3.1 ospf的基本概念
ospf（open shortest path first）開放式最短路徑優先協議是典型的鏈路狀態協議，支援vlsm（可變長子網掩碼），支援路由彙總等，另外區域（area）的引入使得ospf能夠支援更大規模的網路。ospf現在主要有兩個版本，乙個是面向ipv4的ospfv2，和面向於ipv6的ospfv3。
與距離向量路由協議不同，鏈路狀態路由協議中路由器交換的不是路由表，而是本地的直連線口狀況。路由器將這些資訊載入到lsdb（鏈路狀態資料庫）中，經過計算生成乙個以自己為根的「樹」，根據這個樹算出最優路徑並載入自己的路由表中。
3.1.1 route-id
route-id是乙個ospf域中一台路由器的唯一標識，與ipv4的ip位址格式是相同的。
如果不配置路由器標識，預設預設，但是建議配置。（若為預設，則預設為本地loopback的ip位址，若本地有多個，則選擇最優的乙個）
通常會將路由器標識與為本地環迴介面的ip位址保持一致。
3.1.2 ofps的三張表
1、鄰居表
在進行鏈路狀態通告之前，直連路由器需要建立ospf鄰居關係。
只要在ospf介面上發現鄰居，就會被寫入鄰居表內。
鄰居表描述了鄰居狀態、主從關係、route-id、dr優先順序、介面ip等資訊。
2、鏈路狀態資料庫（lsdb）
執行鏈路狀態協議的路由器都會向外洪氾鏈路狀態資訊。
在ospf中，叫鏈路狀態通告（lsa）。
路由器會將收到的lsa中的路由載入到lsdb中。
3、ospf路由表
通過對lsdb的計算，會產生乙個以本地為根、無環的最短路徑樹。基於這棵樹可以算出到達各個網段的最佳路徑，最終會將計算好路由載入到ospf路由表中。
3.1.3 度量值
ospf使用cost（開銷）值作為度量值，每個啟用ospf埠都會有乙個cost值，預設為參考頻寬/介面頻寬（預設參考頻寬100mbit/s），取結果的整數部分，若小於1則記為1。
上圖中r2想訪問10.1.13.0/24網段，如果經過r1，那麼度量值為r2的g0/0/0的cost值加r1的g0/0/1的cost值，為2；如果經過r3，度量值為r2的s1/0/0的cost值加r3的g/0/1的值，為49。所以ospf最終選擇經過r1來訪問10.1.13.0/24網段。
ospf的介面cost可以手動修改，也可以通過修改介面的參考頻寬來影響介面cost值。
3.1.4 報文型別及格式
報文名稱 報文描述
hello 用於發現直連鏈路上的ospf鄰居，以及維護ospf鄰居關係。
dd（database description，資料庫描述）用於描述lsdb，攜帶lsdb頭部資料。
lsr（link state request，鏈路狀態請求） 用於向ospf鄰居請求lsa
lsu（link state update，鏈路狀態更新） 用於傳送lsa，該報文中攜帶的是完整的lsa資料，lsa是裝載在lsu中進行洪氾的。
lsack（link state acknowledgment，鏈路狀態確認） 裝置接收到lsu後，lsack用於對接收的lsa進行確認。
ospf通用報文頭部
版本：ospfv2版本的值為2。
型別：用來區分ospf報文型別，1-hello、2-dd、3-lsr、4-lsu、5-lsack。
報文長度：整個ospf報文的長度。
路由器id：路由器的ospf route-id。
區域id：該報文的區域id。
校驗和：用於檢驗報文的有效性。
驗證型別：用來指示報文的認證型別。
認證資料：用於報文認證的內容。
3.1.5 鄰接關係的建立
down（失效）：介面未被啟用，不傳送hello報文。
init（初始）：開始傳送hello報文。
2-way（雙向通道）：如果路由器收到的hello報文中有自己的route-id時，會將對方的狀態設定為2-way。
loading（載入）：根據收到的lsa頭部資訊，路由器會向鄰居傳送lsr來請求lsa的完整資訊，對方使用lsu來回應，收到後回應lsack加以確認。
full（全毗鄰）：當介面上待請求的lsa列表為空時，此時狀態為full，僅傳送hello保持鄰接關係。
r1和r2的g0/0/0介面都開啟了ospf協議，首先r1以組播（224.0.05）形式傳送hello包報文。
r2收到此hello報文後，首先會對報文進行檢查，如果雙方的網路掩碼、hello間隔、路由失效間隔不一致，會忽略該報文。
通過檢查後，r2發現收到的hello報文中沒有自己的route-id，於是將r1設定未init狀態，並發出乙個hello報文，其中包含有r1的route-id。
當r1收到此hello報文後發現其中有自己的route-id，於是將r2設定為2-way狀態。r2這邊也同理，當r2發現收到的來自r1的hello報文中有自己的route-id，也會將r1設定為2-way狀態，也就是建立了雙向通訊。
此時r1，r2成功建立了ospf鄰居關係。
如果路由器介面接入的是多路訪問網路，兩路由器接下來會進行dr/bdr的選舉，要注意的是：
1、dr/bdr/drother的角色是基於埠設定的，而不是應用在整個路由器上面；
2、dr的角色不具有搶占性，即使後來接入的路由器優先順序更高，也不會影響當前dr的角色；
3、dr選舉的依據是priority欄位，預設值為1。如果優先順序相同，那麼route-id最高的將會成為dr。如果優先順序為0，則不參與選舉直接成為drother。
此時兩路由器都會進入exstart狀態，首先r1和r2都認為自己是dr,並向對方傳送dd報文，其中dd報文的序列號就是priority的值（假設在此之前手動將r1和r2的priority值分別改為了200和300）。
這時r1收到來自r2的dd報文後，發現r2的優先順序比自己的大，於是就會將自己設定為非master，並在傳送dd報文時將dd序列號改為300。
r2收到來自r1的dd報文後，會進入exchange狀態，也會將r1切換到exchange狀態。
雙方開始互相傳送帶有lsa頭部的dd報文。
r2向r1 傳送dd報文，此時dd序列號為308，r1收到後使用相同的dd序列號向r2傳送乙個dd報文，在該報文中，將m位元位設定為0，此dd報文起確認的作用。r2收到後繼續傳送自己的dd報文，當傳送到最後乙個dd報文時也將m位元位設定為0。r1收到該報文後，向r2回應乙個空的dd報文用來確認，報文序列號為309。
此時兩路由器進入loading狀態。
r1會向r2傳送lsr報文以請求自己感興趣的lsa，r2收到後會回應含有相應完整lsa的lsu報文，r1收到來自r2的lsu後會將收到的lsa載入自己的lsdb中，並回應lsack加以確認。r2也同理。
雙方可能會相互傳送多個lsr，lsu，當r1，r2發現自己沒有其他的lsa需要從鄰居獲取時，便將鄰居的狀態切換到full。
第三章 OSPF（三）
3.3 ospf協議特性 3.3.1 路由彙總 當網路規模比較大時，路由器維護的路由資訊也就越多，當網路拓撲中的一處發生改變時，就會導致相應的變更資訊傳播到全網。所以在保證全網可達的前提下，減少網路中路由器的路由表規模是很有必要的。路由彙總是把一組路由匯聚成一條路由，通過路由彙總可以大大減小路由表的...
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