OSPF。OSPF是什么意思？

OSPF OSPF是一种内部最短路径优先协议(IGP)，用于自治系统(AS)的路由决策。与RIP相比，OSPF是一种链路状态路由协议，而RIP是一种距离矢量路由协议。

链路是路由器接口的代名词，因此OSPF又称接口状态路由协议。OSPF通过通知路由器之间网络接口的状态，建立链路状态数据库，生成最短路径树。每台OSPF路由器都使用这些最短路径来构建路由表。

开放最短路径协议(OSPF)不仅可以计算两个网络节点之间的最短路径，还可以计算通信开销。可以根据网络用户的需求，通过权衡成本和性能来选择路由。一个自治系统可以分为几个区域。每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，从而减少OSPF路由的工作量。OSPF是一种动态自适应协议。它可以快速响应网络拓扑的变化并进行相应的调整。Ospf提供了较短的收敛周期，以便尽快稳定路由表。每个路由器维护一个相同的、完整的全网链路状态数据库。由于数据库非常大，路由器在进行路由时，首先根据自身构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。路由器之间相互交换并保存整个网络的链路信息，从而掌握整个网络的拓扑结构，独立计算路由。

LSA (Link state Advertisement)是OSPF路由器之间交换链路状态信息的纽带，保存在链路状态数据库中。每台OSPF路由器独立使用SPF算法计算到每个目的地址的路由。

OSPF支持分层路由，这使得OSPF的可扩展性远远超过RIP。当OSPF网络扩展到100台、500台甚至数千台路由器时，路由器的链路状态数据库记录了数千条链路信息。为了使路由器运行更快、更经济、占用更少的资源，网络工程师通常会根据功能、结构和需求将OSPF网络划分为几个区域，并根据功能和需求将这些区域与trunk区域连接起来，达到分层的目的。

目录

OSPF层次路由的思想

四种类型的OSPF路由器

OSPF链路状态公告类型

OSPF区域类型

OSPF多区域网络的报文发送过程

OSPF层次路由的思想

OSPF将一个大网络划分为多个小网络的能力称为分层路由。这些小网络被称为“区域”。一个区域内的路由器只与同一区域内的路由器交换LSA信息。这样可以大大减少LSA报文和链路状态信息库表项的数量，提高SPF的计算速度。多区域OSPF必须有trunk区域。中继区域收集来自非中继区域的路由信息汇总，并将这些信息返回给各个区域。

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四种类型的OSPF路由器

在OSPF多区域网络中，根据不同的需求，一台路由器可以作为以下路由器之一：

1. 内部路由器：端口在同一区域的路由器维护一个链路状态数据库。

2. 中继路由器：端口连接到中继区域的路由器。

3.区域边界路由器(ABR):

连接到多个区域端口的路由器，通常作为一个区域的出口。ABR为每个连接区域建立一个链路状态数据库，负责将连接区域的路由汇总信息发送到trunk区域，trunk区域上的ABR负责将这些信息发送到各个区域。

4. As Boundary Router (ASBR):

路由器至少有一个端口连接到外部AS网络(如非OSPF网络)，负责向OSPF网络传递非OSPF网络的信息。

OSPF链路状态公告类型

OSPF路由器交换lsa (link state advertisement)。OSPF的LSA包含接口、Metric和连接使用的其他变量。OSPF路由器收集链路状态信息，并使用SPF算法计算到每个节点的最短路径。lsa也有几种不同功能的报文，这里简单介绍一下：

LSA TYPE 1:每台路由器为所属区域生成的LSA。描述本地路由器到该区域的链路状态和开销。一台边界路由器可以生成多个TYPE1类型的lsa。

LSA TYPE 2:由DR产生，包含与区域路由器相连的所有链路状态和开销信息。只有灾备端可以监控这些信息。

LSA TYPE 3:由ABR产生，包含ABR与本地内部路由器之间的连接信息。它描述了本地区域和trunk区域之间的链路。它通常对缺省路由进行汇总，而不向其他网络发送汇总的OSPF信息。

type4:由ABR产生，从trunk区域发送给其他ABR。包含ASBR的链路信息。与TYPE 3不同的是，TYPE 4描述的是到达OSPF网络的外部路由，TYPE 3描述的是区域内路由。

LSA type5:由ASBR产生，包含自治区外的链路信息。除了stub区域和full stub区域外，LSA TYPE 5在整个网络中发送。

LSA类型6:组播OSPF(MOSF)。MOSF允许路由器使用来自链路状态数据库的信息为组播数据包构建组播广告树。

LSA TYPE 7:由ASBR生成的NSSA信息。LSA type7可以转换为LSA type5。

OSPF区域类型

以上四种类型的路由器可以形成五种类型的区域。这五个区域的主要区别在于它们与外部路由器的关系：

标准区域：标准区域可以接收链路更新信息和路由汇总信息。

中继区域(下发区域):中继区域是连接各区域的中心实体。中继区域始终为“区域0”，所有其他区域都连接到该区域以交换路由信息。主干区域具有标准区域的所有属性。

Stub区域：Stub区域不接受来自外部的路由信息。如果需要在自治系统外部配置路由，则使用缺省路由0.0.0.0。

完全stub区域：不接受来自外部AS的路由，也不接受来自AS内其他区域的路由摘要。发送到区域外的报文使用缺省路由0.0.0.0。完整的存根区域由Cisco自己定义。

NSAA (Incomplete stub area):与stub区域类似，但允许接收以type7形式发送的外部路由信息，必须将type7的LSA转换为type5的LSA。

OSPF多区域网络的报文发送过程

首先，区域内的路由器最初使用LSA TYPE 1或LSA TYPE 2交换区域内的路由信息，并计算相应的路由表项。只有在区域内统一了路由器的链路信息后，ABR才能向其他区域发送LSA摘要报文(LSA TYPE 3或LSA TYPE 4)。其他区域路由器可以使用这些汇总信息来计算到本区域的路由表项。最后，除stub区域外，所有路由器根据ASBR发送的LSA TYPE 5计算到非自治区域的路由表项。

为了减少LSA报文的数量，可以通过分配IP地址和配置路由聚合来提高效率。

在OSPF多区域网络中，trunk区域必须完全连通。即各区域必须与中继区域Area0直接相连，以便区域间交换路由信息。但在实际应用中，由于种种原因，有些区域不能直接与Area A0相连。为了解决这个问题，OSPF定义了虚连接(virtual link)的概念，将trunk连接的区域连接到第三方区域。在图2中，Area43和Area0之间的连接由Lab_C和Lab_B通过虚连接实现。