OSFP外殼全稱為Open Shortest Path First，也就開放的最短路徑優(yōu)先協(xié)議，因?yàn)镺SPF是由IETF開發(fā)的，它的使用不受任何廠商限制，所有人都可以使用，所以稱為開放的，而最短路徑優(yōu)先（SPF）只是OSPF的核心思想，其使用的算法是Dijkstra算法，最短路徑優(yōu)先并沒(méi)有太多特殊的含義，并沒(méi)有任何一個(gè)路由協(xié)議是最長(zhǎng)路徑優(yōu)先的，所有協(xié)議，都會(huì)選最短的。

• OSPF的流量使用IP協(xié)議號(hào)89。
• OSPF工作在單個(gè)AS，是個(gè)******的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議（Interior Gateway Protocol，即IGP）。
• OSPF對(duì)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有跳數(shù)限制，支持 Classless Interdomain Routing (CIDR)和Variable-Length Subnet Masks (VLSMs)，沒(méi)有自動(dòng)匯總功能，但可以手工在任意比特位匯總，并且手工匯總沒(méi)有任何條件限制，可以匯總到任意掩碼長(zhǎng)度。
• OSPF支持認(rèn)證，并且支持明文和MD5認(rèn)證；OSPF不可以通過(guò)Offset list來(lái)改變路由的metric。
• OSPF并不會(huì)周期性更新路由表，而采用增量更新，即只在路由有變化時(shí)，才會(huì)發(fā)送更新，并且只發(fā)送有變化的路由信息；事實(shí)上，OSPF是間接設(shè)置了周期性更新路由的規(guī)則，因?yàn)樗新酚啥际怯兴⑿聲r(shí)間的，當(dāng)達(dá)到刷新時(shí)間閥值時(shí)，該路由就會(huì)產(chǎn)生一次更新，默認(rèn)時(shí)間為1800秒，即30分鐘，所以O(shè)SPF路由的定期更新周期默認(rèn)為30分鐘。
• OSPF外殼所有路由的管理距離(Ddministrative Distance)為110，OSPF只支持等價(jià)負(fù)載均衡。
• 距離矢量路由協(xié)議的根本特征就是自己的 路由表是完全從其它路由器學(xué)來(lái)的，并且將收到的路由條目一絲不變地放進(jìn)自己的路由表，運(yùn)行距離矢量路由協(xié)議的路由器之間交換的是路由表，距離矢量路由協(xié)議 是沒(méi)有大腦的，路由表從來(lái)不會(huì)自己計(jì)算，總是把別人的路由表拿來(lái)就用；而OSPF完全拋棄了這種不可靠的算法，OSPF是典型的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，路由器之間交換的并不是路由表，而是鏈路狀態(tài)，OSPF通過(guò)獲得網(wǎng)絡(luò)中所有的鏈路狀態(tài)信息，從而計(jì)算出到達(dá)每個(gè)目標(biāo)精確的網(wǎng)絡(luò)路徑。

術(shù)語(yǔ)

Router-id

必須給每一個(gè)OSPF路由器定義一個(gè)身份，就相當(dāng)于人的名字，這就是Router-ID，并且Router-ID在網(wǎng)絡(luò)中******不可以有重名，否則路由器收到的鏈路狀態(tài)，就無(wú)法確定發(fā)起者的身份，也就無(wú)法通過(guò)鏈路狀態(tài)信息確定網(wǎng)絡(luò)位置，OSPF路由器發(fā)出的鏈路狀態(tài)都會(huì)寫上自己的Router-ID，可以理解為該鏈路狀態(tài)的簽名，不同路由器產(chǎn)生的鏈路狀態(tài)，簽名絕不會(huì)相同。
每一臺(tái)OSPF路由器只有一個(gè)Router-ID，Router-ID使用IP地址的形式來(lái)表示，確定Router-ID的方法為：
1 .手工指定Router-ID。
2 .路由器上活動(dòng)Loopback接口中IP地址******的，也就是數(shù)字******的，如C類地址優(yōu)先于B類地址，一個(gè)非活動(dòng)的接口的IP地址是不能被選為Router-ID的。
3 .如果沒(méi)有活動(dòng)的Loopback接口，則選擇活動(dòng)物理接口IP地址******的。

如果一臺(tái)路由器收到一條鏈路狀態(tài)，無(wú)法到達(dá)該Router-ID的位置，就無(wú)法到達(dá)鏈路狀態(tài)中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
Router-ID只在OSPF啟動(dòng)時(shí)計(jì)算，或者重置OSPF進(jìn)程后計(jì)算。

Cost

OSPF使用接口的帶寬來(lái)計(jì)算Metric，例如一個(gè)10 Mbit/s的接口，計(jì)算Coast的方法為：
將10 Mbit換算成bit，為10 000 000 bit，然后用10000 0000除以該帶寬，結(jié)果為 10000 0000/10 000 000 bit = 10，所以一個(gè)10 Mbit/s的接口，OSPF認(rèn)為該接口的Metric值為10，需要注意的是，計(jì)算中，帶寬的單位取bit/s，而不是Kbit/s，例如一個(gè)100 Mbit/s的接口，Cost 值為 10000 0000 /100 000 000=1，因?yàn)镃ost值必須為整數(shù)，所以即使是一個(gè)1000 Mbit/s（1GBbit/s）的接口，Cost值和100Mbit/s一樣，為1。如果路由器要經(jīng)過(guò)兩個(gè)接口才能到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，那么很顯然，兩個(gè)接口的Cost值要累加起來(lái)，才算是到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的Metric值，所以O(shè)SPF路由器計(jì)算到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的Metric值，必須將沿途中所有接口的Cost值累加起來(lái)，在累加時(shí)，同EIGRP一樣，只計(jì)算出接口，不計(jì)算進(jìn)接口。

• OSPF會(huì)自動(dòng)計(jì)算接口上的Cost值，但也可以通過(guò)手工指定該接口的Cost值，手工指定的優(yōu)先于自動(dòng)計(jì)算的值。
• OSPF計(jì)算的Cost，同樣是和接口帶寬成反比，帶寬越高，Cost值越小。到達(dá)目標(biāo)相同Cost值的路徑，可以執(zhí)行負(fù)載均衡，最多6條鏈路同時(shí)執(zhí)行負(fù)載均衡。

鏈路（Link）

就是路由器上的接口，在這里，應(yīng)該指運(yùn)行在OSPF進(jìn)程下的接口。

鏈路狀態(tài)（Link-State）

鏈路狀態(tài)（LSA）就是OSPF接口上的描述信息，例如接口上的IP地址，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)絡(luò)類型，Cost值等等，OSPF路由器之間交換的并不是路由表，而是鏈路狀態(tài)（LSA），OSPF通過(guò)獲得網(wǎng)絡(luò)中所有的鏈路狀態(tài)信息，從而計(jì)算出到達(dá)每個(gè)目標(biāo)精確的網(wǎng)絡(luò)路徑。OSPF路由器會(huì)將自己所有的鏈路狀態(tài)毫不保留地全部發(fā)給鄰居，鄰居將收到的鏈路狀態(tài)全部放入鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（Link-State Database），鄰居再發(fā)給自己的所有鄰居，并且在傳遞過(guò)程種，******不會(huì)有任何更改。通過(guò)這樣的過(guò)程，最終，網(wǎng)絡(luò)中所有的OSPF路 由器都擁有網(wǎng)絡(luò)中所有的鏈路狀態(tài)，并且所有路由器的鏈路狀態(tài)應(yīng)該能描繪出相同的網(wǎng)絡(luò)拓樸。

OSPF區(qū)域

因?yàn)镺SPF路由器之間會(huì)將所有的鏈路狀態(tài)（LSA）相互交換，毫不保留，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模達(dá)到一定程度時(shí)，LSA將形成一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，勢(shì)必會(huì)給OSPF計(jì)算帶來(lái)巨大的壓力；為了能夠降低OSPF計(jì)算的復(fù)雜程度，緩存計(jì)算壓力，OSPF采用分區(qū)域計(jì)算，將網(wǎng)絡(luò)中所有OSPF路由器劃分成不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域負(fù)責(zé)各自區(qū)域精確的LSA傳遞與路由計(jì)算，然后再將一個(gè)區(qū)域的LSA簡(jiǎn)化和匯總之后轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)區(qū)域，這樣一來(lái)，在區(qū)域內(nèi)部，擁有網(wǎng)絡(luò)精確的LSA，而在不同區(qū)域，則傳遞簡(jiǎn)化的LSA。區(qū)域的劃分為了能夠盡量設(shè)計(jì)成無(wú)環(huán)網(wǎng)絡(luò)，所以采用了Hub-Spoke的拓樸架構(gòu)，也就是采用核心與分支的拓樸


區(qū)域的命名可以采用整數(shù)數(shù)字，如1、2、3、4，也可以采用IP地址的形式，0.0.0.1、0.0.0.2，因?yàn)椴捎昧薍ub-Spoke的架構(gòu)，所以必須定義出一個(gè)核心，然后其它部分都與核心相連，OSPF的區(qū)域0就是所有區(qū)域的核心，稱為BackBone 區(qū)域（骨干區(qū)域），而其它區(qū)域稱為Normal 區(qū)域（常規(guī)區(qū)域），在理論上，所有的常規(guī)區(qū)域應(yīng)該直接和骨干區(qū)域相連，常規(guī)區(qū)域只能和骨干區(qū)域交換LSA，常規(guī)區(qū)域與常規(guī)區(qū)域之間即使直連也無(wú)法互換LSA，如上圖中Area 1、Area 2、Area 3、Area 4只能和Area 0互換LSA，然后再由Area 0轉(zhuǎn)發(fā)，Area 0就像是一個(gè)中轉(zhuǎn)站，兩個(gè)常規(guī)區(qū)域需要交換LSA，只能先交給Area 0，再由Area 0轉(zhuǎn)發(fā)，而常規(guī)區(qū)域之間無(wú)法互相轉(zhuǎn)發(fā)。
OSPF區(qū)域是基于路由器的接口劃分的，而不是基于整臺(tái)路由器劃分的，一臺(tái)路由器可以屬于單個(gè)區(qū)域，也可以屬于多個(gè)區(qū)域.


如果一臺(tái)OSPF路由器屬于單個(gè)區(qū)域，即該路由器所有接口都屬于同一個(gè)區(qū)域，那么這臺(tái)路由器稱為Internal Router（IR），如上圖中的R2，R3和R4；如果一臺(tái)OSPF路由器屬于多個(gè)區(qū)域，即該路由器的接口不都屬于一個(gè)區(qū)域，那么這臺(tái)路由器稱為Area Border Router （ABR），如上圖中的R1，ABR可以將一個(gè)區(qū)域的LSA匯總后轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)區(qū)域；如果一臺(tái)OSPF路由器將外部路由協(xié)議重分布進(jìn)OSPF，那么這臺(tái)路由器稱為Autonomous System Boundary Router （ASBR），如上圖中，R5將EIGRP重分進(jìn)OSPF，那么R5就是ASBR，但是如果只是將OSPF重分布進(jìn)其它路由協(xié)議，則不能稱為ASBR。

可以配置任何OSPF路由器成為ABR或ASBR。

由于OSPF有著多種區(qū)域，所以O(shè)SPF的路由在路由表中也以多種形式存在，共分以下幾種：

• 如果是同區(qū)域的路由，叫做Intra-Area Route，在路由表中使用O來(lái)表示；
• 如果是不同區(qū)域的路由，叫做Inter-Area Route或Summary Route，在路由表中使用O IA來(lái)表示；
• 如果并非OSPF的路由，或者是不同OSPF進(jìn)程的路由，只是被重分布到OSPF的，叫做External Route，在路由表中使用O E2或OE 1來(lái)表示。

當(dāng)存在多種路由可以到達(dá)同一目的地時(shí)，OSPF將根據(jù)先后順序來(lái)選擇要使用的路由，所有路由的先后順序?yàn)椋?br style="box-sizing:border-box;outline:0px;word-wrap:break-word;" /> Intra-Area — Inter-Area — External E1 — External E2，即 O — O IA — O E1 — O E2。

一臺(tái)路由器可以運(yùn)行多個(gè)OSPF進(jìn)程，不同進(jìn)程的OSPF，可視為沒(méi)有任何關(guān)系，如需要獲得相互的路由信息，需要重分布。
每個(gè)OSPF進(jìn)程可以有多個(gè)區(qū)域，而路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是分進(jìn)程和分區(qū)域存放的。

鄰居（Neighbor）

OSPF只有鄰居之間才會(huì)交換LSA，路由器會(huì)將鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的內(nèi)容毫不保留地發(fā)給所有鄰居，要想在OSPF路由器之間交換LSA，必須先形成OSPF鄰居，OSPF鄰居靠發(fā)送Hello包來(lái)建立和維護(hù)，Hello包會(huì)在啟動(dòng)了OSPF的接口上周期性發(fā)送，在不同的網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)送Hello包的間隔也會(huì)不同，當(dāng)超過(guò)4倍的Hello時(shí)間，也就是Dead時(shí)間過(guò)后還沒(méi)有收到鄰居的Hello包，鄰居關(guān)系將被斷開。
兩臺(tái)OSPF路由器必須滿足4個(gè)條件，才能形成OSPF鄰居，4個(gè)必備條件如下：
1.Area-id（區(qū)域號(hào)碼）
即路由器之間必須配置在相同的OSPF區(qū)域，否則無(wú)法形成鄰居。
2.Hello and Dead Interval（Hello時(shí)間與Dead時(shí)間）
即路由器之間的Hello時(shí)間和Dead時(shí)間必須一致，否則無(wú)法形成鄰居。
3.Authentication（認(rèn)證）
路由器之間必須配置相同的認(rèn)證密碼，如果密碼不同，則無(wú)法形成鄰居。
4.Stub Area Flag（末節(jié)標(biāo)簽）
路由器之間的末節(jié)標(biāo)簽必須一致，即處在相同的末節(jié)區(qū)域內(nèi)，否則無(wú)法形成鄰居。

OSPF只能使用接口的Primary地址建立鄰居，不能使用Secondary建立鄰居。
路由器雙方接口要么都為手工配置地址（Numbered），要么都為借用地址（Unnumbered），否則無(wú)法建立鄰居。

鄰接（Adjacency）

兩臺(tái)OSPF路由器能夠形成鄰居，但并不一定能相互交換LSA，只要能交換LSA，關(guān)系則稱為鄰接（Adjacency）。鄰居之間只交換Hello包，而鄰接（Adjacency）之間不僅交換Hello包，還要交換LSA。

DR/BDR

當(dāng)多臺(tái)OSPF路由器連到同一個(gè)多路訪問(wèn)網(wǎng)段時(shí)，如果每?jī)膳_(tái)路由器之間都相互交換LSA，那么該網(wǎng)段將充滿著眾多LSA條目，為了能夠盡量減少LSA的傳播數(shù)量，通過(guò)在多路訪問(wèn)網(wǎng)段中選擇出一個(gè)核心路由器，稱為DR（Designated Router），網(wǎng)段中所有的OSPF路由器都和DR互換LSA，這樣一來(lái)，DR就會(huì)擁有所有的LSA，并且將所有的LSA轉(zhuǎn)發(fā)給每一臺(tái)路由器；DR就像是該網(wǎng)段的LSA中轉(zhuǎn)站，所有的路由器都與該中轉(zhuǎn)站互換LSA，如果DR失效后，那么就會(huì)造成LSA的丟失與不完整，所以在多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中除了選舉出DR之外，還會(huì)選舉出一臺(tái)路由器作為DR的備份，稱為BDR（Backup Designated Router），BDR在DR不可用時(shí)，代替DR的工作，而既不是DR，也不是BDR的路由器稱為Drother，事實(shí)上，Dother除了和DR互換LSA之外，同時(shí)還會(huì)和BDR互換LSA


上圖中R1被選為DR，R2被選為BDR，而R3和R4為Drother，R3同時(shí)和R1與R2互換LSA，R4也同時(shí)和R1與R2互換LSA，但R3與R4卻不能互換LSA。
其實(shí)不難看出，DR與BDR并沒(méi)有任何本質(zhì)與功能的區(qū)別，只有在多路訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，才需要DR和BDR，DR與BDR的選舉是在一個(gè)二層網(wǎng)段內(nèi)選舉的，即在多個(gè)路由器互連的接口范圍內(nèi)，與OSPF區(qū)域沒(méi)有任何關(guān)系，一個(gè)區(qū)域可能有多個(gè)多路訪問(wèn)網(wǎng)段，那么就會(huì)存在多個(gè)DR和BDR，但一個(gè)多路訪問(wèn)網(wǎng)段，只能有一個(gè)DR和BDR；選舉DR和BDR的規(guī)則為：
比較接口優(yōu)先級(jí)
選舉優(yōu)先級(jí)******的成為DR，優(yōu)先級(jí)數(shù)字越大，表示優(yōu)先級(jí)越高，被選為DR的幾率就越大，次優(yōu)先級(jí)的為BDR，優(yōu)先級(jí)范圍是0-255，默認(rèn)為1，優(yōu)先級(jí)為0表示沒(méi)有資格選舉DR和BDR。
Route-Id大小
如果在優(yōu)先級(jí)都相同的情況下，Route-Id ******的成為DR，其次是BDR，數(shù)字越大，被選為DR的幾率就越大。

因?yàn)樗新酚善鞫寄芘cDR和BDR互換LSA，所以所有路由器都與DR和BDR是鄰接（Adjacency）關(guān)系，而Drother與Drother之間無(wú)法互換LSA，所以Drother與Drother之間只是鄰居關(guān)系。

在一個(gè)多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中，選舉DR和BDR是有時(shí)間限制的，該時(shí)間為Wait時(shí)間，默認(rèn)為4倍的Hello時(shí)間，即與Dead時(shí)間相同，如果OSPF路由器在超過(guò)Wait時(shí)間后也沒(méi)有其它路由器與自己競(jìng)爭(zhēng)DR與BDR的選舉，那么就選自己為DR；當(dāng)一個(gè)多路訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中選舉出DR與BDR之后，在DR與BDR沒(méi)有失效的情況下，不會(huì)進(jìn)行重新選舉，也就是在選舉出DR與BDR之后，即使有更高優(yōu)先級(jí)的路由器加入網(wǎng)絡(luò)，也不會(huì)影響DR與BDR的角色，在越出選舉時(shí)間（Wait時(shí)間）后，只有DR與BDR失效后，才會(huì)重新選舉。DR失效后，會(huì)同時(shí)重新選舉DR與BDR，而在BDR失效后，只會(huì)重新選舉BDR。
DR和BDR與Drother的數(shù)據(jù)包處理會(huì)有所不同
所有OSPF路由器，包括DR與BDR，都能夠接收和傳遞目標(biāo)地址為224.0.0.5的數(shù)據(jù)包。
只有DR和BDR才能接收和傳遞目標(biāo)地址為224.0.0.6的數(shù)據(jù)包。
由此可見，Drother路由器將數(shù)據(jù)包發(fā)向目標(biāo)地址224.0.0.6，只能被DR和BDR接收，其它Drother不能接收；而DR和BDR將數(shù)據(jù)包發(fā)向目標(biāo)地址224.0.0.5，可以被所有路由器接收。

OSPF數(shù)據(jù)包交換過(guò)程

從OSPF建立鄰居，到LSA的互換，到路由表的計(jì)算，需要經(jīng)過(guò)一系列的數(shù)據(jù)包交換過(guò)程，過(guò)程如下:
**
Hello
↓
Database Description Packets （DBD）
↓
Link-state Request （LSR）
↓
Link-state update（LSU）
↓
LSDB
**
具體情況如下:

Hello

Hello包是用來(lái)建立和維護(hù)OSPF鄰居的，要交換LSA，必須先通過(guò)Hello包建立OSPF鄰居。

Database Description Packets （DBD）

鄰居建立之后，并不會(huì)立刻就將自己鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的LSA全部發(fā)給鄰居，而是將LSA的基本描述信息發(fā)給鄰居，這就是Database Description Packets （DBD），是LSA的目錄信息，相當(dāng)于書的目錄，鄰居在看完DBD之后，就能知道哪些LSA是需要鄰居發(fā)送給自己的。

Link-state Request （LSR）

鄰居在看完發(fā)來(lái)的LSA描述信息（DBD）之后，就知道哪些LSA是需要鄰居發(fā)送給自己的，自己就會(huì)向鄰居發(fā)送LSA請(qǐng)求（LSR），告訴鄰居自己需要哪些LSA。

Link-state update（LSU）

當(dāng)鄰居收到其它路由器發(fā)來(lái)的LSA請(qǐng)求（LSR）之后，就知道對(duì)方需要哪些LSA，然后根據(jù)LSR，將完整的LSA內(nèi)容全部發(fā)給鄰居，以供計(jì)算路由表。

LSDB

就是已經(jīng)收到了所有需要鄰居發(fā)給自己的LSA，這時(shí)的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)達(dá)到收斂狀態(tài)。

OSPF啟動(dòng)過(guò)程

路由器從啟動(dòng)OSPF進(jìn)程，到根據(jù)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出路由表，同樣需要經(jīng)歷一系列的啟動(dòng)過(guò)程，總共有8種可能的啟動(dòng)過(guò)程，但并不是一定會(huì)經(jīng)歷這8個(gè)過(guò)程，具體過(guò)程如下：
Down → Attempt → Init → Two-way → Exstart → Exchange → Loading → Full

每個(gè)過(guò)程詳細(xì)情況如下：

Down

路由器剛剛啟動(dòng)OSPF進(jìn)程，還沒(méi)有從任何路由器收到任何數(shù)據(jù)包，Hello包也沒(méi)有收到，在此進(jìn)程，可以向外發(fā)送Hello包，以試圖發(fā)現(xiàn)鄰居。

Attempt

因?yàn)镺SPF使用組播發(fā)送數(shù)據(jù)包，如使用組播發(fā)送Hello包，如果Hello包不能發(fā)出去被其它路由器收到，就不能和其它路由器建立OSPF鄰居；在一些組播不能發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)中，例如幀中繼這樣的非廣播網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，組播不能夠傳遞，在這種情況下，就需要指定OSPF使用單播向鄰居發(fā)送Hello包，以此試圖和指定的鄰居建立OSPF鄰居關(guān)系，在此狀態(tài)下，OSPF稱為Attempt狀態(tài)。

Init

只是OSPF路由器一方收到了另一方的Hello，但并沒(méi)有雙方都交換Hello，也就是對(duì)方的Hello中還沒(méi)有將自己列為鄰居。

Two-way

雙方都已經(jīng)交換了Hello信息，并且從Hello中看到對(duì)方已經(jīng)將自己列為鄰居，此狀態(tài)，就表示OSPF鄰居關(guān)系已經(jīng)建立，并且如果是需要選舉DR和BDR的話，也已經(jīng)選舉出來(lái)，但OSPF鄰居之間并不一定就會(huì)交換LSA，如果不需要交換LSA，則永遠(yuǎn)停留在此狀態(tài)，如果需要形成鄰接并互相交換LSA，則狀態(tài)繼續(xù)往下進(jìn)行。（比如Drother與Drother之間將永遠(yuǎn)停留在Two-way狀態(tài)，因?yàn)镈rother與Drother之間不需要交換LSA。）

Exstart

因?yàn)樵贠SPF鄰居之間交換完整的LSA之前，會(huì)先發(fā)送Database Description Packets （DBD），Link-state Request （LSR）等數(shù)據(jù)包，鄰居之間是誰(shuí)先發(fā)，誰(shuí)后發(fā)，需要確定順序，在Exstart狀態(tài)，就是確定鄰居之間的主從關(guān)系（Master—Slave關(guān)系），Router-ID數(shù)字大的為主路由器，另一端為從路由器，由主路由器先向從路由器發(fā)送信息。在選舉DR與BDR的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，并不一定DR就是主路由器，BDR就是從路由器，因?yàn)镈R和BDR可以通過(guò)調(diào)整接口優(yōu)先級(jí)來(lái)控制，所以DR也許是因?yàn)閮?yōu)先級(jí)比BDR高，而Router-ID并不比BDR高。

在任何網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，OSPF在交換LSA之前，都需要確定主從關(guān)系。

Exchange

就是交換Database Description Packets （DBD）的過(guò)程，DBD只是LSA的簡(jiǎn)單描述，只包含LSA的一些頭部信息，收到DBD的路由器會(huì)和自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)作對(duì)比，確定需要哪些LSA的完整信息，就會(huì)發(fā)送LSR請(qǐng)求給鄰居。

Loading

鄰居根據(jù)收到的LSR（Link-State Request），向?qū)Ψ交貜?fù)Link-state update（LSU）。

Full

等到OSPF都收到了鄰居回復(fù)的所有Link-state update（LSU），那么此時(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)就變成了收斂狀態(tài)，此狀態(tài)就是Full狀態(tài)，但此時(shí)只是數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)同步，但路由表卻還在計(jì)算當(dāng)中。

除了Two-way和Full這兩個(gè)狀態(tài)，鄰居停留在任何狀態(tài)，都是不正常。

OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type）

OSPF是一個(gè)在各方面都考慮比較周全的路由協(xié)議，也會(huì)因此將該協(xié)議變得更為復(fù)雜化，OSPF并不像RIP與EIGRP那樣，RIP與EIGRP在運(yùn)行時(shí)，并不考慮OSI模型在二層所定義的內(nèi)容，即并不關(guān)心二層的鏈路介質(zhì)類型，而OSPF在運(yùn)行時(shí)，必須考慮鏈路層的類型，稱為OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type），對(duì)于不同二層介質(zhì)類型，OSPF將有不同的操作和運(yùn)行過(guò)程，網(wǎng)絡(luò)類型，可分為如下幾種：

• 點(diǎn)到點(diǎn)（Point-To-Point）
• 點(diǎn)到多點(diǎn)（Point-To-Multipoint ）
• 廣播（Broadcast ）
• 非廣播（Non-Broadcast ）
• 點(diǎn)到多點(diǎn)非廣播（Point-To-Multipoint Non-Broadcast）

對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)類型，將會(huì)影響到OSPF的Hello時(shí)間與Dead時(shí)間，關(guān)系到DR與BDR的選舉與否，影響到OSPF鄰居是自動(dòng)建立還是手工建立，總結(jié)如下:

OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type）是根據(jù)二層鏈路層的介質(zhì)決定的，但也可以手工定義網(wǎng)絡(luò)類型，因此可以在各類型之間手工切換。
OSPF鄰居的成功建立，并不要求雙方網(wǎng)絡(luò)類型一致，但雙方網(wǎng)絡(luò)類型不一致，將可能導(dǎo)致鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的條目無(wú)法進(jìn)入路由表。

OSPF鏈路類型（Link Type）

OSPF確實(shí)因?yàn)榭紤]問(wèn)題的全面，而導(dǎo)致路由協(xié)議的復(fù)雜，OSPF不僅因?yàn)椴煌亩渔溌穼咏橘|(zhì)定義了不同的OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type），還因?yàn)殒溌飞系泥従?，而定義了OSPF鏈路類型（Link Type） 。

OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type）是完全根據(jù)二層鏈路層的介質(zhì)決定的，而OSPF鏈路類型（Link Type）不僅受二層鏈路層介質(zhì)的影響，還受到鏈路中OSPF鄰居的影響，同時(shí)還影響到LSA，因此變得復(fù)雜。

OSPF鏈路類型（Link Type）不會(huì)影響人們操作OSPF，所以可以選擇不深入理解OSPF鏈路類型（Link Type），但OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type）卻影響到OSPF的操作，OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type）必須理解和牢記。
OSPF鏈路類型（Link Type）與OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type）沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，沒(méi)有因果關(guān)系.

OSPF鏈路類型（Link Type）分為以下幾種：

Stub Network Link

在一個(gè)網(wǎng)段中只有一臺(tái)OSPF路由器的情況下，該網(wǎng)段被OSPF鏈路類型定義為Stub Network Link；因?yàn)橐粋€(gè)網(wǎng)段中只有一臺(tái)OSPF路由器，所以在這個(gè)網(wǎng)段就不可能有OSPF鄰居，一個(gè)接口被通告進(jìn)OSPF，無(wú)論其二層鏈路是什么介質(zhì)，只要在該接口上沒(méi)有OSPF鄰居，那么就是Stub Network Link；Loopback接口永遠(yuǎn)被定義為Stub Network Link，默認(rèn)使用32位掩碼表示，無(wú)論將Loopback接口改為哪種OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type），始終改變不了它的OSPF鏈路類型（Link Type）屬性，但可以改變它在LSA中的掩碼長(zhǎng)度。

Point-To-Point Link

OSPF網(wǎng)絡(luò)類型（Network Type）為Point-To-Point的接口，OSPF鏈路類型（Link Type）為Point-To-Point Link，但Loopback接口除外；而網(wǎng)絡(luò)類型為點(diǎn)到多點(diǎn)（Point-To-Multipoint）的接口，同樣鏈路類型也為Point-To-Point Link。

Point-To-Point Link可以是手工配置的地址（Numbered），也可以是借用的地址（Unnumbered），也可以是物理接口或邏輯子接口。

Transit Link

擁有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上OSPF路由器的鏈路，簡(jiǎn)單理解為有鄰居的OSPF接口就是Transit Link，但網(wǎng)絡(luò)類型為Point-To-Point和點(diǎn)到多點(diǎn)（Point-To-Multipoint）的接口除外，因?yàn)樗鼈儽欢x為Point-To-Point Link。

Virtual link

就是OSPF虛鏈路（Virtual Link），但希奇的是，虛鏈路（Virtual Link）被定義為手工配置的地址（Numbered）的Point-To-Point Link。

OSPF外部路由

OSPF同其它路由協(xié)議一樣，可以將其它外部協(xié)議的路由信息或其它OSPF進(jìn)程的路由信息重分布進(jìn)自己的域內(nèi)，這樣的路由在OSPF域內(nèi)就是OSPF外部路由（External Route），在路由表中的表示方法和OSPF自己的路由會(huì)有所不同，因?yàn)镺SPF外部路由可以分為兩類，分為Type 2和Type 1，所以在路由表中分別表示為OE2和OE1。

OE2與OE1在路由條目上沒(méi)有任何區(qū)別，只是對(duì)于路由的Metric值計(jì)算有區(qū)別；類型為OE2的外部路由，在該路由進(jìn)入OSPF之前的Metric值為多少，進(jìn)入OSPF域后，所有OSPF路由器看到關(guān)于該路由的Metric值全部相同，不會(huì)再為該路由增加任何Metric值，OE2默認(rèn)Metric值為20。而OE1的路由在OSPF路由器上的Metric值包含該路由進(jìn)入OSPF域之前的Metric值，再加上在OSPF域內(nèi)傳遞的Metric值，也就是到達(dá)外部路由的Metric值為到達(dá)ASBR的Metric值再加上進(jìn)入OSPF域之前的Metric值之和，不同OSPF路由器看到OE1的路由的Metric值可能會(huì)有不同。如下圖：


在上圖中，R5將EIGRP重分布進(jìn)OSPF，如果使用OE2類型重分布進(jìn)OSPF，并且取默認(rèn)Metric值20，那么OSPF域內(nèi)的路由器R1，R2，R3，R4，R5看到外部路由的Metric值全部都為20，不會(huì)有任何變化。如果使用OE1類型重分布進(jìn)OSPF，并且取默認(rèn)Metric值20，那么OSPF域內(nèi)的路由器在計(jì)算Metric值時(shí)，還會(huì)在原有Metric值的基礎(chǔ)上，再加上到達(dá)ASBR（R5）所需的Metric值，假設(shè)R1選擇從R3到R5再到外部路由，那么R1到外部路由的Metric值為20+1+10=31，所以使用OE2時(shí)，R1到外部路由的Metric值為20，而在使用OE1時(shí)，R1到外部路由的Metric值為31。

所以必須給每一個(gè)OSPF路由器定義一個(gè)身份，就相當(dāng)于人的名字，這就是Router-ID，并且Router-ID在網(wǎng)絡(luò)中******不可以有重名，否則路由器收到的鏈路狀態(tài)，就無(wú)法確定發(fā)起者的身份，也就無(wú)法通過(guò)鏈路狀態(tài)信息確定網(wǎng)絡(luò)位置，OSPF路由器發(fā)出的鏈路狀態(tài)都會(huì)寫上自己的Router-ID，可以理解為該鏈路狀態(tài)的簽名，不同路由器產(chǎn)生的鏈路狀態(tài)，簽名絕不會(huì)相同。

之前說(shuō)過(guò)，每一臺(tái)OSPF路由器都有一個(gè)Router-ID，在自己產(chǎn)生LSA時(shí)，都會(huì)在LSA中寫上自己的Router-ID，表示LSA的身份，類似于簽名，如果一臺(tái)路由器收到一條鏈路狀態(tài)，無(wú)法到達(dá)該Router-ID的位置，就無(wú)法到達(dá)鏈路狀態(tài)中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。其實(shí)，在同區(qū)域內(nèi)，每臺(tái)OSPF路由器的Router-ID對(duì)于每一臺(tái)路由器都是可達(dá)的，因?yàn)橥瑓^(qū)域內(nèi)會(huì)有精確的LSA信息，包含Router-ID，但需要說(shuō)明，同區(qū)域路由器的Router-ID并不是單獨(dú)通過(guò)LSA來(lái)通告的，而是通過(guò)精確的LSA計(jì)算出來(lái)的，也就是說(shuō)Router-ID的位置是推算出來(lái)的，但您放心，這不會(huì)有錯(cuò)；因?yàn)橥瑓^(qū)域路由器的Router-ID都有精確的路徑信息，所以網(wǎng)絡(luò)是通暢的，然而，不同區(qū)域的OSPF路由器，Router-ID是不知道的，也可以理解為Router-ID不會(huì)跨區(qū)域傳遞，那么是否就意味著不同區(qū)域的路由是不可達(dá)的呢？答案當(dāng)然是可達(dá)的，只要同區(qū)域所有路由器可達(dá)，那么不同區(qū)域自然就是可達(dá)的，理由是，不同區(qū)域是通過(guò)ABR相連的，因?yàn)锳BR連接著不同區(qū)域，所以只要各個(gè)區(qū)域路由器和ABR是通的，那么不同區(qū)域當(dāng)然可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通，所以，ABR在將一個(gè)區(qū)域的LSA轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生該LSA的Router-ID就不再是原來(lái)的Router-ID，會(huì)被修改為ABR的Router-ID，這樣一來(lái)，和ABR相通的路由器只要到達(dá)ABR，就能到達(dá)其它區(qū)域；如下圖所示：


上圖中，R2和R3是ABR，Area 0一定擁有全網(wǎng)的LSA，R2可以在Area 0與Area 2之間轉(zhuǎn)發(fā)LSA，而R3可以在Area 0與Area 1之間轉(zhuǎn)發(fā)LSA，但是對(duì)于其它區(qū)域的路由，R1無(wú)法到達(dá)，因?yàn)镽1只有Area 2每臺(tái)路由器的Router-ID，R4的情況同樣如此；最終結(jié)果是，R2在將Area 0的LSA轉(zhuǎn)發(fā)給Area 2時(shí)，已經(jīng)將所有LSA的Router-ID改成了自己的，所以所有的路由對(duì)于R1來(lái)說(shuō)，只要交給ABR（R2）即可，因?yàn)镽2能夠全網(wǎng)可達(dá)，在Area 1也是一樣，R3在將Area 0的LSA轉(zhuǎn)發(fā)給Area 1時(shí)，已經(jīng)將所有LSA的Router-ID改成了自己的，所以所有的路由對(duì)于R4來(lái)說(shuō)，只要交給ABR（R3）即可，由此可見，OSPF中，不同區(qū)域之間的路由互通，是由于ABR在轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域是的LSA時(shí)，將LSA的Router-ID改成了自己的Router-ID，才使得該區(qū)域可以與其它區(qū)域通信，如果沒(méi)有ABR這種自動(dòng)修改Router-ID的行為，那么OSPF不同區(qū)域間將會(huì)無(wú)法通信。

對(duì)于外部路由，執(zhí)行重分布的路由器同樣需要在LSA中寫上自己的Router-ID，其實(shí)就是ASBR的Router-ID，因?yàn)橥獠柯酚蓵?huì)在多個(gè)OSPF區(qū)域之間傳遞，所以會(huì)被多個(gè)ABR轉(zhuǎn)發(fā)，而ABR在轉(zhuǎn)發(fā)外部路由的LSA時(shí)，是沒(méi)有權(quán)限修改LSA的Router-ID，這樣一來(lái)，外部路由的Router-ID在所有OSPF路由器上都不會(huì)改變，永遠(yuǎn)是ASBR的Router-ID，最終造成的結(jié)果是只有與ASBR同在一個(gè)區(qū)域的路由器才能到達(dá)外部路由，因?yàn)橹挥信cASBR同在一個(gè)區(qū)域的路由器才知道如何到達(dá)ASBR的Router-ID，而其它區(qū)域的路由器對(duì)此卻無(wú)能為力；為了能夠讓OSPF所有區(qū)域都能與外部路由連通，在ABR將外部路由從ASBR所在的區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)至其它區(qū)域時(shí)，需要發(fā)送單獨(dú)的LSA來(lái)告知如何到達(dá)ASBR的Router-ID，因?yàn)锳BR將外部路由的LSA告訴了其它區(qū)域，是有義務(wù)讓它們與外部路由可達(dá)的，所以額外發(fā)送了單獨(dú)的LSA來(lái)告知如何到達(dá)ASBR的Router-ID；從這里也可以看出，任何一個(gè)ASBR所在區(qū)域外的其它區(qū)域，都必須靠ABR通告一條通往ASBR 的Router-ID的LSA，此LSA就是后面將會(huì)詳細(xì)解釋的LSA 類型的第4類。如下圖：


在上圖中，因?yàn)锳SBR（R4）將外部路由（EIGRP）重分布進(jìn)OSPF后，自己的Router-ID對(duì)于Area 1的所有路由器是可達(dá)的，但對(duì)于Area 2和Area 0中的路由器是不可達(dá)的，所以在ABR將外部路由的LSA發(fā)向Area 0和Area 2時(shí)，會(huì)額外通過(guò)單獨(dú)的LSA 4將ASBR（R4）的Router-ID發(fā)向這些區(qū)域。

OSPF外部路由有許多是需要理解的地方，外部LSA的Forward Address是一個(gè)其它LSA沒(méi)有的特征，每一條外部LSA都帶有一個(gè)Forward Address，該地址是用來(lái)告訴收到此LSA的路由器如何到達(dá)外部路由，那么一條外部路由的LSA，F(xiàn)orward Address究竟該是什么地址呢？在ASBR的路由表中，外部路由的下一跳地址是什么，那么在外部路由的LSA中Forward Address就是什么，但是OSPF內(nèi)部路由器是通過(guò)Forward Address來(lái)到達(dá)外部路由的，如果它們連這個(gè)Forward Address都到達(dá)不了，比如Forward Address本身就是外部路由而不包含在OSPF進(jìn)程中，那么可想而知，F(xiàn)orward Address的意義等于0，所以，如果ASBR的路由表中，外部路由的下一跳地址是OSPF進(jìn)程自己的路由，那么外部路由LSA的Forward Address就是該地址，所有OSPF內(nèi)部路由器則通過(guò)該地址去往外部路由，但如果ASBR的路由表中，外部路由的下一跳地址不在OSPF進(jìn)程中，那么該地址對(duì)于其它所有OSPF路由器都不可達(dá)，這時(shí)，ASBR就將外部路由LSA的Forward Address設(shè)置為0.0.0.0，當(dāng)Forward Address為0.0.0.0時(shí)，所有OSPF路由器通過(guò)外部LSA的Router-ID去往外部路由；如下圖所示：


在上圖中，當(dāng)R5（ASBR）將外部路由EIGRP重分布進(jìn)OSPF時(shí)，因?yàn)镽5到達(dá)外部路由的下一跳地址是56.1.1.6，如果該地址的網(wǎng)段被通告進(jìn)OSPF進(jìn)程，那么此時(shí)外部路由的Forward Address就是56.1.1.6，所有OSPF路由器通過(guò)去往地址56.1.1.6來(lái)去往外部路由；但如果該地址并不在OSPF進(jìn)程中，那么外部路由的Forward Address就是0.0.0.0，則所有OSPF路由器通過(guò)去往ASBR（R5）的Router-ID去往外部路由。

重分布外部路由時(shí)，默認(rèn)類型為O E2，如果通過(guò)兩個(gè)ASBR能到達(dá)相同的外部路由，選擇O E1的優(yōu)先，其次是O E2，但如果都為O E1或O E2，則選擇到達(dá)Forward Address最小Metric的路徑優(yōu)先，如果Forward Address都為0.0.0.0，最后選擇到達(dá)ASBR最小Metric的路徑優(yōu)先，但如果Forward Address地址一個(gè)為0.0.0.0，一個(gè)為真實(shí)地址，統(tǒng)一比較到ASBR的Metric。

OSPF末節(jié)區(qū)域

如果路由增加，就意味著LSA的增加，有時(shí)，在一個(gè)末梢網(wǎng)絡(luò)中，許多路由信息是多余的，并不需要通告進(jìn)來(lái)，因?yàn)橐粋€(gè)OSPF區(qū)域內(nèi)的所有路由器都能夠通過(guò)該區(qū)域的ABR去往其它OSPF區(qū)域或者OSPF以外的外部網(wǎng)絡(luò)，既然一個(gè)區(qū)域的路由器只要知道去往ABR，就能去往區(qū)域外的網(wǎng)絡(luò)，所以可以過(guò)濾掉區(qū)域外的路由進(jìn)入某個(gè)區(qū)域，這樣的區(qū)域稱為OSPF末節(jié)區(qū)域（Stub Area）；一個(gè)末節(jié)區(qū)域的所有路由器雖然可以從ABR去往區(qū)域外的網(wǎng)絡(luò)，但路由器上還是得有指向ABR的路由，所以末節(jié)區(qū)域的路由器只需要有默認(rèn)路由，而不需要明細(xì)路由，即可與區(qū)域外的網(wǎng)絡(luò)通信，根據(jù)末節(jié)區(qū)域過(guò)濾掉區(qū)域外的不同路由，可將末節(jié)區(qū)域分為如下四類：

• Stub Area（末節(jié)區(qū)域）
• Totally Stub Area（完全末節(jié)區(qū)域）
• Not-so-Stubby Area（NSSA）
• Totally Not-so-Stubby Area（Totally NSSA）

各類型的特征如下：

Stub Area（末節(jié)區(qū)域）

在Stub Area（末節(jié)區(qū)域）下，ABR將過(guò)濾掉所有外部路由進(jìn)入末節(jié)區(qū)域，同時(shí)，末節(jié)區(qū)域內(nèi)的路由器也不可以將外部路由重分布進(jìn)OSPF進(jìn)程，即末節(jié)區(qū)域內(nèi)的路由器不可以成為ASBR，但其它OSPF區(qū)域的路由（Inter-Area Route）可以進(jìn)入末節(jié)區(qū)域，由于沒(méi)有去往外部網(wǎng)絡(luò)的路由，所以ABR會(huì)自動(dòng)向末節(jié)區(qū)域內(nèi)發(fā)送一條指向自己的默認(rèn)路由，如下圖：

Totally Stub Area（完全末節(jié)區(qū)域）

在Totally Stub Area（完全末節(jié)區(qū)域）下，ABR將過(guò)濾掉所有外部路由和其它OSPF區(qū)域的路由（Inter-Area Route）進(jìn)入完全末節(jié)區(qū)域，同時(shí)，末節(jié)區(qū)域內(nèi)的路由器也不可以將外部路由重分布進(jìn)OSPF進(jìn)程，即完全末節(jié)區(qū)域內(nèi)的路由器不可以成為ASBR，由于沒(méi)有去往外部網(wǎng)絡(luò)的路由，所以ABR會(huì)自動(dòng)向完全末節(jié)區(qū)域內(nèi)發(fā)送一條指向自己的默認(rèn)路由，如下圖：

可以發(fā)現(xiàn)，末節(jié)區(qū)域與完全末節(jié)區(qū)域的不同之處在于，末節(jié)區(qū)域可以允許其它OSPF區(qū)域的路由（Inter-Area Route）進(jìn)入，而完全末節(jié)區(qū)域卻不可以。

Not-so-Stubby Area（NSSA）

在Not-so-Stubby Area（NSSA）下，ABR將過(guò)濾掉所有外部路由進(jìn)入末節(jié)區(qū)域，同時(shí)也允許其它OSPF區(qū)域的路由（Inter-Area Route）進(jìn)入NSSA區(qū)域，并且路由器還可以將外部路由重分布進(jìn)OSPF進(jìn)程，即NSSA區(qū)域內(nèi)的路由器可以成為ASBR，由于自身可以將外部網(wǎng)絡(luò)的路由重分布進(jìn)OSPF進(jìn)程，所以ABR不會(huì)自動(dòng)向NSSA區(qū)域內(nèi)發(fā)送一條指向自己的默認(rèn)路由，但可以手工向NSSA域內(nèi)發(fā)送默認(rèn)路由，并且只可在ABR上發(fā)送默認(rèn)路由；如下圖：

NSSA與末節(jié)區(qū)域的******區(qū)別在于，NSSA區(qū)域可以允許自身將外部路由重分布進(jìn)OSPF，而末節(jié)區(qū)域則不可以。

Totally Not-so-Stubby Area（Totally NSSA）

在Totally Not-so-Stubby Area（Totally NSSA）下，ABR將過(guò)濾掉所有外部路由和其它OSPF區(qū)域的路由（Inter-Area Route）進(jìn)入Totally NSSA區(qū)域，但路由器可以將外部路由重分布進(jìn)OSPF進(jìn)程，即Totally NSSA區(qū)域內(nèi)的路由器可以成為ASBR，由于沒(méi)有去往其它OSPF區(qū)域的路由，所以ABR會(huì)自動(dòng)向Totally NSSA內(nèi)發(fā)送一條指向自己的默認(rèn)路由，如下圖：

Totally NSSA與NSSA的區(qū)別在于，NSSA區(qū)域可以允許其它OSPF區(qū)域的路由（Inter-Area Route）進(jìn)入，而Totally NSSA區(qū)域卻不可以，但Totally NSSA區(qū)域的ABR會(huì)自動(dòng)向Totally NSSA區(qū)域內(nèi)發(fā)送一條指向自己的默認(rèn)路由。

總結(jié)各區(qū)域的特征如下：

• 在末節(jié)區(qū)域下，ABR自動(dòng)發(fā)出的默認(rèn)路由，Metric值默認(rèn)為1，可通過(guò)命令area area-id default-cost cost修改，默認(rèn)路由除了默認(rèn)的Cost值以外，還會(huì)累加真實(shí)接口的Cost值。

• 骨干區(qū)域不能配置為任何末節(jié)區(qū)域。
• 當(dāng)將某個(gè)區(qū)域配置為末節(jié)區(qū)域后，則區(qū)域中所有路由器都必須配置為末節(jié)區(qū)域，因?yàn)榕渲脼槟┕?jié)區(qū)域的路由器上所有接口發(fā)出的Hello包中都會(huì)有末節(jié)標(biāo)簽，所有如果對(duì)方?jīng)]有末節(jié)標(biāo)簽，則不能成為鄰居。

OSPF LSA類型

OSPF由于有著多種區(qū)域類型，多種網(wǎng)絡(luò)類型，多種鏈路類型，多種路由器身份，所以LSA（Link-State Advertisements）也是多樣的。
在詳細(xì)講解LSA之前，需要重點(diǎn)說(shuō)明，只有同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的LSA，才是精確的，區(qū)域外的LSA，并不一定包含所有必備的信息，因此，所有LSA知識(shí)信息，并不一定可以套用到每一類LSA。

OSPF中共有11類LSA，而在CCIE的要求中，只需要理解1、2、3、4、5、7共6類即可，這些LSA會(huì)因?yàn)閰^(qū)域類型，網(wǎng)絡(luò)類型，鏈路類型，路由器身份的不同而不同，以下是詳細(xì)介紹：

類型 1 （Router Link）

類型1的LSA是任何一臺(tái)OSPF路由器都會(huì)產(chǎn)生的，每一臺(tái)OSPF路由器的每一個(gè)OSPF接口都會(huì)有自己的鏈路狀態(tài)，但是每臺(tái)OSPF路由器只能產(chǎn)生一條類型1的LSA，即使有多個(gè)OSPF接口，也只有一條類型1的LSA，因?yàn)樗蠴SPF接口的鏈路狀態(tài)是被打包成一條類型1的LSA發(fā)送的。
一個(gè)區(qū)域正是由于LSA 1的存在，才有精確的路由表，一個(gè)區(qū)域如果只有LSA 1，同樣可以正常通信。LSA 1 只能在單個(gè)區(qū)域內(nèi)傳遞，ABR不能將LSA 1轉(zhuǎn)到發(fā)另外一個(gè)區(qū)域，并且沒(méi)有任何權(quán)利修改LSA 1。

類型 2 （Network Link）

類型2的LSA只有在需要選舉DR/BDR的網(wǎng)絡(luò)類型中才會(huì)產(chǎn)生，并且只是DR產(chǎn)生，BDR沒(méi)有權(quán)利產(chǎn)生，LSA 2與LSA 1沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)，沒(méi)有任何依存關(guān)系，是相互獨(dú)立的。

類型 3 （Summary Link）

類型3的LSA就是將一個(gè)區(qū)域的LSA發(fā)向另一個(gè)區(qū)域時(shí)的匯總和簡(jiǎn)化，ABR其實(shí)就是將LSA 1匯總和簡(jiǎn)化，變成LSA 3后再發(fā)到另一個(gè)區(qū)域的，如果是詳細(xì)完整的LSA 1，是絕不允許的，LSA 3是LSA 1的縮略版。

類型 4 （ASBR Summary Link）

對(duì)于外部路由，執(zhí)行重分布的路由器ASBR在LSA中寫上自己的Router-ID，然后傳遞到多個(gè)OSPF區(qū)域，所以會(huì)被多個(gè)ABR轉(zhuǎn)發(fā)，而ABR在轉(zhuǎn)發(fā)外部路由的LSA時(shí)，是沒(méi)有權(quán)限修改LSA的Router-ID，這樣一來(lái)，外部路由的Router-ID在所有OSPF路由器上都不會(huì)改變，永遠(yuǎn)是ASBR的Router-ID，最終造成的結(jié)果是只有與ASBR同在一個(gè)區(qū)域的路由器才能到達(dá)外部路由，因?yàn)橹挥信cASBR同在一個(gè)區(qū)域的路由器才知道如何到達(dá)ASBR的Router-ID，而其它區(qū)域的路由器對(duì)此卻無(wú)能為力；為了能夠讓OSPF所有區(qū)域都能與外部路由連通，在ABR將外部路由從ASBR所在的區(qū)域轉(zhuǎn)發(fā)至其它區(qū)域時(shí)，需要發(fā)送單獨(dú)的LSA來(lái)告知如何到達(dá)ASBR的Router-ID，因?yàn)锳BR將外部路由的LSA告訴了其它區(qū)域，是有義務(wù)讓它們與外部路由可達(dá)的，所以額外發(fā)送了單獨(dú)的LSA來(lái)告知如何到達(dá)ASBR的Router-ID；這個(gè)單獨(dú)的LSA就是類型4的LSA，LSA 4是包含的ASBR 的Router-ID，只要不是ASBR所在的區(qū)域，都需要ABR發(fā)送LSA 4來(lái)告知如何去往ASBR。

類型 5 （External Link）

類型5的LSA就是外部路由重分布進(jìn)OSPF時(shí)產(chǎn)生的，并且是由ASBR產(chǎn)生的，LSA中包含ASBR的Router-ID，任何路由器都不允許更改該Router-ID，LSA 5中還包含F(xiàn)orward Address，對(duì)于LSA 5 的Metric值計(jì)算與選路規(guī)則也有所不同，詳細(xì)信息請(qǐng)見OSPF外部路由部分。

類型 7 （NSSA Link）

因?yàn)镹SSA區(qū)域可以將外部路由重分布進(jìn)OSPF進(jìn)程，而NSSA不是一般的常規(guī)區(qū)域，所以在NSSA將外部路由重分布進(jìn)OSPF時(shí)，路由信息使用類型7來(lái)表示，LSA 7由NSSA區(qū)域的ASBR產(chǎn)生，LSA 7也只能在NSSA區(qū)域內(nèi)傳遞，如果要傳遞到NSSA之外的其它區(qū)域，需要同時(shí)連接NSSA與其它區(qū)域的ABR將LSA 7 轉(zhuǎn)變成LSA 5后再轉(zhuǎn)發(fā)。

LSA各參數(shù)

在LSA的內(nèi)容中，將有多個(gè)參數(shù)來(lái)表示，這些參數(shù)會(huì)因?yàn)長(zhǎng)SA類型，區(qū)域類型，網(wǎng)絡(luò)類型，鏈路類型，路由器身份的不同而不同，是真正的變化多端，非常的復(fù)雜，這些參數(shù)在我們操作OSPF時(shí)，可以幫助我們更好的分析LSA，但并不會(huì)起決定性的作用，所以對(duì)LSA參數(shù)的理解與否，不會(huì)影響到OSPF的配置與排錯(cuò)，若無(wú)特殊要求，LSA參數(shù)需要大家了解即可，不需要掌握，不需要牢記。

LSA中包含的參數(shù)有LS Type，Link State ID，Link ID，Link Data，具體如下：

LS Type

LS Type就是前面講到的LSA類型，如LSA 1，LSA 2，LSA 3，LSA 4，LSA 5，LSA 7。

Link State ID

因?yàn)镺SPF接口的鏈路狀態(tài)，是使用LSA發(fā)送的，接口的相關(guān)信息，如網(wǎng)絡(luò)號(hào)，掩碼等等，它們算是LSA真正的內(nèi)容，而LSA也是有簡(jiǎn)明信息的，或者說(shuō)是LSA的標(biāo)題，或者說(shuō)是LSA的名稱，這就是Link State ID，如果將LSA比作一個(gè)包裹，那么Link State ID就是包裹外面寫的信息，比如包裹里是一件衣服，那么Link State ID可能就是寫的衣服是什么牌子，什么尺寸，什么顏色，等等；但不同類型的LSA，其Link State ID的表示也會(huì)不同，如下表：

Link ID

Link ID是用來(lái)表示鏈路自己的，也就是表示OSPF接口自己，再換句話說(shuō)，就是OSPF接口的鏈路狀態(tài)，可以理解為L(zhǎng)SA的內(nèi)容部分。
Link ID會(huì)因?yàn)殒溌奉愋停↙ink Type）的不同而不同，對(duì)于鏈路類型（Link Type）的詳細(xì)解釋，請(qǐng)參見前面部分。
需要注意，Link ID的內(nèi)容有時(shí)與Link State ID的內(nèi)容相同，但Link ID并非完全等于Link State ID，因?yàn)長(zhǎng)ink State ID是由LSA類型的不同而不同，而Link ID是由Link Type的不同而不同。

Link ID的具體內(nèi)容如下表：

Link Data

是接口上的IP地址，如果鏈路類型（Link Type）為Stub Network Link，則Link Data是子網(wǎng)掩碼。

OSPF虛鏈路（Virtual Link）

因?yàn)镺SPF采用了區(qū)域化的設(shè)計(jì)，并且區(qū)域也采用了Hub-Spoke的架構(gòu)，所有區(qū)域中定義出一個(gè)核心，然后其它部分都與核心相連，OSPF的區(qū)域0就是所有區(qū)域的核心，稱為BackBone 區(qū)域（骨干區(qū)域），而其它Normal 區(qū)域（常規(guī)區(qū)域）應(yīng)該直接和骨干區(qū)域相連，常規(guī)區(qū)域只能和骨干區(qū)域交換LSA，常規(guī)區(qū)域與常規(guī)區(qū)域之間即使直連也無(wú)法互換LSA，但在某些情況下，某些常規(guī)區(qū)域無(wú)法與骨干區(qū)域直連，這時(shí)便無(wú)法得到其它區(qū)域的路由，因此，設(shè)計(jì)了將骨干區(qū)域的范圍通過(guò)虛擬的方法進(jìn)行擴(kuò)展到相鄰常規(guī)區(qū)域的位置，因而讓不能直接與骨干區(qū)域相連的區(qū)域，最終可以與骨干區(qū)域直連，這種對(duì)骨干虛擬的擴(kuò)展和拉伸就是OSPF虛鏈路（Virtual Link）能實(shí)現(xiàn)的；因?yàn)槟承┏Ｒ?guī)區(qū)域不能與骨干區(qū)域直連而只能與其它常規(guī)區(qū)域直連，所以O(shè)SPF虛鏈路（Virtual Link）通過(guò)將相鄰的常規(guī)區(qū)域虛擬為骨干區(qū)域，從而讓那些不能與骨干區(qū)域直連的常規(guī)區(qū)域也能獲得其它OSPF區(qū)域的路由。與骨干區(qū)域相鄰的常規(guī)區(qū)域被擴(kuò)展后，該區(qū)域被稱為Transit Area，理論上Transit Area不應(yīng)該為末節(jié)區(qū)域；在擴(kuò)展后，原本為常規(guī)區(qū)域的Transit Area，將變成骨干區(qū)域，所以路由將從Inter-Area Route轉(zhuǎn)變?yōu)镮ntra-Area Route，路由表示形式也將從O IA改變?yōu)镺的形式；在進(jìn)行OSPF虛鏈路擴(kuò)展時(shí)，是將Transit Area中與骨干區(qū)域直連的ABR和連接另一個(gè)常規(guī)區(qū)域的ABR相連，連接這兩個(gè)ABR時(shí)，使用雙方的Router-ID來(lái)連接。如下圖：


在上圖中，區(qū)域2只能與區(qū)域1直連，而無(wú)法與骨干區(qū)域直連，在這種情況下，由于常規(guī)區(qū)域與常規(guī)區(qū)域之間即使直連也無(wú)法互換LSA，所以R3雖然是ABR，但因?yàn)闆](méi)有連接骨干區(qū)域，最后不可能將任何區(qū)域的LSA發(fā)進(jìn)區(qū)域2，最終導(dǎo)致區(qū)域2無(wú)法外其它區(qū)域通信，在這種情況下，需要通過(guò)OSPF虛鏈路將骨干區(qū)域的范圍擴(kuò)展到相鄰的區(qū)域1，如下圖：


在進(jìn)行OSPF虛鏈路擴(kuò)展后，區(qū)域1被虛擬成了骨干區(qū)域，而這時(shí)的R3等同于連接骨干區(qū)域和區(qū)域2的ABR，所以可以將自己所有的LSA發(fā)進(jìn)區(qū)域2。在擴(kuò)展OSPF虛鏈路時(shí)，是通過(guò)連接R2（ABR）與R3（ABR）的Router-ID 來(lái)建立的。
因?yàn)镺SPF虛鏈路（Virtual Link）能將骨干區(qū)域擴(kuò)展到相鄰的常規(guī)區(qū)域，從而將常規(guī)區(qū)域虛擬為骨干區(qū)域，所以在某些情況下，如公司合并，或者為了備份骨干區(qū)域，可能出現(xiàn)骨干區(qū)域被常規(guī)區(qū)域所隔離，如下圖：


圖中骨干區(qū)域被區(qū)域1分割為兩部分，將使得骨干區(qū)域自己的路由無(wú)法相互傳遞，在使用OSPF虛鏈路后，可以將區(qū)域1也擴(kuò)展為骨干區(qū)域，如下圖：


在經(jīng)過(guò)OSPF虛鏈路將區(qū)域1也擴(kuò)展為骨干區(qū)域后，可見所有的區(qū)域都變成了骨干區(qū)域，從而使網(wǎng)絡(luò)中骨干區(qū)域能夠收到另外一邊被分割的骨干區(qū)域的路由，并且最后骨干區(qū)域自己的路由都為Intra-Area Route，但Area 1與骨干區(qū)域的路由將仍然為O IA。

OSPF虛鏈路必須是在兩個(gè)擁有共同區(qū)域的ABR之間建立的，其中必須至少有一個(gè)ABR是連接骨干的。
OSPF虛鏈路被認(rèn)為是骨干區(qū)域的一個(gè)接口，一條鏈路，也需要建立OSPF鄰居，但在鄰居建立之后，鏈路上是沒(méi)有Hello包傳遞的。

OSPF認(rèn)證

同RIP和EIGRP一樣，出于安全考慮，OSPF也使用了認(rèn)證，OSPF同時(shí)支持明文和MD5認(rèn)證，在啟用OSPF認(rèn)證后，Hello包中將攜帶密碼，雙方Hello包中的密碼必須相同，才能建立OSPF鄰居關(guān)系，需要注意，空密碼也是密碼的一種。

當(dāng)OSPF鄰居的一方在接口上啟用認(rèn)證后，從該接口發(fā)出的Hello包中就會(huì)帶有密碼，雙方的Hello包中擁有相同的密碼時(shí)，鄰居方可建立；一臺(tái)OSPF路由器可能有多個(gè)OSPF接口，也可能多個(gè)接口在多個(gè)OSPF區(qū)域，只要在接口上輸入OSPF認(rèn)證的命令后，便表示開啟了OSPF認(rèn)證，可以在每個(gè)接口上一個(gè)一個(gè)啟用，也可以一次性開啟多個(gè)接口的認(rèn)證，如果需要開啟多個(gè)接口的認(rèn)證功能，那么認(rèn)證的命令就并非直接在接口上輸入，而是到OSPF進(jìn)程模式下輸入，并且是對(duì)某個(gè)區(qū)域全局開啟的，當(dāng)在進(jìn)程下對(duì)某個(gè)區(qū)域開啟OSPF認(rèn)證后，就表示在屬于該區(qū)域的所有接口上開啟了認(rèn)證。所以，在進(jìn)程下對(duì)區(qū)域配置認(rèn)證，是快速配置多個(gè)接口認(rèn)證的方法，與在多個(gè)接口上一個(gè)一個(gè)開啟，沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。因?yàn)镺SPF虛鏈路被認(rèn)為是骨干區(qū)域的一個(gè)接口，一條鏈路，所以在OSPF進(jìn)程下對(duì)骨干區(qū)域開啟認(rèn)證后，不僅表示開啟了區(qū)域0下所有接口的認(rèn)證，同時(shí)也開啟了OSPF虛鏈路的認(rèn)證，但OSPF虛鏈路在建立后，并沒(méi)有Hello包的傳遞，所以認(rèn)證在沒(méi)有重置OSPF進(jìn)程的情況下，是不會(huì)生效的。

OSPF匯總路由

在OSPF同區(qū)域內(nèi)，LSA是******不允許以任何形式或任何手段更改的，但在一個(gè)區(qū)域與另一個(gè)區(qū)域之間，LSA可以被ABR修改后傳遞，從而得知，在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，OSPF路由是不能被匯總的，而是當(dāng)路由從一個(gè)區(qū)域被ABR轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個(gè)區(qū)域時(shí)，就可以執(zhí)行路由匯總，并且匯總必須是在ABR上執(zhí)行的，但該匯總不對(duì)OSPF外部路由生效；在將外部路由重分布進(jìn)OSPF時(shí)，也可以執(zhí)行路由匯總，此時(shí)的匯總必須在ASBR上配置。
為了防止路由黑洞，需要在執(zhí)行路由匯總的路由器上將匯總由指向空接口（null0），在IOS 12.1(6)以后的版本，配置匯總后會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生指向空接口的路由，但在IOS 12.1(6)及以前的版本需要手工創(chuàng)建。

OSPF RFC (1583)并沒(méi)有規(guī)定一個(gè)區(qū)域適合多少臺(tái)路由器，一個(gè)網(wǎng)段多少個(gè)鄰居，或如何布署網(wǎng)絡(luò)