OSPF协议

OSPF协议
OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先）是⼀个内部⽹关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），⽤于在单⼀⾃治系统（autonomous system,AS）内决策路由。

是对链路状态路由协议的⼀种实现，⾪属内部⽹关协议（IGP），故运作于⾃治系统内部。

RID
RID（Router ID）为路由器ID标识，作为识别路由器的⾝份凭证，区域内的RID必须唯⼀，冲突会造成邻居关系⽆法形成。

OFPS中RID默认为⾃动⽣成，遵循⾃动选举规则：
（1）逻辑⼝优先，数字⼤优先
（2）物理⼝数字⼤优先
RID⼀旦选取出来就是⼀个稳定的状态，重新配置会⾃动选取RID，实际应⽤中不推荐使⽤⾃动选取。

⼿动指定RID⼀般指定为loopback0的地址，设置⽅法如下： Router-id 1.1.1.1
DR和BDR
DR为指定路由器，BDR为备份指定路由器,DR和BDR的存在是为了减轻路由器负担，减少邻接关系
区域中路由器共分三个⾓⾊：DR（⼀个）、BDR（⼀个）、DRother（⼀个或多个）
他们之间的关系为：
DR和BDR：邻接
DR/BDR和DRother：邻接
DRother和DRohter：邻居
选举DR、BDR规则：
（1）⽐较接⼝优先级（⼤），默认为1，范围0-255
（2）⽐较RID（⼤）
若将接⼝优先级设为0，则不参与DR/BDR的选举，只能成为DRohter
DR⼀旦选举出来也是⼀个稳定状态
⼯作原理
OSPF的简单说就是两个相邻的路由器通过发报⽂的形式成为邻居关系，邻居再相互发送链路状态信息形成邻接关系，之后各⾃根据最短路径算法算出路由，放在OSPF路由表，OSPF路由与其他路由⽐较后优的加⼊全局路由表。

整个过程使⽤了五种报⽂、三个阶段、四张表。

五种报⽂
Hello报⽂：建⽴并维护邻居关系。

DBD报⽂(Database Description)：发送链路状态头部信息。

LSR报⽂(Link-state Request)：把从DBD中找出需要的链路状态头部信息传给邻居，请求完整信息。

LSU报⽂(Link-state Updata)：将LSR请求的头部信息对应的完整信息发给邻居。

LSACK(Link-state Acknowledge):收到LSU报⽂后确认该报⽂。

三个阶段
邻居发现：通过发送Hello报⽂形成邻居关系。

路由通告：邻居间发送链路状态信息形成邻接关系。

路由计算：根据最短路径算法算出路由表。

四张表
邻居表：主要记录形成邻居关系路由器。

链路状态数据库：记录链路状态信息。

OSPF路由表：通过链路状态数据库得出。

全局路由表：OSPF路由与其他⽐较得出。

⼯作流程
OSPF协议启动的第⼀步就是先要确定邻居关系，才能有之后的路由交换。

邻居关系建⽴遵循四要素：
(1)RId不能冲突
(2)在hello/dead时间间隔内——hello：10 dead：40s
(3)区域号两端要⼀致
(4)认证要⼀致
当两个路由器通过直连线连接时，⼀个路由器会先发出⼀个hello包，hello包中包含⾃⾝路由id（RID）和⼀些简单信息，如下图所⽰
RouterA先发送⼀个hello包报告⾃⾝RID，RouterB接收到A发来的hello包后返回⼀个附带⾃⾝RID的hello包，A接收到后，两路由器便建⽴起了邻居关系。

两个路由器建⽴起邻居关系后，便由DR\BDR选举规则选举出DR和BDR，或⼿动设定出DR和BDR。

有了DR后边开始进⾏路由信息的交换。

图中ip为172.16.5.3的路由器被选举为DR，开始交换操作的DBD报⽂由DB统⼀分发给其他路由器，其他路由器接收到DBD报⽂后与⾃⾝链路状态数据库进⾏⽐对，并发送⾃⾝的DBD报⽂信息。

双⽅都返回LSAck后边开始作所需路由条⽬信息的请求和响应，最后完成交换⼯作。

这是两路由器间的数据交互流程，当⼀个路由器接收到LSU包时，具体的处理机制⼜是如何的？
如下图所⽰
⼀个路由器接收到LSU后，会先查看此LSU包携带的信息是否存在于⾃⼰的路由表⾥，如果不存在，将其添加到⾃⼰的链路状态数据库中，再向发送LSU的路由器返回LSAck，并通过泛洪的⽅式告知⾃⼰的下级路由。

当路由器发现此LSU已存在，并且于⾃⼰存储的信息⼀致时，会对此LSU包进⾏丢弃，且不做任何回复。

若此LSU已存在但信息不⼀致，若此信息较信，会重复上段所述步骤进⾏信息更新，若此LSU包信息⽐⾃⾝存储信息要旧，则会在全⽹发送较信的LSU信息，实现全⽹同步。