OSPF协议详解分析

RIP和OSPF协议工作原理分析RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）和OSPF （Open Shortest Path First，开放最短路径优先）都是常见的路由协议，用于在计算机网络中进行路由选择。

它们有不同的工作原理，下面将分析RIP和OSPF的工作原理，并进行比较。

1.RIP协议工作原理：RIP是一种基于距离矢量的内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），使用跳数作为度量标准。

它通过广播路由信息，以更新和维护路由表，实现路由选择。

RIP使用UDP协议进行通信，默认使用端口号520。

RIP协议将网络划分为多个子网，每个子网都有一个路由器作为网关。

每个路由器把自己所知道的网关地址和跳数发送给相邻路由器，相邻路由器会对这些信息进行更新，最后将更新后的路由信息再广播给其他邻居路由器。

RIP基于距离向量算法进行路由选择。

每个路由器维护一个路由表，其中记录了到达目的网络的下一跳路由器和距离。

通过比较距离，选择跳数最小的路由作为最佳路径。

这种方式的优点是简单，容易实现，但是存在慢收敛、无法处理大型网络和丢包等问题。

2.OSPF协议工作原理：OSPF是一种链路状态协议（Link State Protocol），使用链路状态作为度量标准。

它通过交换路由信息，建立一个拓扑数据库，计算最短路径树，进行路由选择。

OSPF使用IP协议（默认端口号为89）进行通信。

OSPF将网络划分为多个区域（Area），不同区域之间通过边界路由器（Border Router）连接。

每个路由器在区域内交换链路状态信息，构建一个局部的拓扑数据库，并通过洪泛算法将数据库广播给其他路由器，最终构建整个网络的拓扑数据库。

OSPF基于Dijkstra算法进行路由计算，根据链路的开销（一般是链路带宽）来选择最短路径。

通过计算最短路径树，每个路由器可以获得到达每个目的网络的最佳路径。

ospf的原理是什么OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于动态路由协议的开放式标准，用于在局域网（LAN）或广域网（WAN）中选择最佳路径。

OSPF的原理可以概括为以下几个方面：1.链路状态数据库（LSDB）：OSPF中的每个路由器都会维护一个链路状态数据库（LSDB），其中包含了网络中所有路由器的信息。

每个路由器收集与其直接相连的其他路由器的链路状态信息，并通过OSPF协议进行广播通告给其他路由器。

这些信息包括链路的状态、链路的带宽、链路的延迟、链路的可靠性等。

2.路由计算：路由器在收到链路状态信息后，使用Dijkstra算法计算最短路径树（SPF tree）。

Dijkstra算法通过比较路径的成本来确定最佳的路径。

每个路由器根据自身的链路状态数据库计算出最短路径，并将其存储在路由表中。

3.路由更新：当网络中发生拓扑变化（如链路故障、链路状态改变）时，路由器会将这些变化的信息通过LSA（链路状态广播）包发送给其他路由器，以便其他路由器可以更新其链路状态数据库和路由表。

这个过程是动态的，可以快速适应网络拓扑变化。

4.路由选择：每个路由器根据其路由表中的路径成本来选择最佳路径。

OSPF使用距离矢量协议，其中距离是通过成本值（如链路带宽或延迟）来表示的。

路由器选择最低成本的路径作为最佳路径，并将其用于转发数据包。

5.区域划分：为了减少网络中的路由器之间的交互和信息传输，OSPF将网络划分为不同的区域。

每个区域内的路由器只需要与自己相邻的路由器交换链路状态信息，并计算最短路径。

然后，每个区域内的路由器将汇总的最短路径信息发送到其他区域的边界路由器上。

总之，OSPF通过收集和交换路由器之间的链路状态信息，计算出最短路径并更新路由表，使路由器能够选择最佳路径来转发数据包。

它具有高度灵活性和可伸缩性，并且能够适应网络中的拓扑变化。

这使得OSPF 成为广泛应用于大型网络环境的常用路由协议之一。

OSPF协议介绍来⾃:https:///zzj244392657/article/details/92617311/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，它的使⽤不受任何⼚商限制，所有⼈都可以使⽤，所以称为开放的，⽽最短路径优先（SPF）只是OSPF的核⼼思想，其使⽤的算法是Dijkstra算法，最短路径优先并没有太多特殊的含义，并没有任何⼀个路由协议是最长路径优先的，所有协议，都会选最短的。

OSPF的流量使⽤IP协议号89。

OSPF⼯作在单个AS，是个绝对的内部⽹关路由协议（Interior Gateway Protocol，即IGP）。

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，但可以⼿⼯在任意⽐特位汇总，并且⼿⼯汇总没有任何条件限制，可以汇总到任意掩码长度。

OSPF⽀持认证，并且⽀持明⽂和MD5认证；OSPF不可以通过Offset list来改变路由的metric。

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。

距离⽮量路由协议的根本特征就是⾃⼰的路由表是完全从其它路由器学来的，并且将收到的路由条⽬⼀丝不变地放进⾃⼰的路由表，运⾏距离⽮量路由协议的路由器之间交换的是路由表，距离⽮量路由协议是没有⼤脑的，路由表从来不会⾃⼰计算，总是把别⼈的路由表拿来就⽤；⽽OSPF完全抛弃了这种不可靠的算法，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。

ospf实验知识点总结1. OSPF基本概念OSPF是一种开放式协议，它使用链路状态路由算法确定网络中的路径。

OSPF使用的是Dijkstra算法，它通过以链路为单位计算最短路径，然后构建路由表。

OSPF协议支持VLSM（Variable Length Subnet Mask）和CIDR（Classless Inter-Domain Routing）等技术，可以根据网络的实际需要进行划分，提高网络的利用率。

2. OSPF的邻居关系在OSPF中，路由器之间通过建立邻居关系来交换LSA信息。

OSPF邻居状态主要包括：Down、Init、2-Way、Exstart、Exchange和Full。

在邻居关系建立时，需要满足一定的条件，如OSPF邻居的IP地址必须在同一个网络中，两台路由器的Hello和Dead Interval必须一致等。

3. OSPF的路由计算过程OSPF协议使用Dijkstra算法计算最短路径，首先在链路状态数据库中收集链路状态信息，然后使用Dijkstra算法计算出最短路径。

在路由计算过程中，需要对收集到的链路状态信息进行处理，包括链路状态更新、链路状态同步等步骤。

4. OSPF的状态OSPF邻居状态主要包括：Down、Init、2-Way、Exstart、Exchange和Full。

在邻居状态的转换过程中，需要满足一定的条件，如Hello和Dead Interval的一致性、路由器的ID号等。

5. OSPF的优化在实际网络中，为了提高网络性能和减少路由器的负担，可以采用一些优化技术。

例如，可以利用区域的划分减少Link State Advertisement的传播范围，减轻网络的负担；可以使用Stub区域和Totally Stubby Area等技术减少LSA数量；可以使用路由汇总技术减少路由表的大小等。

6. OSPF的故障排除在部署和维护OSPF协议时，需要及时排除网络故障。

故障排除的步骤主要包括：检查OSPF邻居状态；检查网络的连通性；检查OSPF路由表；检查OSPF链路状态数据库；检查路由器的配置信息等。

ospf基于什么协议OSPF基于什么协议。

OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），它是基于链路状态算法的动态路由协议。

OSPF协议是由IETF（Internet工程任务组）制定的一种开放式标准协议，用于在自治系统（AS）内部进行路由选择。

OSPF协议通过在AS内部交换路由信息，动态地计算出最佳的路由路径，实现了网络的自适应和动态调整，从而提高了网络的可靠性和稳定性。

OSPF协议是基于IP协议的，它使用IP数据报来传输路由信息。

在OSPF协议中，路由器通过交换链路状态信息来维护路由表，从而实现路由选择。

OSPF协议使用了几种不同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。

这些报文的交换过程中，路由器之间会建立邻居关系，并交换链路状态信息，从而计算出最佳的路由路径。

OSPF协议的核心是SPF（最短路径优先）算法，它通过计算出最短路径树来选择最佳的路由路径。

SPF算法是一种基于Dijkstra算法的路由计算算法，它通过计算出每个节点到其他节点的最短路径，并选择出最佳的路由路径。

在OSPF协议中，每个路由器都会维护一个链路状态数据库（LSDB），用于存储网络中所有节点的链路状态信息，通过计算LSDB中的信息，路由器可以得出最佳的路由路径。

OSPF协议的特点是具有高度的可扩展性和稳定性，它能够适应各种复杂的网络环境，并能够动态地调整路由路径，从而提高了网络的可靠性和稳定性。

另外，OSPF协议还支持VLSM（可变长度子网掩码）和CIDR（无分类域间路由），能够更加灵活地管理IP地址和路由表。

总的来说，OSPF协议是一种高效、可靠、稳定的动态路由协议，它能够适应各种复杂的网络环境，并能够动态地计算出最佳的路由路径，从而提高了网络的可靠性和稳定性。

通过使用OSPF协议，网络管理员可以更加灵活地管理网络，实现网络的自适应和动态调整，从而提高了网络的性能和可靠性。

ISSUE 光网络产品课程开发室TA058002 OSPF 协议介绍1.0学习目标学习完本课程您应该能够z了解OSPF协议的基本概念z掌握OSPF协议的路由算法及协议特点z了解OSPF的区域划分特性2第一章OSPF协议基础第一章OSPF协议基础第二章OSPF路由算法介绍第三章使用OSPF的网络特点第四章区域划分3定义¾OSPF Open Shortest Path First基于链路状态的路由协议用于扩散和收集网络的控制平面的控制链路信息并据此产生控制平面的路由信息为控制平面的网络消息包转发提供路由扩散和收集网络业务平面的业务链路信息为计算业务路径提供网络业务拓扑信息4OSPF协议特点OSPF协议是目前IGP中应用最广性能最优的一个协议¾无路由自环¾可适应大规模网络¾路由变化收敛速度快¾支持区域划分¾支持等值路由¾支持验证¾支持路由分级管理¾支持以组播地址发送协议报文5基本概念z Router IDÎ一个32-bit的无符号整数是一台路由器的唯一标识在整个自治系统内唯一z协议号ÎOSPF 是基于IP的其协议号是89OSPF HeaderProtocol #89OSPF Packet6第二章OSPF路由算法介绍第一章OSPF协议基础第二章OSPF路由算法介绍第三章OSPF协议的网络特点第四章区域划分7OSPF通过LSA描述网络拓扑FR/X.25EthernetEthernetPPP89OSPF 协议计算路由过程LSDB LSA of RTALSA of RTB LSA of RTC LSA of RTD(2)每台路由器的LSDB(3)由链路状态数据库生成带权有向图CABD1235CA BD 123CA B D 123CA BD 123CABD123RTARTBRTCRTD(1)网络的拓扑结构(4)每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树OSPF的五种协议报文z Hello报文Î发现及维持邻居关系选举DR BDRz DD报文Î本地LSDB的摘要z LSR报文Î向对端请求本端没有或对端的更新的LSAz LSU报文Î向对方发送其需要的LSAz LSAck报文Î收到LSU之后进行确认10OSPF的邻居状态机DownAttemptInit Loading2-wayExStartExchangeFull11华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开两台路由器之间建立邻接关系的过程RT1 RT2Down ExStart ExchangeHello( DR = 0.0.0.0,Neighbors Seen = 0) Hello( DR = RT2,Neighbors Seen = RT1) DD (Seq = x,I = 1, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y,I = 1, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y,I = 0, M = 1, MS = 0) DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 1) DD (Seq = y+1,I = 0, M = 1, MS = 0) DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 1) DD (Seq = y+n,I = 0, M = 0, MS = 0) LS Request LS Update LS Ack文档密级 内部公开Down Init ExStart ExchangeLoadingFullFull12华为机密 未经许可不得扩散第三章 OSPF协议的网络特点第一章 OSPF协议基础 第二章 OSPF路由算法介绍第三章 OSPF协议的网络特点 第四章 区域划分13华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开DR( Designated Router)A B CDE图一 网络的拓扑结构DEDEB ACB A (DR)C图二没有选举DR时的邻接关系图三选举DR后时的邻接关系14华为机密未经许可不得扩散文档密级内部公开选举 DRDRBDR M= n(n-1)/2 = 28 M= (n-2) 2+1 = 1315华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开DR (村长) 的选举过程登记选民 本网段内的OSPF路由器 ; 本村内的18岁以上公民 登记候选人 本网段内的priority>0的OSPF路由器 ; 本村内的30岁以上公民 且在本村居住3年以上 竞选演说 所有的priority>0的OSPF路由器都认为自己是DR 大家都自认为自己应该当村长 投票 选PRI值最大的 若PRI值相等 选Router ID最大的; 选年纪最大 若年龄相等 按姓氏笔划排序16华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开DR选举的指导思想选举制 DR是各路由器选出来的 而非人工指定的终身制 DR一旦当选 除非路由器故障 否则不会更换世袭制 DR选出的同时 成为新的DR 也选出BDR来 DR故障后 由BDR接替DR17华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开DR的作用将同一网段内LSDB同步的次数由O2(N ) 减少为 O(N)在同一网段中 路由器的角色划分为DRBDRDROther路由器之间的关系分为Unknown NeighborAdjacency增加了一种接口类型——Point-to-Multipoint18华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开NBMA 和点到多点NBMA 全连接点到多点部分连接19华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开四种网络类型广播 Ethernet224.0.0.5 发送协议报文 需要选举 DR以组播地址 BDRNBMA Frame Relay, X.25需手工指定对端的 IP地址 举 DR BDR 单播发送协议报文 需要选Point-to-Multipoint Frame Relay, X.25)需手工指定对端的IP地址 单播发送协议报文 播地址发送协议报文 不需要选举 DR BDR 或以组Point-to-Point (PPP)以组播地址 224.0.0.5 发送协议报文 不需要选举DR BDR20华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开第四章区域划分第一章OSPF协议基础第二章OSPF路由算法介绍第三章OSPF协议的网络特点第四章区域划分21OSPF在巨型网络中的问题LSDB非常庞大占用大量存储空间计算最小生成树耗时增加CPU负担很重在自治系统中LSDB达到同步的时间需要很长网络拓扑结构经常发生变化网络经常处于“动荡”之中22区域(area)将整个自治系统划分成不同的区域两个区域的边界是一台或多台路由器区域边界路由器根据区域内生成的路由把每一条路由生成一条LSA发布出去23划分区域Area0Area1Area32425区域间的路由计算172.18.141.0/24192.178.14.0/28Type = 3192.178.14.0Mask = 255.255.255.240Metric = 120Type = 3172.18.141.0Mask = 255.255.255.0Metric = 91Area 0Area 3划分区域的好处减少自治系统中LSA的信息量减小运行SPF算法的复杂度减小CPU负担减少网络拓扑结构变化所涉及的范围将某些变化的影响局限在区域内加快自治系统中LSDB同步的速度提供路由的分级管理26骨干区域和虚连接RTA RTBVirtual LinkArea 0Area 12Area 192728与自治系统外部通信ASBRRouter ID = 1.2.3.410.53.11.0/24Type = 510.53.11.0Mask=255.255.255.0Metric = 10Type = 41.2.3.4Mask = 0.0.0.0Metric = 89Area 0Area 2BGP29STUB 区域和路由聚合Area 0Area 12Area 19Virtual LinkArea 819.1.1.0/2419.1.3.0/2419.1.2.0/24RTARTBLSA 分类z Router-LSA 由每个路由器生成描述了路由器的链路状态和花费传递到整个区域z Network-LSA由DR生成描述了本网段的链路状态传递到整个区域z Net-Summary-LSA由ABR生成描述了到区域内某一网段的路由传递到相关区域z Asbr-Summary-LSA由ABR生成描述了到ASBR的路由传递到相关区域z AS-External-LSA由ASBR生成描述了到AS外部的路由传递到整个AS STUB区域除外30接口分类及路由器分类OSPF协议根据链路层媒体不同分为以下四种网络类型 NBMA Point-to-Point Point-to-Multipoint Broadcast路由器根据在自治系统中的不同角色划分为 ASBRIARABRBBR一个运行OSPF协议的接口状态根据接口的不同类型可划分为 BDR DROther point-to-pointDR31华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开OSPF协议的应用网络规模 路由器数量在10台以上 中等或大规模网络网络拓朴 网状 其他需求 设备自身任意两台路由器要互通路由变化时能快速收敛 网络开销尽量降低 CPU处理能力和内存大小有一定要求 性能太低不建议使用OSPF协议32华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开区域划分原则基本原则 1 2 3 按照自然的地区或者行政单位划分 按照网络中的高端路由器划分 按照IP地址规律制约条件 1 2 3 区域规模 与骨干区域连通 ABR的处理能力33华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开课程内容第一章 OSPF协议基础 第二章 OSPF路由算法介绍第三章 使用OSPF的网络特点 第四章 区域划分34华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开35华为机密 未经许可不得扩散 文档密级 内部公开。

什么是OS‎P F？OSPF的‎全称叫Op‎e n Short‎e st Path First‎，开放最短路‎径优先。

Open的‎意思就是这‎个协议是公‎开性的，OSPF是‎由IETF‎标准组织制‎定的一种基‎于链路状态‎内部网关协‎议。

(Short‎e st Path First‎)最短路径优‎先指的是路‎由选择过程‎中的一个算‎法，如果学过动‎态路由协议‎基础，就会知道O‎S PF是一‎种典型的I‎G P，是描述路由‎信息运行在‎同一个自制‎系统内部的‎动态路由协‎议。

OSPF路‎由协议是一‎种典型的链‎路状态（Link-state‎）的路由协议‎，一般用于同‎一个路由域‎内。

在这里，路由域是指‎一个自治系‎统（Auton‎o mous‎Syste‎m），即AS，它是指一组‎通过统一的‎路由政策或‎路由协议互‎相交换路由‎信息的网络‎。

在这个AS‎中，所有的OS‎P F路由器‎都维护一个‎相同的描述‎这个AS结‎构的数据库‎，该数据库中‎存放的是路‎由域中相应‎链路的状态‎信息，OSPF路‎由器正是通‎过这个数据‎库计算出其‎O SPF路‎由表的。

OSPF的‎八大特点介‎绍前文已经说‎明了OSP‎F路由协议‎是一种链路‎状态的路由‎协议，为了更好地‎说明OSP‎F 路由协议‎的基本特征‎，我们将OS‎P F路由协‎议与距离矢‎量路由协议‎R IP（Routi‎n g Infor‎m atio‎n Proto‎c ol）作一比较，归纳为如下‎几点：1、RIP路由‎协议中用于‎表示目的网‎络远近的参‎数为跳（HOP），也即到达目‎的网络所要‎经过的路由‎器个数。

在RIP路‎由协议中，该参数被限‎制为最大1‎5，对于OSP‎F路由协议‎，路由表中表‎示目的网络‎的参数为C‎o st，该参数为一‎虚拟值，与网络中链‎路的带宽等‎相关，也就是说O‎S PF 路由‎信息不受物‎理跳数的限‎制。

因此，OSPF适‎合应用于大‎型网络中，支持几百台‎的路由器，甚至如果规‎划的合理支‎持到100‎0台以上的‎路由器也是‎没有问题的‎。

OSPF详解Open Shortest Path First(⼀)OSPF协议是由Internet⼯程任务组(Internet Engineering Task Force)开发的路由选择协议，且来替代存在⼀些问题的RIP协议。

OSPF协议是IETF 组织建议使⽤的内部⽹关协议(IGP)。

OSPF使⽤Dijkstra的最短路径优先(SPF)算法，其的发展经过了⼏个RFC，所有的RFC都是由John Moy撰写。

RFC1131详细说明了OSPF协议版本1，这个版本从来没有在实验平台以外使⽤过，OSPF协议版本2，也就是现在IPv4协议仍然使⽤的版本，最初是在RFC1247中说明的，最新是在RFC2328中说明的。

(⼀)OSPF基本原理与实现OSPF的基本特性：·OSPF属于IGP，是Link-State协议，基于IP Pro 89。

·采⽤SPF算法（Dijkstra算法）计算最佳路径。

·快速响应⽹络变化。

·以较低频率（每隔30分钟）发送定期更新，被称为链路状态刷新。

·⽹络变化时是触发更新。

·⽀持等价的负载均衡。

·OSPF协议将IP头部的TTL值设置为1，并且把优选位设置成互连⽹络控制OSPF的邻居与邻接关系：OSPF中路由器之间的关系分两种：1、邻居2、邻接·OSPF路由器可与它直连的邻居建⽴邻居关系。

·P2P链路上，邻居可以到达FULL状态，形成邻接关系·MA⽹络，所有路由器只和DR/BDR(Backup Designated Router)到达FULL状态。

形成邻接·路由器只和建⽴了邻接关系的邻居才可以到达FULL状态。

·路由更新只在形成FULL状态的路由器间传递。

·OSPF路由器只会与建⽴了邻接关系的路由器互传LSA。

同步LSDBR2#sh ip os neiNeighbor ID Pri State Dead Time Address Interface1.1.1.1 0 FULL/ - 00:00:35 12.1.1.1 Serial1/03.3.3.3 0 FULL/ - 00:00:38 23.1.1.3 Serial1/1⼀台OSPF路由器对其他OSPF路由器的跟踪需要每台路由器都提供⼀个路由器ID，路由器ID在OSPF区域内惟⼀标识⼀台路由器的IP地址,Cisco路由器通过下⾯的⽅法得到它的路由器ID:1）⼿⼯指定Route-ID x.x.x.x（可任意，但区域内不能重复）　2）⾃动选择最⼤的Loopback IP作route-id　3）⾃动选择最⼤的物理接⼝IP（接⼝必须是激活状态）推荐⼿⼯指定的router-id这⾥，使⽤Loopback接⼝作为路由器ID有两个好处:(1):Loopback接⼝⽐任何其他物理接⼝更稳定，只有整个路由器失效进它才会失效(2):⽹络管理只在预先分配和识别作为路由器ID的地址时有更多的回旋余地其实，Loopback接⼝的⼀个主要好处在于它具有更好控制路由器ID能⼒.OSPF开销值计算：·OSPF Cost = 10^8/BW (bps)⼏种常⽤接⼝的COST值：1、环回⼝的COST值是12、serial⼝的COST值是643、标准以太接⼝是104、快速以太接⼝是1SPF算法：最短路径优先算法1、在⼀个区域内的所有路由器有同样的LSDB2、每⼀个路由器在计算时都将⾃已做为树根3、具有去往⽬标的最低cost值的路由是最好的路径4、最好的路由被放⼊转发表·OSPF的报⽂：1：数据包头部：所有OSPF数据包都是由⼀个24个⼋位组字节的头部开始的，如下图所⽰:这⾥，如果认证类型=2。

ospf协议的工作原理OSPF（Open Shortest Path First）协议是一个用于路由选择的链路状态路由协议，它通过收集链路信息并计算最短路径来确定网络中的最佳路径。

OSPF协议的工作原理如下：1. 邻居发现：启动OSPF路由器会发送Hello消息来探测相邻路由器，通过相互交换Hello消息来建立邻居关系。

邻居关系是通过比较OSPF路由器配置中的OSPF区域号、认证密码和虚拟链路等参数来判断的。

2. 路由器地图：每个OSPF路由器维护一个链路状态数据库（Link State Database，LSDB），其中存储了与其他路由器相邻链路的信息。

这些信息包括链路的状态、度量值（通常是链路带宽）和与链路关联的路由器。

3. 路由计算：每个OSPF路由器使用Dijkstra算法在链路状态数据库上进行计算，以确定到达网络中其他路由器的最短路径。

该算法通过比较路径的度量值来选择最佳路径。

4. 路由更新：一旦计算出最短路径，OSPF将把这些路径信息发送给相邻路由器。

路由器之间使用链路状态更新（Link State Update）消息来交换路由信息。

5. 路由表生成：每个OSPF路由器使用从相邻路由器接收到的链路状态更新消息来更新其路由表。

它选择最佳路径并将其添加到路由表中。

6. 路径维护：OSPF协议不仅在路由计算时选择最佳路径，还在路径维护过程中对网络进行监控。

当链路状态发生变化（例如断开连接、带宽变化等）时，OSPF会使用链路状态通告（Link State Advertisement）消息更新链路状态数据库，并重新计算路径。

通过上述步骤，OSPF协议能够建立网络中的最佳路径，并在网络发生变化时及时更新路径信息，确保数据在网络中的快速传输。

OSPF内容概要1．概述OSPF是一个内部网关协议，用于在单一自治系统内决策路由。

它是基于链路状态的路由协议，链路状态是指路由器接口或链路的参数。

这些参数是接口的物理条件：包括接口是Up还是Down、接口的IP地址、分配给接口的子网掩码、接口所连的网络,以及使用路由器的网络连接的相关费用。

OSPF与其他路由器交换交换信息,但所交换的不是路由，而是链路状态。

OSPF路由器不是告知其他路由器可以到达哪些网络及距离是多少,而是告知它的网络链路状态，这些接口所连的网络及使用这些接口的费用。

各个路由器都有其自身的链路状态,称为本地链路状态，这些本地链路状态在OSPF路由域内传播，直到所有的OSPF路由器都有完整而等同的链路状态数据库为止。

一旦每个路由器都接收到所有的链路状态,每个路由器可以构造一棵树，以它自己为根,而分支表示到AS 中所有网络的最短的或费用最低的路由。

OSPF对于规模巨大的网络,通常将网络划分成多个OSPF区域，并只要求路由器与同一区域的路由器交换链路状态，而在区域边界路由器上交换区域内的汇总链路状态，这样可以减少传播的信息量，且使最短路径计算强度减少。

在区域划分时，必须要有一个骨干区域（即区域0），其它非0或非骨干区域与骨干区域必须要有物理或者逻辑连接。

当有物理连接时，必须有一个路由器，它的一个接口在骨干区，而另一个接口在非骨干区。

当非骨干区不可能与物理连接到骨干区时，必须定义一个逻辑的或虚拟链路，虚拟链路由两个端点和一个传输区来定义,其中一个端点是路由器接口，是骨干区域的一部分,另一端点也是一个路由器接口，但在与骨干区没有物理连接的非骨干区域中.传输区是一个区域，介于骨干区域与非骨干区域之间。

2．术语在OSPF中，经常要使用以下术语：Router ID（路由器ID)：用于标识每个路由器的32位数.通常，将最高的IP地址分配给路由器ID。

如果在路由器上使用了回送接口,则路由器ID是回送接口的最高IP地址，不管物理接口的IP地址。

ospf协议的工作原理OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），它用于在自治系统内部路由器之间进行动态路由选择。

以下是OSPF协议的工作原理：1. 邻居发现：OSPF路由器通过发送Hello报文来发现相邻的OSPF路由器，并建立邻居关系。

当两个路由器在相同的网络上收到对方的Hello报文时，它们就会成为邻居。

2. 路由器状态：每个OSPF路由器都会维护一个链路状态数据库（Link State Database），其中包含该路由器所知的所有网络和链路的状态信息。

这些信息包括链路带宽、延迟、可靠性等。

3. 链路状态广播：OSPF路由器通过发送链路状态广播（LSA）将自己的链路状态信息传播给网络中的其他路由器。

LSA包含了该路由器所连接网络的拓扑信息以及链路状态。

4. 最短路径计算：每个OSPF路由器根据收到的链路状态信息计算出到达目的网络的最短路径。

OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径，其中考虑了链路的带宽、延迟等因素。

5. 路由更新：一旦计算出最短路径，OSPF路由器就会更新自己的路由表，并将更新后的路由信息传播给其他路由器。

这样，网络中的每个路由器都会拥有到达目的网络的最短路径信息。

6. 动态路由选择：OSPF路由器根据路由表中的信息选择传输数据的最佳路径。

OSPF使用最短路径优先的原则进行路由选择，选择路径时首先考虑路径的成本和可靠性。

7. 路由调整：当网络拓扑发生变化或链路状态信息发生变化时，OSPF路由器会重新计算最短路径并更新路由表。

这种动态的路由调整可以提高网络的可靠性和适应性。

总的来说，OSPF协议通过邻居发现、链路状态广播、最短路径计算和路由更新等步骤实现动态路由选择，并通过路由调整来适应网络拓扑的变化，从而提供高效、可靠的内部网关路由。

OSPF内容概要1．概述OSPF是一个内部网关协议，用于在单一自治系统内决策路由。

它是基于链路状态的路由协议，链路状态是指路由器接口或链路的参数。

这些参数是接口的物理条件：包括接口是Up 还是Down、接口的IP地址、分配给接口的子网掩码、接口所连的网络，以及使用路由器的网络连接的相关费用。

OSPF与其他路由器交换交换信息，但所交换的不是路由，而是链路状态。

OSPF路由器不是告知其他路由器可以到达哪些网络及距离是多少，而是告知它的网络链路状态，这些接口所连的网络及使用这些接口的费用。

各个路由器都有其自身的链路状态，称为本地链路状态，这些本地链路状态在OSPF路由域内传播，直到所有的OSPF路由器都有完整而等同的链路状态数据库为止。

一旦每个路由器都接收到所有的链路状态，每个路由器可以构造一棵树，以它自己为根，而分支表示到AS 中所有网络的最短的或费用最低的路由。

OSPF对于规模巨大的网络，通常将网络划分成多个OSPF区域，并只要求路由器与同一区域的路由器交换链路状态，而在区域边界路由器上交换区域内的汇总链路状态，这样可以减少传播的信息量，且使最短路径计算强度减少。

在区域划分时，必须要有一个骨干区域（即区域0），其它非0或非骨干区域与骨干区域必须要有物理或者逻辑连接。

当有物理连接时，必须有一个路由器，它的一个接口在骨干区，而另一个接口在非骨干区。

当非骨干区不可能与物理连接到骨干区时，必须定义一个逻辑的或虚拟链路，虚拟链路由两个端点和一个传输区来定义，其中一个端点是路由器接口，是骨干区域的一部分，另一端点也是一个路由器接口，但在与骨干区没有物理连接的非骨干区域中。

传输区是一个区域，介于骨干区域与非骨干区域之间。

2．术语在OSPF中，经常要使用以下术语：Router ID（路由器ID）：用于标识每个路由器的32位数。

通常，将最高的IP地址分配给路由器ID。

如果在路由器上使用了回送接口，则路由器ID是回送接口的最高IP地址，不管物理接口的IP地址。

OSPFv3的原理和应用1. OSPFv3简介OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）是一种用于IPv6网络的动态路由协议。

它是IPv6网络中最常用的内部网关协议（IGP），用于计算和选择最佳路径，实现IPv6网络的自动路由分发。

2. OSPFv3的工作原理OSPFv3基于链路状态路由协议（Link State Routing Protocol），通过交换链路状态信息来计算网络中的最短路径。

下面是OSPFv3的工作原理的步骤：1.邻居发现：路由器通过发送Hello消息来建立与相邻路由器的邻居关系。

Hello消息中包含路由器的标识和接口及其启用OSPFv3状态的信息。

2.建立邻居关系：当两个路由器接收到对方的Hello消息，并验证消息中的信息正确时，它们就会建立邻居关系。

邻居关系的建立要求路由器具有相同的Area ID。

3.链路状态数据库同步：邻居关系建立后，路由器会交换链路状态数据库（Link State Database）中的信息，使路由器之间的数据库保持同步。

链路状态数据库记录了网络中所有路由器和链路的信息。

4.最短路径计算：路由器使用Dijkstra算法来计算网络中的最短路径。

该算法基于链路状态数据库中的信息，通过计算最短路径树来确定每个目的地的最短路径。

5.路由表更新：最短路径计算完成后，每个路由器都会更新自己的路由表，将所选的最佳路径添加到路由表中。

这样，路由器就能够根据路由表中的信息来转发数据包。

3. OSPFv3的应用OSPFv3广泛应用于IPv6网络中，为网络提供高效的动态路由功能。

下面是OSPFv3在实际应用中的几个方面：1.企业网络：OSPFv3被广泛用于企业网络中，特别是大型企业网络。

它能够自动计算最佳路由，确保数据在网络中的快速传输。

2.服务提供商网络：许多大型互联网服务提供商（ISP）使用OSPFv3作为核心路由协议，以提供高可靠性和高性能的网络连接。

CCNP OSPF协议详解/1192852/278415OSPF（Open Shortest Path Fitst，ospf）开放最短路径优先协议,是由Internet 工程任务组开发的路由选择协议，公用协议，任何厂家的设备。

链路状态路由协议（也可以说OSPF）工作原理：每台路由器通过使用Hello报文与它的邻居之间建立邻接关系每台路由器向每个邻居发送链路状态通告(LSA),有时叫链路状态报文(LSP). 每个邻居在收到LSP之后要依次向它的邻居转发这些LSP(泛洪)每台路由器要在数据库中保存一份它所收到的LSA的备份，所有路由器的数据库应该相同依照拓扑数据库每台路由器使用Dijkstra算法（SPF算法）计算出到每个网络的最短路径，并将结果输出到路由选择表中OSPF的简化原理：发Hello报文——建立邻接关系——形成链路状态数据库——SPF算法——形成路由表。

几个概念：OSPF的特征：1.快速适应网络变化2.在网络发生变化时,发送触发更新3.以较低的频率(每30分钟)发送定期更新,这被称为链路状态刷新4.支持不连续子网和CIDR5.支持手动路由汇总6.收敛时间短7.采用Cost作为度量值8.使用区域概念,这可有效的减少协议对路由器的CPU和内存的占用.9.有路由验证功能,支持等价负载均衡运行OSPF的路由器需要一个能够唯一标示自己的Router IDOSPF的网络类型：广播型网络, 比如以太网,Token Ring和FDDI,这样的网络上会选举一个DR和BDR,DR/BDR的发送的OSPF包的目标地址为224.0.0.5,运载这些OSPF包的帧的目标MAC地址为0100.5E00.0005;而除了DR/BDR以外的OSPF包的目标地址为224.0.0.6,这个地址叫AllDRoutersNBMA网络, 比如X.25,Frame Relay,和ATM,不具备广播的能力,在这样的网络上要选举DR和BDR,因此邻居要人工来指定点到多点网络，是NBMA网络的一个特殊配置,可以看成是点到点链路的集合. 在这样的网络上不选举DR和BDR点到点网络,比如T1线路,是连接单独的一对路由器的网络,点到点网络上的有效邻居总是可以形成邻接关系的,在这种网络上,OSPF包的目标地址使用的是224.0.0.5,这个组播地址称为AllSPFRouters虚链接，它被认为是没有编号的点到点网络的一种特殊配置.OSPF报文以单播方式发送OSPF的DR（指定路由）与BDR（备份路由）：通过组播发送Hello报文具有最高OSPF优先级的路由器会被选为DR（255最高）如果OSPF优先级相同具有最高路由器ID，路由器会被选为DRDR与BDR的选举过程？1. 在和邻居建立双向通信之后,检查邻居的Hello包中Priority,DR和BDR字段,列出所有可以参与DR/BDR选举的邻居.所有的路由器声明它们自己就是DR/BDR(Hello包中DR字段的值就是它们自己的接口地址;BDR字段的值就是它们自己的接口地址)2. 从这个有参与选举DR/BDR权的列表中,创建一组没有声明自己就是DR的路由器的子集(声明自己是DR的路由器将不会被选举为BDR)3. 如果在这个子集里,不管有没有宣称自己就是BDR,只要在Hello包中BDR字段就等于自己接口的地址,优先级最高的就被选举为BDR;如果优先级都一样,RID最高的选举为BDR4. 如果在Hello包中DR字段就等于自己接口的地址,优先级最高的就被选举为DR;如果优先级都一样,RID最高的选举为DR;如果没有路由器宣称自己就是DR,那么新选举的BDR就成为DR5. 要注意的是,当网络中已经选举了DR/BDR后,又出现了1台新的优先级更高的路由器,DR/BDR是不会重新选举的6. DR/BDR选举完成后,其他Rother只和DR/BDR形成邻接关系.所有的路由器将组播Hello包到224.0.0.5,以便它们能跟踪其他邻居的信息.其他Rother只组播update packet到224.0.0.6,只有DR/BDR监听这个地址 .一旦出问题,反过来,DR将使用224.0.0.5泛洪更新到其他路由器OSPF路由器在完全邻接之前,所经过的几个状态:1.Down: 初始化状态2.Attempt: 只适于NBMA网络,在NBMA网络中邻居是手动指定的,在该状态下,路由器将使用HelloInterval取代PollInterval来发送Hello包3.Init: 表明在DeadInterval里收到了Hello包,但是2-Way通信仍然没有建立起来4.two-way: 双向会话建立5.ExStart: 信息交换初始状态,在这个状态下,本地路由器和邻居将建立Master/Slave关系,并确定DD Sequence Number,接口等级高的的成为Master6.Exchange: 信息交换状态,本地路由器向邻居发送数据库描述包,并且会发送LSR用于请求新的LSA7.Loading: 信息加载状态,本地路由器向邻居发送LSR用于请求新的LSA8.Full: 完全邻接状态,这种邻接出现在Router LSA和Network LSA中在OSPF协议的环境下，区域(Area)是一组逻辑上的OSPF路由器和链路，区域是通过一个32位的区域ID(Area ID)来识别的OSPF的区域：在一个区域内的路由器将不需要了解它们所在区域外部的拓扑细节。

ospf协议
OSPF协议（Open Shortest Path First Protocol）是一种面向链路状态的内部网关协议（IGP），它是一种开放式协议，由IETF（Internet Engineering Task Force）定义。

OSPF协议广泛应用于大型企业和ISP互联网的路由器之间的通信。

它可以与其他IP路由协议（如RIP、BGP和EIGRP等）结合使用，但通常情况下仅与其自身配套的OSPF协议结合使用。

OSPF协议是一种动态路由协议，能够通过计算网络中各个节点的最短路径，自适应地选择网络中最优的路径。

它使用“链路状态”信息来计算路由表，并交换信息以使所有路由器都维护相同的链路状态数据库（LSDB）。

OSPF协议使用“区域”定义实现路由器自治域之间更平滑的划分。

OSPF网络可以分成许多区域，每个区域可以配置自己的路由器。

在一个区域内，较少的LSA会减少大量的网络负载和Cpu利用率。

当路由器A需要向路由器B发送一个数据包，但是路由器A没有直接和B相连，它会查找LSDB来找到最短路径。

当它找到该路径时，OSPF协议将在LSDB上的路由器中查找它需要经过的路由器并转发该数据包。

OSPF协议的主要优点是：1.可以通过控制各个区域之间的出口点，实现路由器自治域之间的更平滑的划分；2.良好的扩展性，可支持上千个路由器的网络；3.可以支持多种路由协议，例如IPv4、IPv6等等；4.通过路由器间交换网络拓扑信息，快速适应网络拓扑的变化。

OSPF协议的主要缺点是：1.相对于RIP等协议，实现和运维成本更高；2.设计复杂性较高，对设备要求多。

OSPF协议（1）一、OSPF基础1、基本特点--链路状态协议路由器间交换链路状态信息，存放到LSDB--链路状态数据库中；接着每个路由器根据自己的LSDB，利用SPF算法计算路由，写入路由表中。

2、数据结构1）邻居表保存OSPF邻居信息2）拓扑表--LSDB，链路状态数据库（其中存放真正的网络拓扑信息）在相邻的路由器交换链路状态信息后，它们的LSDB应该是相同的，表明双方的LSDB已经同步。

问题：在同一个区域中，所有路由器最终的LSDB是否一致？（一致）3）IP路由表3、链路状态协议中的网络层次（区域设计的层次结构）1）链路状态路由协议需要是一种层次型的网络结构2）两层结构--传输区域（骨干区域或区域0）--普通区域（非骨干区域）思考：为什么需要分层结构？4、OSPF的区域问题：OSPF若不划分区域？每个路由器保存整个网络的拓扑信息。

1）每个路由器上需要保存较大的LSDB2）路由器之间交互的数据量较大，需要较长的时间同步3）路由表较大4）拓扑改变时，所有路由器都需要同步LSDB，之后重新计算新的路由。

OSPF划分区域的优点：1）减少路由器之间通告LSA的数据量，加速路由收敛2）减少路由表大小3）将一个区域的拓扑改变所造成的影响限制在本区域中4）划分完区域后，每个路由器的LSDB仅仅描述本区域的拓扑信息（本区域的拓扑改变不会影响其他区域）5）每个路由器利用SPF算法，只能计算出本区域的路由信息，区域间的路由信息需要通过ABR（区域边界路由器）进行交换，此时应该属于DV算法，为了避免环路的出现，则规定了严格的2层结构。

划分区域的要求：1）普通区域必须和骨干区域相邻（物理、逻辑--virtual-link）2）骨干区域（区域0）本身必须连通（物理、逻辑--virtual-link）问题：OSPF中能否在区域内部进行汇总？（无法汇总，只能在边界--ABR或ASBR 上进行汇总）问题：OSPF的区域设计为什么需要遵循两层结构？（因为OSPF区域间所交换的信息为路由信息，为避免区域间路由形成环路，故定义2层结构）5、OSPF邻接OSPF邻居、邻接1）Neighbor2）Adjacency如果相邻的路由器之间交换LSA信息，则是一个邻接状态数据链路层封装1）PPP、HDLC---点到点的网络，2个相邻的路由器应该形成full的邻接关系，需要交换LSA信息2）Ethernet----广播多路访问网络，多个路由器会形成邻居关系，为了减少LSA 通告的数据量，需要选举DR、BDRDRBDRDROther：DROther之间不会形成full关系，只会定期的发送Hello报文（为普通的邻居关系）和DR/BDR形成full的邻接关系，交换LSA信息。