带你了解动态路由协议OSPF基础

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 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 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。

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。