典算法。
在OSPF协议中，网络被抽象成一个拓扑图，其中每个路由器作为图中的一个节点，而链路作为图中的一条边。
每条链路都有一个权重，可以表示链路的带宽、延迟或其他度量指标。
路由器通过交换链路状态信息（Link State Advertisement，简称LSA）来建立和维护网络的拓扑图。
在OSPF协议中，每个路由器都会计算到达目标地址的最短路径。
计算的过程中，路由器会与相邻的路由器交换链路状态信息，并根据接收到的信息构建网络的拓扑图。
一旦所有路由器都计算完毕，每个路由器就可以为网络中的每个目标地址选择最短路径。
OSPF协议具有如下特点：1. 开放性：OSPF协议是一种开放标准，由Internet工程任务组（IETF）制定，并广泛应用于各种厂商的路由器设备中。
这意味着不同厂商的路由器可以通过OSPF协议互相通信和交换路由信息。
2. 基于链路状态：OSPF协议采用基于链路状态的路由选择算法。
在计算最短路径时，每个路由器都有完整的网络拓扑图，并且根据链路的权重计算最优路径。
这种方式可以避免计算复杂度高和资源消耗大的问题。
3. 分层结构：OSPF协议将网络划分为不同的区域（Area），每个区域内部的路由器都有相同的区域标识。
每个区域内部的路由器只需了解自己区域的拓扑信息，而不需要了解整个网络的拓扑信息，从而降低了计算和维护的复杂性。
4. 支持VLSM（Variable Length Subnet Masking）：OSPF协议支持VLSM，即可变长子网掩码。
7.开放最短路径优先协议OSPF
7.开放最短路径优先协议OSPF
开放最短路径优先协议OSPF
开放最短路径优先协议（Open Shortest Path First，OSPF）是典型的链路状态路由协议，是目前因特网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。
它的主要特点有：
① OSPF用链路状态评价和选择路由，它包括费用、距离、时延、带宽等因素，所以它的评价更合理，设置更灵活。
② OSPF用区域划分网络，使网络便于管理和扩容，也使OSPF可用于规模很大的网络。
③ OSPF协议不需要频繁更新路由表，只有当网络拓扑发生变化时（发现了新的邻居），才会刷新路由表。
OSPF区域的划分：
为了应用于规模很大的网络，OSPF将一个自治系统划分为若干个区域，每个区域都运行自己的OSPF链路状态算法，这样区域内部的路由器都只需要关心自己区域中各路由器的状态信息，提高了路由效率。
在自治系统中必须有一个区域被配置成主干区域，它的标识为0，称为区域0。
主干区域用于连通各个下层区域，并且负责与其它自治系统相连。
在非主干区域中，有一个路由器既属于主干区域，又属于非主干区域，这个路由器称为区域边界路由器；其它路由器称为内部路由器。
区域内部路由器可通过区域边界路由器和其它区域的网络进行通信，还可通过与其它自治系统相连的边界路由器和其它自治系统的网络进行通信。
区域的标识用32位二进制数表示，可以用十进制数值表示，也可以用点分十进制形式表示。
OSPF路由协议
OSPF路由协议OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放式最短路径优先（Open Shortest Path First）的路由协议，主要用于在IP网络中动态地选择最短路径。
OSPF是一种链路状态路由协议，它基于每个路由器的链路状态信息，通过计算最短路径来为数据包提供最优的路由。
OSPF在计算最短路径时使用了Dijkstra算法，该算法能够找到网络中最短路径的最优解。
它通过收集和交换链路状态信息（LSA，Link State Advertisement）来构建网络拓扑图，并将其存储在路由器的链路状态数据库（LSDB）中。
每个节点根据这个拓扑图计算出自己到其他节点的最短路径，并将该信息广播给其他节点。
在OSPF中，每个节点都有一个唯一的标识符，叫作路由器ID（Router ID）。
这个标识符通常是一个32位的IP地址，用来标识网络中的一个路由器。
每个节点都会定期发送一个Hello消息，来建立和维护与其他节点的邻居关系。
节点之间通过链路状态请求（LSR）和链路状态更新（LSU）消息来交换链路状态信息。
一旦邻居关系建立，节点就可以通过链路状态通告（LSA）消息来告知其他节点自己所知道的链路状态。
OSPF通过计算路由器到达目标网络的最短路径，从而为数据包选择最优的路由。
它使用了一个称为SPF（Shortest Path First）的算法来计算最短路径。
这个算法根据链路的代价（通常是带宽）来判断最短路径。
一旦最短路径计算完成，路由器会将更新发送给其他路由器，以便它们更新自己的路由表。
OSPF提供了一些特性来优化网络的性能和可靠性。
例如，它支持多路径负载分担，可以将数据流量在多条路径上均匀分布，提高网络的吞吐量。
此外，OSPF还支持网络分级，可以将网络划分为多个区域，减少路由表的规模，提高整体的性能。
总之，OSPF是一种高效的路由协议，适用于大规模的复杂网络环境。
它能够根据网络的拓扑信息计算最短路径，并为数据包选择最优的路由。
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实验十七路由协议-2：开放式最短路径优先协议OSPF
练习一：分析OSPF报文，理解OSPF工作过程
步骤4：
在命令行下使用“netsh routing ip show rtmroutes”，分析主机B和主机E的路由表条目。
主机B的路由表中除了具有172.16.0.0和192.168.0.0网络信息外，还具有172.16.1.0网络信息。
主机E的路由表中除了具有172.16.1.0和192.168.0.0网络信息外，还具有172.16.0.0网络信息。
步骤5:
A:
1、Hello报文的作用是什么？
发现及维持邻居关系，选举DR、BDR。
2、路由器间的邻接关系是怎样建立的？
所谓“邻接关系”（Adjacency）是指OSPF路由器以交换路由信息为目的，在所选择的相邻路由器之间建立的一种关系。
路由器首先发送拥有自身ID信息（Loopback端口或最大的IP地址）的Hello报文。
与之相邻的路由器如果收到这个Hello报文，就将这个报文内的ID信息加入到自己的Hello报文内。
如果路由器的某端口收到从其他路由器发送的含有自身ID信息的Hello报文，则它根据该端口所在网络类型确定是否可以建立邻接关系。
3、指定路由器(DR)、备份指定路由器(BDR)是怎样选举出来的？
不同类型的网络选举DR和BDR的方式不同。
MultiAccess网络支持多个路由器，在这种状况下,OSPF需要建立起作为链路状态和LSA更新的中心节点。
选举利用Hello报文内的ID和优先权(Priority)字段值来确定。
优先权字段值大小从0到255，优先权值最高的路由器成为DR。
如果优先权值大小一样，则ID值最高的路由器选举为DR，优先权值次高的路由器选举为BDR。
优先权值和ID值都可以直接设置。
B:
1、Database Description报文的作用是什么？
描述本地LSDB的情况。
2、路由器间的主从关系是怎样确定的？
Router ID大的为master，小的为servant，Seq只能由master增加。
3、OSPF是通过什么方式确保数据的正确传输？
通过隐式确认（不单独发送确认报文，在正常的数据交互报文中包含确认信息）的方式。
C：Link State Request报文的作用是什么？
向对端请求本端没有或对端更新的LSA。
D：
1、Link State Update报文的作用是什么？向对方更新LSA。
2、该报文是怎样描述其他路由器信息的？通过各个LSA的信息描述的。
（5）Link State Acknowledge报文的作用是什么？
收到LSU报文后，进行确认。
练习二：分析LSA、LSDB，理解LSA的作用
步骤3实验记录：
【思考问题】
1、OSPF使用IP，这样做有何优点？在Database Description报文中，OSPF是通过什
么方式确保数据的正确传输？
OSPF使用自己的规则保证DD报文
的可靠传输，OSPF对于其它报文的可靠性不做特殊要求，因此不必使用TCP等协议，从而增加了性能。
在使用OSPF进行通信的两台路由器上，在DD报文中首先通过选举产生“主/从”
路由器，后继报文使用“主”路由器提供的报文序号开始标识每一个报文，“主”路由器负责更新报文序号（顺次加1），“从”路由器无权更新报文序号（参见实验原理中“OSPF 的工作过程”）。
OSPF是通过这种方式确保数据的正确传输。
2、为什么OSPF报文比RIP报文传播得更快？从人的角度来看，等待3 0秒进行一次
更新不会感到不方便。
然而，路由器和计算机以比人快得多的速度运行。
不得不等上3 0秒进行一次更新才会有很明显的不利结果。
比仅仅等上3 0秒进行一次更新更具破坏性的却是不得不等上1 8 0秒来作废一条路由。
而这只是一台路由器开始进行收
敛所需的时间量。
依赖于互联的路由器个数及它们的拓扑结构，可能需要重复更新才能完全收敛于新拓扑。
R I P路由器收敛速度慢会创造许多机会使得无效路由仍被错误地作为有效路由进行广播。
显然，这样会降低网络性能。
实验截图：。