OSPF路由协议
ospf是什么协议
ospf是什么协议OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于路由选择和路径计算。
OSPF主要应用于大型企业、校园网络和互联网服务提供商的路由器之间的通信。
本文将详细介绍OSPF协议的定义、特点和工作原理。
首先，OSPF是一种链路状态路由协议，它基于Dijkstra算法计算路由表。
与距离矢量路由协议相比，链路状态协议提供更准确的路由计算和快速的收敛速度。
OSPF通过交换链路状态数据库（LSDB）来了解网络中所有路由器的链路状态信息。
OSPF协议具有以下主要特点：1. 层级化设计：OSPF将网络划分为不同的区域（Area）。
每个区域都有一个区域边界路由器（ABR）连接到主干区域（Backbone）。
通过将网络划分为多个区域，OSPF可以减少路由器之间的邻居数量，提高网络的可扩展性。
2. 支持多种IP网络：OSPF能够支持IPv4和IPv6网络，使得它适用于当前的网络环境。
3. 动态适应网络拓扑变化：OSPF可以根据网络拓扑的变化进行快速的路由重新计算，以确保数据包在网络中的有效传递。
它支持快速收敛，避免了网络中的路由环路和黑洞问题。
4. 选择最短路径：OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并选择具有最小开销的路径。
它综合考虑路径开销、链路带宽和负载等因素，选择最优路径进行数据包转发。
OSPF协议的工作原理如下：1. 发现邻居关系：OSPF路由器使用Hello消息来发现相邻路由器，并建立邻居关系。
Hello消息包含路由器的加入区域、IP地址等信息。
2. 建立邻居关系：当两个路由器相互检测到Hello消息时，它们将建立邻居关系，并交换链路状态信息。
邻居关系的建立是通过交换协商参数、验证信息来完成的。
3. 构建链路状态数据库（LSDB）：每个OSPF路由器都会保存一个链路状态数据库，其中包含网络中所有路由器的链路状态信息。
这些信息包括链路开销、链路带宽和邻居关系等。
ospf路由协议
Osfp 路由协议1、OSPF协议概述OSPF（Open Short Path First）开放最短路径优先协议，是一种基于链路状态的内部网协议（Interior Gateway Protocol），主要用于规模较大的网络中。
2、OSPF的特点●适应范围广：支持各种规模的网络，最多可支持数百台路由器。
●快速收敛：在网络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被处理。
●无环路由：根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由。
●区域划分：允许自治系统内的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被汇聚，从而减少了占用的网络资源。
●路由分级：使用4类不同的路由，按照优先顺序分别是区域间路由、区域路由、第一类路由、第二类路由。
3、OSPF的基本概念●自治系统（Autonomous System，AS）：为一组路由器使用相同路由协议交换路由信息的路由器。
●路由器ID号：运行OSPF协议的路由器，每一个OSPF进程必须存在自己的Router-ID。
●OSPF邻居：OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文，收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的参数，使双方成为邻居。
●OSPF连接：只有当OSPF路由器双方成功交换DD报文，交换LSA并达到LSDB的同步后，才能形成邻接关系。
4、OSPF路由的计算过程每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告（State Advertisement，LSA），并通过更新报文将LSA发送给网络中的其他OSPF路由器。
每台OSPF路由器都会收到其他路由器通告的LSA，所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库（Link State Database，LSD）。
LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB 则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。
OSPF路由器将LSDB转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。
OSPF路由协议详解
2024/2/18
R1
TWO-WAY
Hello
Hello
R2
Init
TWO-WAY
带有Active Neighbor字段
17
邻接关系的过程
R1
TWO-WAY
Hello
Hello
R2
Init
TWO-WAY
之后如果链路类型为广播网络，则开始DR/BDR的选举 DR/BDR与LSA链路状态上的其他路由器都建立邻接关系后路由器之间才能交换 链路状态信息
2002244//22//188
OSPF术语
• Router-ID • 度量值cost • 链路状态 • OSPF区域 • 邻居与邻接 • DR和BDR
2002244//22//188
邻居表的建立
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拓扑表的建立
2002244//22//188
路由表的建立
• 列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径
DBD Exchange
DBD
25
邻接关系的过程
R1发给R2的第三个DBD报文：
2024/2/18
R1
R2
Exchange
DBD
Excha的过程
R2发给R1的第三个DBD报文：
2024/2/18
R1
Exchange
Loading
R2
DBD Exchange
用来存储路由器在某个ospf接口上发现 的邻居,初始的hello没有该字段。
15
邻接关系的过程
点击打开第一个深红色的包（R2发给R1）：
2024/2/18
R1
R2
Init Hello
OSPF协议详解
OSPF协议详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放式的最短路径优先（SPF）路由协议，它用于在IP网络中确定最佳转发路径。
在本文中，我们将详细介绍OSPF的工作原理、优点、协议特点以及配置方法。
1.工作原理：OSPF使用了链路状态路由算法，这种算法将网络上的每个路由器都视为一个节点（或称为“LSDB数据库中的顶点”），并通过链路状态广播（LSA）协议来交换链路信息。
每个路由器都会维护一个属于自己的图，这个图描述了整个网络的拓扑结构。
当一个链路状态发生变化时（如链路故障或新增链路），路由器会发送链路状态通告（LSA）消息给所有邻居路由器，以便更新其拓扑图。
接收到这些消息的路由器将更新自己的拓扑图，并重新计算到达目标网络的最短路径。
2.优点：（1）快速收敛：OSPF使用链路状态广播信息，并且每个路由器都维护了一个图，这使得当网络发生变化时，只需更新那些受影响的链路即可，从而加快了网络的收敛速度。
（2）支持多种网络类型：OSPF可以用于各种类型的网络，如以太网、FDDI（光纤分布式数据接口）、点对点链路和虚拟链路等。
（3）可划分区域：OSPF网络可以划分成不同的区域，每个区域都有独立的LSDB数据库和SPF计算。
这种分层结构使得OSPF对大型网络的扩展更加容易。
（4）通过区域间的路由聚合减少链路状态交换的开销。
（5）支持VLSM（可变长度子网掩码）：OSPF支持VLSM，可以根据不同的子网掩码长度进行路由。
3.协议特点：（1）基于链路状态：OSPF使用链路状态来计算最佳路径，而不是基于距离向量，这使得OSPF在选择最佳路径时更加准确。
（2）通过区域间的路由聚合减少链路状态交换的开销。
（3）支持分层结构：OSPF支持网络的分层结构，将大型网络划分为多个区域，每个区域都有独立的LSDB数据库和SPF计算。
（4）使用多种类型的LSA：OSPF定义了几种不同的LSA类型（如类型1、类型2、类型3），用于交换链路状态信息和计算最佳路径。
ospf协议
OSPF协议1. 简介OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放的链路状态路由协议，常被用于局域网（LAN）和广域网（WAN）中的内部网关协议（IGP）。
OSPF是基于Dijkstra算法的路由选择协议，它使用链路状态数据库（LSDB）来维护网络拓扑，并通过该拓扑信息计算最短路径。
OSPF具有以下特点：•支持VLSM（可变长子网掩码）：不同子网可以使用不同的子网掩码，提高了IP地址的使用效率。
•支持分级路由：将网络划分为多个区域，降低了路由计算的复杂性。
•支持多路径：可以选择多条等价的路径作为备用路由，提高了网络的可靠性和容错性。
•支持无环路：OSPF使用了反向路径进行回路检测，确保路由没有环路。
2. OSPF网络拓扑OSPF网络拓扑由多个路由器组成，每个路由器都是一个LSDB的边界路由器（ABR）或区域边界路由器（ASBR）。
路由器之间通过链路互连，并通过Hello报文建立邻居关系。
OSPF将网络拓扑划分为多个区域（Area），每个区域由一个区域内部路由器（IR）负责管理。
OSPF区域间通过边界路由器（BR）进行转发，BR将区域内的路由信息汇总为一个摘要路由，然后广播到其他区域。
BR还负责处理区域之间的路由策略。
3. OSPF报文OSPF使用不同类型的报文来实现邻居发现、路由更新和链路状态同步等功能。
常用的报文类型包括：•Hello报文：用于建立邻居关系，确定相邻路由器的状态。
•DBD报文：用于数据库描述，包含路由器的数据库摘要。
•LSR报文：链路状态请求，用于请求邻居路由器的链路状态信息。
•LSU报文：链路状态更新，用于向邻居路由器发送自己的链路状态信息。
•LSAck报文：链路状态确认，用于确认邻居路由器发送的链路状态信息。
4. OSPF路由计算OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，每个路由器通过分析链路状态数据库（LSDB）来计算最短路径树（SPF树）。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于在IP网络中进行路由选择的动态路由协议。
它基于链路状态算法，通过交换链路状态信息来计算最短路径，并维护一个最短路径树，从而实现网络中的路由选择。
一、OSPF协议的概述OSPF是一种开放式协议，它具有以下特点：1. OSPF是基于链路状态的路由协议，每个路由器通过交换链路状态信息来计算最短路径。
2. OSPF支持VLSM（可变长度子网掩码），可以更好地利用IP地址资源。
3. OSPF使用Hello协议来发现邻居路由器，建立邻居关系，并交换链路状态信息。
4. OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并维护一个最短路径树。
5. OSPF支持分层设计，可以将网络划分为不同的区域，减少链路状态信息的交换量。
6. OSPF支持多种路由类型，如内部路由、外部路由、汇总路由等。
二、OSPF协议的工作原理1. 邻居关系建立OSPF使用Hello协议来发现邻居路由器，并建立邻居关系。
路由器通过发送Hello消息来宣告自己的存在，并等待其他路由器的响应。
当两个路由器之间的Hello消息交换成功时，它们就建立了邻居关系。
2. 链路状态信息交换OSPF邻居路由器之间通过交换链路状态信息（LSA）来了解网络拓扑，并计算最短路径。
每个路由器将自己的链路状态信息发送给邻居路由器，邻居路由器将收到的链路状态信息存储在链路状态数据库（LSDB）中。
3. 最短路径计算OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
每个路由器根据收到的链路状态信息，计算出到达目标网络的最短路径，并维护一个最短路径树。
最短路径树由根节点和各个子节点组成，根节点为网络的出口路由器。
4. 路由表生成OSPF根据最短路径树生成路由表，将最短路径信息存储在路由表中。
路由表包含了到达目标网络的下一跳路由器和距离等信息，路由器根据路由表来进行数据转发。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解一、引言OSPF（开放式最短路径优先）是一种用于计算机网络中的链路状态路由协议。
它是一个开放的标准协议，用于在大型IP网络中进行路由选择。
本协议旨在提供高效、稳定和可扩展的路由选择机制。
本文将对OSPF协议进行解析和详解。
二、OSPF协议的基本原理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来构建网络拓扑图，并计算最短路径。
每个路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中包含了整个网络的拓扑信息。
2. 路由器之间的邻居关系OSPF协议通过建立邻居关系来交换链路状态信息。
路由器之间通过Hello消息进行邻居发现，并通过交换数据库描述（DBD）消息来同步链路状态数据库。
一旦邻居关系建立，路由器之间将周期性地交换链路状态更新（LSU）消息。
3. SPF算法OSPF使用SPF（最短路径优先）算法来计算最短路径。
SPF算法基于Dijkstra算法，通过遍历链路状态数据库来确定最短路径。
每个路由器根据自己的链路状态数据库计算出最短路径树，并将其作为路由表的基础。
4. 区域划分为了提高OSPF协议的可扩展性，网络可以被划分为多个区域。
每个区域内部的路由器只维护自己区域的链路状态信息，而不需要了解整个网络的拓扑。
区域之间的边界路由器负责将区域内的路由信息与其他区域交换。
三、OSPF协议的消息格式OSPF协议定义了多种消息类型，用于在路由器之间交换信息。
以下是OSPF 协议中常用的消息类型及其格式：1. Hello消息Hello消息用于邻居发现和建立邻居关系。
它包含了发送Hello消息的路由器的ID、邻居路由器的ID等信息。
2. 数据库描述（DBD）消息DBD消息用于同步链路状态数据库。
它包含了链路状态数据库的摘要信息，如序列号、LSA类型等。
3. 链路状态更新（LSU）消息LSU消息用于交换链路状态信息。
它包含了链路状态数据库中的LSA（链路状态广告）。
OSPF协议概述
OSPF协议概述概述：OSPF（开放最短路径优先）是一种动态路由协议，用于在大型IP网络中选择最佳路径。
它是一个开放的标准协议，由RFC 2328定义，并属于链路状态路由协议之一。
OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并通过链路状态数据库（LSDB）来维护网络拓扑信息。
它支持可扩展性、快速收敛和高度灵活的路由策略。
OSPF协议的特点：1. 基于链路状态：OSPF通过交换链路状态信息来构建网络拓扑图，每个路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中包含了整个网络的拓扑信息。
2. 分层设计：OSPF将网络划分为不同的区域，每个区域内部运行独立的OSPF进程，减少了链路状态信息的传播范围，提高了网络的可扩展性。
3. 支持VLSM：OSPF支持可变长度子网掩码（VLSM），可以更有效地利用IP地址空间。
4. 支持路由聚合：OSPF可以将多个子网聚合成一个较大的网络，减少路由表的规模，提高路由器的性能。
5. 支持多路径：OSPF可以同时使用多条路径传输数据，提高网络的可靠性和负载均衡能力。
6. 快速收敛：OSPF采用了快速收敛机制，当网络拓扑发生变化时，只需更新受影响的路由器，而不是整个网络。
7. 安全性：OSPF支持认证机制，确保路由器之间的通信是安全可靠的。
OSPF协议的工作原理：1. 邻居发现：OSPF路由器通过发送Hello报文来发现相邻路由器，并建立邻居关系。
2. 链路状态广播：每个OSPF路由器将链路状态信息广播给相邻的路由器，以更新LSDB。
3. 最短路径计算：OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径树，选取最佳路径，并更新路由表。
4. 路由表更新：每个OSPF路由器根据LSDB和最短路径树更新自己的路由表。
5. 路由信息交换：OSPF路由器之间周期性地交换路由信息，以保持网络拓扑的一致性。
OSPF协议的应用场景：1. 大型企业网络：OSPF适用于大型企业网络，可以提供高度可靠的路由选择和快速收敛能力。
超详细OSPF路由协议基础课件
05
CATALOGUE
OSPF协议的安全性和可靠性
OSPF协议的安全性保证措施
认证机制
OSPF协议支持明文和加密的认 证方式，通过在OSPF报文中包 含认证信息，确保只有合法的路 由器才能参与OSPF路由过程。
区域划分
OSPF协议可以将大型网络划分 为多个区域，每个区域运行一个 OSPF实例，降低了路由器的资
递给其他路由器。
在传递过程中，LSA报文会不 断更新，最终形成一张完整的
链路状态数据库。
OSPF协议的路由计算过程
路由器根据接收Байду номын сангаас的LSA报文， 构建出一张链路状态数据库，记 录了网络中所有路由器的链路状
态信息。
路由器根据链路状态数据库，使 用最短路径优先算法（SPF算法 ）计算出到达各个目的网络的最
First）是一种内部网关协议（IGP
），用于在同一个自治系统（AS
）内的路由器之间传递路由信息
。
02
OSPF协议基于最短路径优先（ SPF）算法，用于计算路由最短路 径，并建立路由表。
OSPF协议工作原理
OSPF路由器之间通过交换链路 状态信息来建立和维护路由表。
路由器之间通过周期性地发送 Hello报文来发现邻居路由器，
链路状态数据库同步
OSPF协议通过周期性的数据库同步， 确保所有参与OSPF的路由器拥有相同 的链路状态数据库，保证了路由的可 靠性。
OSPF协议的故障处理和恢复机制
01
02
03
故障检测
OSPF协议通过定期发送 Hello报文和数据库同步 报文来检测网络中的故障 。
故障隔离
当检测到故障时，OSPF 协议能够快速隔离故障区 域，防止故障扩散。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解一、介绍OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于互联网协议（IP）网络中的动态路由协议。
它是一种链路状态路由协议，用于在路由器之间交换路由信息，以确定最短路径并进行路由选择。
本协议详解将介绍OSPF协议的工作原理、协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）格式、邻居关系建立、路由计算算法以及网络拓扑维护等内容。
二、OSPF协议的工作原理1. 链路状态数据库（Link State Database，LSDB）：每个OSPF路由器都维护一个LSDB，其中包含了整个网络的链路状态信息。
LSDB中的每一条链路状态都包含了该链路的状态、成本、邻居路由器等信息。
2. 链路状态广播：OSPF路由器通过链路状态广播（Link State Advertisement，LSA）向相邻的路由器发送链路状态信息。
这些LSA包含了路由器所知道的链路状态信息。
3. 链路状态数据库同步：当一个OSPF路由器收到LSA时，它会更新自己的LSDB，并将新的LSA广播给其他相邻路由器。
通过这种方式，所有的OSPF路由器能够保持LSDB的同步。
4. 最短路径计算：OSPF使用最短路径优先算法（Shortest Path First，SPF）来计算最短路径。
该算法基于Dijkstra算法，通过比较链路的成本来确定最短路径。
5. 路由选择：每个OSPF路由器根据最短路径计算的结果选择最佳路径，并将该路径添加到自己的路由表中。
三、OSPF协议数据单元（PDU）格式OSPF协议使用不同类型的PDU来交换路由信息。
以下是常见的OSPF PDU类型及其格式：1. Hello PDU：用于邻居关系建立和维护。
包含了路由器的ID、优先级、Hello间隔等信息。
2. Database Description (DBD) PDU：用于在邻居路由器之间交换链路状态数据库的摘要信息。
ospf协议
ospf协议OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放式的链路状态路由协议，它是一种内部网关协议（IGP），用于在自治系统内部进行路由选择。
OSPF协议是基于链路状态的路由选择协议，它利用Dijkstra算法来计算最短路径，并通过洪泛算法来传播链路状态信息。
OSPF协议的特点是收敛速度快、路由计算准确、支持VLSM（可变长度子网掩码）和CIDR（无分类域间路由）等。
OSPF协议的工作原理是通过建立邻居关系、交换链路状态信息、计算最短路径和生成路由表来实现的。
首先，路由器通过Hello报文来发现邻居路由器，并建立邻居关系。
然后，邻居路由器之间交换链路状态信息，并利用Dijkstra算法来计算最短路径树。
最后，生成路由表，选择最优路径进行数据转发。
OSPF协议有以下几个重要的特点：1. 分层设计，OSPF协议采用分层设计，将网络划分为区域（Area），每个区域内部使用链路状态数据库（LSDB）来计算最短路径，不同区域之间通过区域边界路由器（ABR）和自治系统边界路由器（ASBR）来进行路由信息的交换和传播。
2. 支持VLSM和CIDR，OSPF协议支持可变长度子网掩码（VLSM）和无分类域间路由（CIDR），可以更加灵活地分配IP地址和减少路由表的大小。
3. 收敛速度快，OSPF协议具有快速收敛的特点，当网络拓扑发生变化时，路由器能够快速地更新路由信息，减少数据包的丢失和延迟。
4. 路由选择准确，OSPF协议通过Dijkstra算法来计算最短路径，能够选择最优路径进行数据转发，提高网络的传输效率和稳定性。
5. 支持多种链路类型，OSPF协议可以适应多种链路类型，包括点对点链路、广播链路、多点链路和虚拟链路等，能够灵活地适应不同的网络环境。
总的来说，OSPF协议是一种高效、稳定、灵活的内部网关协议，适用于大型复杂的企业网络和互联网服务提供商网络。
它能够实现快速收敛、准确路由选择，并且支持VLSM、CIDR等现代网络技术，是当前广泛应用的一种路由协议。
OSPF路由协议详解
（3）由于一条 LSA 是对一台路由器周围网络拓扑结构的描述，那么 LSDB 则是对整个网络的拓扑结构的描述。路由器很容易将 LSDB 转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。显然，4 台路由器得到的是一张完全相同的图。
LSR报文（Link State Request Packet）：
两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的或是对端更新的LSA，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。
LSU报文（Link State Update Packet）：
2.本路由器和状态可能与对端路由器的状态不相同。例如本路由器的邻居状态是Full，对端的邻居状态可能是Loading。
1.7 链路状态数据库的同步过程
上图显示了两台路由器之间如何通过发送5种协议报文来建立邻接关系，以及邻居状态机的迁移。
1.RT1的一个连接到广播类型网络的接口上激活了OSPF协议，并发送了一个HELLO报文（使用组播地址224.0.0.5）。由于此时RT1在该网段中还未发现任何邻居，所以HELLO报文中的Neighbor字段为空。
DD报文（Database Description Packet）：
两台路由器进行数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB，内容包括LSDB中每一条LSA的摘要（摘要是指LSA的HEAD，通过该HEAD可以唯一标识一条LSA）。这样做是为了减少路由器之间传递信息的量，因为LSA的HEAD只占一条LSA的整个数据量的一小部分，根据HEAD，对端路由器就可以判断出是否已经有了这条LSA。
OSPF协议概述
OSPF协议概述OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于路由选择的内部网关协议（IGP）。
它是基于链路状态的路由选择协议，被广泛应用于大型企业网络和互联网中。
本文将详细介绍OSPF协议的概念、特点、工作原理以及相关术语。
一、概念OSPF是一种开放标准的路由协议，由IETF（Internet Engineering Task Force）制定。
它通过在网络中传递链路状态信息，计算出最短路径，并将路由信息传递给所有的路由器，从而实现路由选择。
OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径，具有较高的路由计算效率和可扩展性。
二、特点1. 开放性：OSPF是一种开放标准协议，可以在不同厂商的设备上实现互操作性。
2. 分层结构：OSPF将网络划分为不同的区域（Area），每个区域内部运行独立的OSPF进程，减少了路由计算的复杂性。
3. 支持VLSM：OSPF可以支持可变长度子网掩码（VLSM），允许更精细的地址划分。
4. 支持多路径：OSPF可以同时使用多条路径进行负载均衡，提高网络的带宽利用率。
5. 支持认证：OSPF支持对邻居路由器进行认证，提高网络的安全性。
三、工作原理1. 链路状态数据库（LSDB）：每个OSPF路由器维护一个LSDB，其中存储了该路由器所知的网络拓扑信息。
2. 邻居发现：OSPF路由器通过发送Hello报文来发现相邻路由器，并建立邻居关系。
3. 链路状态更新：当网络拓扑发生变化时，路由器会向邻居路由器发送链路状态更新报文，更新LSDB。
4. 最短路径计算：路由器使用Dijkstra算法计算从自身到达其他网络的最短路径，并更新路由表。
5. 路由表更新：每个OSPF路由器根据最短路径计算结果，更新自己的路由表。
四、OSPF术语1. 路由器（Router）：运行OSPF协议的设备，负责转发数据包。
2. 邻居（Neighbor）：与路由器直接相连的其他路由器。
《OSPF路由协议》课件
OSPF报文发送与接收
01
OSPF报文封装在IP数据报中，使 用IP协议号89进行传输。
02
OSPF路由器通过操作系统的网络 层协议栈发送和接收OSPF报文。
OSPF路由器使用组播地址 224.0.0.5发送HELLO报文，以发 现邻居路由器。
03
OSPF路由器使用组播地址 224.0.0.6接收HELLO报文，以建
OSPF优点
01
高效路由
OSPF是一种链路状态路由协议，能 够快速收敛，适应网络变化。
资源消耗少
OSPF的路由信息交换仅限于区域内 ，降低了网络资源消耗。
03
02
无路由循环
OSPF通过区域划分和路由验证机制 ，有效避免了路由循环问题。
支持多种网络类型
OSPF适用于多种网络拓扑结构，如 星型、树型、网状和环型等。
核心区域
负责与其他区域进行通信，传送路由信息。
完全末梢区域
不接收外部路由信息，只接收区域内路由信 息。
存根区域
不接收外部路由信息，只接收核心区域路由 信息。
NSSA区域
允许向外部区域发布汇总路由信息。
OSPF路由器类型
Area 0路由器
位于OSPF区域的核心，负责与其他区域通信。
ABR路由器
位于不同区域的边界，负责区域间路由信息的 传递。
可靠
OSPF使用区域（Area）划分技术，将大型网络划分为若 干个较小的区域，每个区域运行一个OSPF实例，降低了 路由器的资源消耗，提高了可靠性。
安全性
OSPF支持验证，通过验证可以防止非法路由器接入网络 ，提高了安全性。
OSPF工作原理
OSPF路由器之间通过交换 Hello报文来发现邻居路由器 ，并建立邻接关系。
OSPF路由协议概念及工作原理
OSPF路由协议概念及工作原理OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于在同一个自治系统内部进行路由选择。
它是一个开放式的标准路由协议，被广泛应用于企业和互联网服务提供商网络中。
OSPF采用了链路状态路由算法来确定最佳路径，并通过广播链路状态信息来构建最短路径树，实现动态路由选择。
在本文中，将介绍OSPF路由协议的概念和工作原理。
一、概念：1.链路状态路由算法：OSPF使用链路状态路由算法来确定最短路径。
在该算法中，每个路由器维护一张链路状态数据库，记录了整个网络中每条链路的状态信息。
通过交换链路状态信息，每个路由器可以计算出到达各个目的地的最短路径，并构建最短路径树。
2.内部网关协议（IGP）：OSPF是一种内部网关协议，用于在同一个自治系统（AS）内部进行路由选择。
它负责确定AS内部的路由路径，并与外部网关协议（EGP）进行交互，将AS的路由信息传递给其他AS。
3.路由器ID：每个OSPF路由器都有一个唯一的路由器ID，用来标识路由器的身份。
路由器ID通常是一个32位的数字，可以手动配置也可以自动分配。
在OSPF中，路由器ID是一个非常重要的标识符，用于区分不同的路由器。
4.邻居关系：OSPF路由器之间通过建立邻居关系来交换链路状态信息。
只有建立了邻居关系的路由器之间才能进行信息交换，从而计算出最短路径。
5.区域：为了提高网络的稳定性和可扩展性，OSPF将网络划分为多个区域。
每个区域内部使用自己的链路状态数据库和最短路径树，与其他区域通过区域边界路由器（ASBR）连接。
区域之间通过汇总路由信息来减少路由器的负担。
二、工作原理：1. 邻居关系建立：OSPF路由器通过建立邻居关系来交换链路状态信息。
当两个OSPF路由器在同一网络中发现彼此时，它们将通过Hello消息交换一些基本的信息，建立邻居关系。
建立邻居关系后，它们将通过LSA（链路状态通告）消息来交换链路状态信息。
OSPF协议概述
OSPF协议概述OSPF（开放最短路径优先）是一种用于路由选择的动态路由协议。
它是一个开放标准的协议，被广泛应用于大型企业网络和互联网。
本文将对OSPF协议的概述进行详细介绍。
一、OSPF协议的基本原理OSPF协议基于链路状态路由算法，通过交换链路状态信息来计算最短路径。
OSPF使用了多种类型的报文来交换路由信息，包括Hello报文、LSA（链路状态通告）报文和LSU（链路状态更新）报文。
通过这些报文的交换，OSPF路由器能够了解整个网络的拓扑结构，并计算出最短路径。
二、OSPF协议的特点1. 分层结构：OSPF将网络划分为区域（Area），每个区域内部使用OSPF协议进行路由计算，不同区域之间使用区域边界路由器（ABR）进行通信。
这种分层结构使得OSPF在大规模网络中具有良好的可扩展性。
2. 支持VLSM：OSPF支持可变长度子网掩码（VLSM），可以更灵活地划分IP地址空间，提高地址利用率。
3. 动态更新：OSPF路由器之间会周期性地交换链路状态信息，以便及时了解网络拓扑的变化。
这种动态更新的机制使得OSPF能够快速适应网络的变化，并选择最优路径。
4. 路由分级：OSPF将路由信息分为内部路由和外部路由。
内部路由是在OSPF域内学习到的路由信息，外部路由是从其他路由协议学习到的路由信息。
OSPF将内部路由和外部路由分开存储和计算，提高了路由选择的效率。
三、OSPF协议的工作过程1. 邻居关系建立：OSPF路由器通过交换Hello报文来建立邻居关系。
Hello报文包含了路由器的ID、优先级以及所在网络的IP地址等信息。
当两个路由器的Hello报文相互匹配时，它们就可以建立邻居关系。
2. 路由计算：OSPF路由器通过交换LSA报文来了解整个网络的拓扑结构。
每个路由器都会维护一个链路状态数据库（LSDB），用于存储收到的LSA报文。
通过计算LSDB中的链路状态信息，每个路由器可以得到最短路径树，并选择最优路径。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解协议名称：OSPF（开放最短路径优先）协议的解析及详解一、引言OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种用于在IP网络中进行路由选择的动态路由协议。
它是一种链路状态（Link-State）协议，通过收集网络中所有路由器的链路状态信息，计算出最短路径，并将其作为路由表的依据。
本协议的目的是为了提供高效、可靠、可扩展的路由选择机制，以满足大规模IP网络的需求。
二、协议概述1. 协议目标OSPF协议的目标是实现以下功能：- 提供快速、准确的路由选择机制；- 支持多种网络拓扑结构，包括点对点、广播、非广播多点等；- 支持路由器之间的动态邻居发现和链路状态信息的交换；- 支持路由器之间的可靠性和冗余备份。
2. 协议特点OSPF协议具有以下特点：- 基于链路状态的路由选择机制，通过收集网络中所有路由器的链路状态信息，计算最短路径；- 支持VLSM（Variable Length Subnet Masking）技术，可以对不同子网使用不同的子网掩码；- 支持路由器之间的动态邻居发现，使用邻居关系数据库来管理邻居关系；- 支持多种网络拓扑结构，包括点对点、广播、非广播多点等；- 支持路由器之间的可靠性和冗余备份，通过选举DR（Designated Router）和BDR（Backup Designated Router）来提高网络稳定性。
三、协议工作原理1. 链路状态数据库（LSDB）每个OSPF路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了该路由器所知道的网络中所有路由器的链路状态信息。
LSDB中的每个条目包含了邻居路由器的ID、链路状态类型、链路状态序列号、链路状态生存时间等信息。
2. 链路状态通告（LSA）OSPF路由器通过链路状态通告（LSA）来交换链路状态信息。
LSA是一种数据包，其中包含了路由器所知道的链路状态信息，如邻居路由器的ID、链路状态类型、链路状态序列号等。
OSPF路由协议
OSPF路由协议OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议，用于路由选择。
它是一个链路状态路由协议，由OSI （Open Systems Interconnection）公布，并被广泛应用到IP网络中。
OSPF 的工作原理是基于链路状态广告（LSA）。
当一个路由器加入到OSPF网络中时，它会广播一个“Hello”消息（含有这个路由器的IP地址），以通知其它路由器自己的存在。
如果对方路由器也支持OSPF，并且在同一区域中，那么双方就会互相交换一些信息，以检查彼此之间的邻居关系和网络配置。
如果一切正常，它们就会交换LSA消息，以了解新的网络拓扑并更新其路由表。
OSPF 可以支持非等价成本的多路径选择，可以设置路由器之间的优先级，以支持备份路径。
它还支持不同的路由区域，以划分网络。
OSPF 路由协议优点有很多。
首先，它能快速适应网络拓扑的变化，因为当有一个路由器加入或离开网络时，只需要通知邻居路由器，而不必广播整个网络。
其次，OSPF 支持VLSM （Variable Length Subnet Masks），可以更好地利用IP地址。
此外，它使用开销（在路由选择过程中）而非距离，避免计算复杂的距离度量，提高了路由算法的效率。
使用OSPF路由协议的网络通常是大型企业或ISP （Internet Service Provider）级别的网络，它在网络的可维护性和伸缩性方面表现非常出色。
同时，由于OSPF协议会产生许多路由消息，因此它的网络流量相对较高。
总之，OSPF是一种高效的路由协议，可以在大型复杂网络中为网络管理员提供简单、强大的工具来管理网络。
ospf协议
ospf协议OSPF协议，全称为开放最短路径优先协议，是一种基于链路状态路由协议，是应用最为广泛的内部网关协议(Interior Gateway Protocol, IGP)之一。
其主要特点是支持基于容量、成本、时间等多种标准的路由选择，能够实现高效稳定的路由，适用于中大型企业、互联网服务提供商等网络环境。
1. OSPF协议的基本概念OSPF协议主要包含以下基本概念：1.1 链路状态链路状态指的是网络中各个节点之间的关系和状态，如链路带宽、质量、延迟等。
OSPF协议中每个节点都会收集并保存所有节点的链路状态信息，以此来更新路由表。
1.2 邻居关系OSPF协议中各个节点之间需要建立邻居关系，以共享链路状态信息。
邻居关系建立的前提是要求节点之间相互可达，且具有相同的OSPF配置参数。
1.3 区域OSPF协议将网络划分为多个区域，每个区域的节点都需要具有相同的OSPF配置参数。
区域之间通过区域边界路由器(Router, ABR)进行连接，通过ABR可以将不同区域的链路状态信息进行汇聚和转发。
1.4 路由器角色OSPF协议中的每个节点都需要扮演路由器的角色，负责处理连接到它的链路状态，以及向其他路由器广播自己所知道的链路状态信息。
2. OSPF协议的工作原理2.1 邻居关系的建立OSPF协议需要通过邻居关系共享链路状态信息，因此建立邻居关系是其最基本的工作原理之一。
建立邻居关系的前提是节点之间相互可达，且具有相同的OSPF配置参数。
节点之间建立邻居关系后，将会交换链路状态信息。
2.2 链路状态信息的交换OSPF协议中的邻居节点会不断地交换链路状态信息，以保持自己所知道的链路状态信息是最新的。
链路状态信息包括邻居节点的链路状态、带宽、开销等。
每个节点通过收集和计算链路状态信息，更新路由表并选择最优路径进行转发。
2.3 路由表的更新路由表的更新是OSPF协议的核心功能之一。
每个节点通过收集和计算链路状态信息，更新路由表并选择最优路径进行转发。
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OSPF作为一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在同一个自治域（AS）中的路由器之间发布路由信息。
区别于距离矢量协议(RIP)，OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。
基本概念和术语1. 链路状态OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（Link-State），生成链路状态数据库(Link-State Database)。
路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个网络的拓扑状况。
OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独立地计算出到达任意目的地的路由。
2. 区域OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域”(Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。
每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF 路由器只保存该区域的链路状态。
每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。
3. OSPF网络类型根据路由器所连接的物理网络不同，OSPF将网络划分为四种类型：广播多路访问型（Broadcast multiAccess）、非广播多路访问型（None Broadcast MultiAccess，NBMA）、点到点型（Point-to-Point）、点到多点型（Point-to-MultiPoint）。
广播多路访问型网络如：Ethernet、Token Ring、FDDI。
NBMA型网络如：Frame Relay、X.25、SMDS。
Point-to-Point型网络如：PPP、HDLC。
4. 指派路由器（DR）和备份指派路由器（BDR）在多路访问网络上可能存在多个路由器，为了避免路由器之间建立完全相邻关系而引起的大量开销，OSPF 要求在区域中选举一个DR。
每个路由器都与之建立完全相邻关系。
DR负责收集所有的链路状态信息，并发布给其他路由器。
选举DR的同时也选举出一个BDR，在DR失效的时候，BDR担负起DR的职责。
点对点型网络不需要DR，因为只存在两个节点，彼此间完全相邻。
协议组成OSPF协议由Hello协议、交换协议、扩散协议组成。
本文仅介绍Hello协议，其他两个协议可参考RFC2328中的具体描述。
当路由器开启一个端口的OSPF路由时，将会从这个端口发出一个Hello报文，以后它也将以一定的间隔周期性地发送Hello报文。
OSPF路由器用Hello报文来初始化新的相邻关系以及确认相邻的路由器邻居之间的通信状态。
对广播型网络和非广播型多路访问网络，路由器使用Hello协议选举出一个DR。
在广播型网络里，Hello 报文使用多播地址224.0.0.5周期性广播，并通过这个过程自动发现路由器邻居。
在NBMA网络中，DR负责向其他路由器逐一发送Hello报文。
协议操作第一步：建立路由器的邻接关系所谓“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。
在点对点网络中，路由器将直接和对端路由器建立起邻接关系，并且该路由器将直接进入到第三步操作：发现其他路由器。
若为MultiAccess 网络, 该路由器将进入选举步骤。
第二步：选举DR/BDR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。
第三步：发现路由器在这个步骤中，路由器与路由器之间首先利用Hello报文的ID信息确认主从关系，然后主从路由器相互交换部分链路状态信息。
每个路由器对信息进行分析比较，如果收到的信息有新的内容，路由器将要求对方发送完整的链路状态信息。
这个状态完成后，路由器之间建立完全相邻（Full Adjacency）关系，同时邻接路由器拥有自己独立的、完整的链路状态数据库。
在MultiAccess网络内，DR与BDR互换信息，并同时与本子网内其他路由器交换链路状态信息。
Point-to-Point 或Point-to-MultiPoint网络中，相邻路由器之间信息。
第四步: 选择适当的路由器当一个路由器拥有完整独立的链路状态数据库后，它将采用SPF算法计算并创建路由表。
OSPF路由器依据链路状态数据库的内容，独立地用SPF算法计算出到每一个目的网络的路径，并将路径存入路由表中。
OSPF利用量度（Cost）计算目的路径，Cost最小者即为最短路径。
在配置OSPF路由器时可根据实际情况，如链路带宽、时延或经济上的费用设置链路Cost大小。
Cost越小，则该链路被选为路由的可能性越大。
第五步：维护路由信息当链路状态发生变化时，OSPF通过Flooding 过程通告网络上其他路由器。
OSPF路由器接收到包含有新信息的链路状态更新报文，将更新自己的链路状态数据库，然后用SPF算法重新计算路由表。
在重新计算过程中，路由器继续使用旧路由表，直到SPF完成新的路由表计算。
新的链路状态信息将发送给其他路由器。
值得注意的是，即使链路状态没有发生改变，OSPF路由信息也会自动更新，默认时间为30分钟。
OSPF路由器之间使用链路状态通告(LSA)来交换各自的链路状态信息，并把获得的信息存储在链路状态数据库中。
各OSPF路由器独立使用SPF算法计算到各个目的地址的路由。
OSPF协议支持分层路由方式，这使得它的扩展能力远远超过RIP协议。
当OSPF网络扩展到100、500甚至上千个路由器时，路由器的链路状态数据库将记录成千上万条链路信息。
为了使路由器的运行更快速、更经济、占用的资源更少，网络工程师们通常按功能、结构和需要把OSPF网络分割成若干个区域，并将这些区域和主干区域根据功能和需要相互连接从而达到分层的目的。
OSPF分层路由的思想OSPF把一个大型网络分割成多个小型网络的能力被称为分层路由，这些被分割出来的小型网络就称为“区域”(Area)。
由于区域内部路由器仅与同区域的路由器交换LSA信息，这样LSA报文数量及链路状态信息库表项都会极大减少，SPF计算速度因此得到提高。
多区域的OSPF必须存在一个主干区域，主干区域负责收集非主干区域发出的汇总路由信息，并将这些信息返还给到各区域。
OSPF区域不能随意划分，应该合理地选择区域边界，使不同区域之间的通信量最小。
但在实际应用中区域的划分往往并不是根据通信模式而是根据地理或政治因素来完成的。
OSPF中的四种路由器在OSPF多区域网络中，路由器可以按不同的需要同时成为以下四种路由器中的几种：1. 内部路由器:所有端口在同一区域的路由器，维护一个链路状态数据库。
2. 主干路由器：具有连接主干区域端口的路由器。
3. 区域边界路由器(ABR):具有连接多区域端口的路由器，一般作为一个区域的出口。
ABR为每一个所连接的区域建立链路状态数据库，负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域，而主干区域上的ABR则负责将这些信息发送到各个区域。
4. 自治域系统边界路由器(ASBR):至少拥有一个连接外部自治域网络（如非OSPF的网络）端口的路由器，负责将非OSPF网络信息传入OSPF网络。
OSPF链路状态公告类型OSPF路由器之间交换链路状态公告(LSA)信息。
OSPF的LSA中包含连接的接口、使用的Metric及其他变量信息。
OSPF路由器收集链接状态信息并使用SPF算法来计算到各节点的最短路径。
LSA也有几种不同功能的报文，在这里简单地介绍一下：LSA TYPE 1：由每台路由器为所属的区域产生的LSA，描述本区域路由器链路到该区域的状态和代价。
一个边界路由器可能产生多个LSA TYPE1。
LSA TYPE 2：由DR产生，含有连接某个区域路由器的所有链路状态和代价信息。
只有DR可以监测该信息。
LSA TYPE 3：由ABR产生，含有ABR与本地内部路由器连接信息，可以描述本区域到主干区域的链路信息。
它通常汇总缺省路由而不是传送汇总的OSPF信息给其他网络。
LSA TYPE 4：由ABR产生，由主干区域发送到其他ABR, 含有ASBR的链路信息，与LSA TYPE 3的区别在于TYPE 4描述到OSPF网络的外部路由，而TYPE 3则描述区域内路由。
LSA TYPE 5：由ASBR产生，含有关于自治域外的链路信息。
除了存根区域和完全存根区域，LSA TYPE 5在整个网络中发送。
LSA TYPE 6：多播OSPF(MOSF)，MOSF可以让路由器利用链路状态数据库的信息构造用于多播报文的多播发布树。
LSA TYPE 7：由ASBR产生的关于NSSA的信息。
LSA TYPE 7可以转换为LSA TYPE 5。
OSPF区域类型前述的四种路由器可以构成五种类型的区域，这五种区域的主要区别在于它们和外部路由器间的关系：标准区域: 一个标准区域可以接收链路更新信息和路由总结。
主干区域(传递区域):主干区域是连接各个区域的中心实体。
主干区域始终是“区域0”，所有其他的区域都要连接到这个区域上交换路由信息。
主干区域拥有标准区域的所有性质。
存根区域：存根区域是不接受自治系统以外的路由信息的区域。
如果需要自治系统以外的路由，它使用默认路由0.0.0.0。
完全存根区域：它不接受外部自治系统的路由以及自治系统内其他区域的路由总结。
需要发送到区域外的报文则使用默认路由：0.0.0.0。
完全存根区域是Cisco自己定义的。
不完全存根区域(NSAA): 它类似于存根区域，但是允许接收以LSA Type 7发送的外部路由信息，并且要把LSA Type 7转换成LSA Type 5。
区分不同OSPF区域类型的关键在于它们对外部路由的处理方式。
外部路由由ASBR传入自治系统内，ASBR 可以通过RIP或者其他的路由协议学习到这些路由。
报文在OSPF多区域网络中发送的过程首先，区域内部的路由器最初使用LSA TYPE 1或LSA TYPE 2对本区域内的路径信息进行交换并计算出相应的路由表项。