OSPF（Open Shortest Path First）开放式最短路径优先

会使用到的cisco packet Trecer命令

#特权模式
show ip route
show ip ospf neighbor
#全局模式
route ospf  "process"
#端口模式
net "ip" "mask" "area number"

–链路状态协议
–度量值cost=10^8接口带宽
–组播地址：224.0.0.5 & 224.0.0.6
–管理距离：110

首先说一下距离矢量协议和链路状态协议两大类路由协议区别。
第一个区别算法不同。
第二个区别距离矢量协议传递的是路由条目，链路状态协议传递的是数据库。（数据库非路由表）
第三个区别链路状态协议，只宣告进阻，不通告路由。
第四个区别链路状态协议通过数据库自己计算出路径。
第五个区别链路状态协议知道所有的拓扑。

链路状态协议

这是一个内部网关协议，也是一个动态路由协议，也叫链路状态协议。
通过给邻居发送链路状态信息，每一个路由器再根据数据库中的拓扑结构计算出路由。

度量值

从路由方向沿途累加入接口开销
不是像距离矢量协议通过累加经过的路由器来计算开销值，而是计算端口的带宽10^8kbit = 100mbit = 1开销，从源路由器的出接口，到目标路由器以及中间路由的入接口带宽来计算开销，带宽更大的接口，理论上传输效率会更快。

组播地址

OSPF只有一个版本，所有启用了OSPF进程的路由器都会通过这个地址收到消息。
224.0.0.5是用来让DR/BDR路由器发送更新消息给Other路由的IP地址，在OSPF进程中的路由器都会接受组播类的信息。这里路由还是由各个Other路由器自行计算，关于DR/BDR和Other路由器在下面会有介绍。
224.0.0.6是给Other路由器更新updata，就是给Other路由器访问DR/DBR用的。

管理距离

管理距离也叫AD值，越小越优先。
OSPF的管理距离比RIP的管理距离要小，在拥有相同路由的时候，会优先使用OSPF。

OSPF路由协议的特性

没有自动汇总功能
无类路由
OSPF协议号：89
五种数据报文：Hello，DBD，LSR，LSU，ACK
默认支持4条负载均衡，最大支持16条，并且只支持等价负债均衡

因为传输的不是路由，所以无法汇总
OSPF属于网络层协议没有端口号

从开始到建立路由使用五种报文

只有开销一样时，无法判断位置，才负债均衡。

五种报文

Hello（打招呼）
Database Description（数据库描述）
Link-State Request（链路状态请求）
Link-State Update（链路状态请求）
Link-State Acknowledgement（链路状态确认）

大概的流程就是组播发送Hello包寻找邻居，形成关系后只给有邻居的路由器发送数据库，然后对方需要什么就请求什么，发送请求包，请求以后发送更新包，接收到更新包后发送确认包。

OSPF的八种状态

Down（关闭）
Init（初始化）
2-way（两种方法）
Exstart（单播更新）
Exchange（发送请求和更新）
Loding（传递数据包）
FULL（结束）

Down状态

在启用OSPF后才会有这种状态

Init状态

第一个路由器通过组播的形式发送给第二个路由器Hello包，第二个路由器将会去审核Hello包，审核通过了，就会第一个路由器加入到第二个路由器的邻居表中，第二个路由器会把第一个路由器的状态Down改为Init。

数据包需要审核的内容，Route-ID：环回接口/活动的物理接口的最大值
Hello包的作用：发现邻居，对一些数据的协商，保持邻居的keeplive状态，选举DR/DBR
Heloo-interval=10s*4 = dead-inteval=40s
形成邻居条件：区域号，认证类型，Hello时间，死亡时间都必须一样

Route-ID 是路由器与路由器之间的名字，可自己设计，如果没有就会选择选择环回地址的最大loopback，也可以认为是no shutdown端口的最大IP地址，大小关系从左到右，且必须唯一。

超时时间是Hello时间的固定4倍
例如20Hello，80秒超时，但是只80秒超时不影响Hello时间，是一个充分条件。

因为网络越来越庞大，设备开销越来越大，OSPF就有了区域的划分，相同的区域同步一样的数据，不同的区域没有必要同步一样的数据，可以核心设备好点，周边设备差点。

区域划分是根据接口来划分的，都是以链路为最小单位划分的，两边接口都是同一区域才能通信。

在同一路由器上有多个区域的路由器被叫做AER也叫区域边界路由器

0被称为骨干区域，其余区域被称为非骨干区域，费骨干区域必须和骨干区域相连，否则区域将会独立，没有与之相连的任何区域的信息。

Hello包认证成功路由器将Hello包里的Route-ID加入到邻居表内

2-way

接收到路由器在接收到Hello包，认证成功与以后不会单播回复，而是继续发送Hello包，其余路由器重复上面的认证过程。

在接收到其他的Hello包以后，发送出去的Hello包会包含上一个Hello中的Route-ID信息。之后受到Hello包的路由器，在其中发现了自己的Route-ID，就会回复一个单播的Hello包，确认双方都有信息，就会将状态编程2-way。

为了避免在Exstart状态DBD包发送量过大，如果有10台路由器就会发送10*10-1次DBD包，所以在2-way采取了措施。就是选举DR/BDR，在进入Exstart状态后每一个人只会去向DR/DBR交换数据库，没有被选举上的路由器叫做Other，Other路由器在建立到邻居就不用再继续交换了，转发量减小到两个包的转发量。
DR（designate router）指定路由器
BDR（backup designate router）备份指定路由器

如何需要局DR/DBR
Hello包内有优先级，查看优先级，筛选出能担任DR/BDR的路由器，和声明自己就是DR/BDR的路由器。优先级范围0-255,0不具备参选资格，最大255，越大越优先。如果优先级相同，选route-id，route-id大，则大。

首先都发Hello包，判断出来以后最优的是BDR，然后等40秒，也就是Hello包的超时时间。等待有没有路由器声明是DR，在第四个Hello包后，确认了在这个组播范围内没有DR，BDR就会成为DR。在有DR以后，就算时间相差很短，有一个优先级更高的路由器，DR也不会变更了，之后再选一个BDR补上。但是other路由器将会永远停留在2-way状态。

Exstart状态

需要发送DBD包，Other路由器只对DR/BDR发送，交换完成立刻进入Exchange状态，发送LSR和LSU。

Exchange状态

通过组播发送LSR和LSU，让各个路由器计算路由。

Loding状态

持续的进行组播更新，多个网段更新，通过泛洪式更新，都发送组播，不论广播域和邻居关系，实现数据库同步。然后计算路由表。
所有人的状态都发完就变成FULL状态。

总结

Hello包十秒维持邻居，十秒没有发，四十秒超时，删除路由。
DBD包描述自己的数据库，了解需求什么
LSR请求
LSU更新
ACK确认

Down到2-way是Hello包
Exstart是DBD
Exchange是单播的LSR和LSU
Loading是组播的LSU，然后计算路由
最后FULL完成