OSPF：开放式最短路径优先协议
无类别链路状态IGP动态路由协议
1.距离矢量协议：没建立邻居关系，只是泛洪
运行距离矢量协议的路由器会周期性的泛洪自己的路由表。通过路由的交互，每台路由器从相邻的路由器学习到路由，并且加载进自己的路由表中；对于网络中的所有路由器而言，路由器并不清楚网络的拓扑结构，只是简单的知道要去往某个目的地的方向在哪儿，距离多远（跳几下）。这既是距离矢量协议的本质。
链路状态协议：先建立邻居关系
与距离矢量协议不同，链路状态协议通告的是链路状态信息（即拓扑信息），而不是路由表。运行链路状态协议的路由器之间会先建立一个协议的邻居关系，然后彼此之间开始交互LSA（链路状态通告）。每台路由器都会产生LSA，路由器将接收到的LSA放入自己的LSDB（链路状态数据库）中。路由器通过LSDB，掌握了全网所有的拓扑信息。最后，由路由器通过SPF算法计算出最优路径，随后加载于自己的路由表中。
OSPF的特征--OSPF属于链路状态协议
1.支持等开销负载均衡
2.基于组播进行更新----224.0.0.5 224.0.0.6
3.支持触发更新 ； 每30min进行一次周期更新
触发更新 每10S发一个hello包；每30分钟收敛一次----对整体OSPF协议的集体检查，害怕哪个地方出现问题无法发现找到 类似于（体检）
4.需要结构化的部署---区域划分 地址规划
OSPF发送拓扑信息，信息量大，如果上万台路由器在一起互相连接着，节点多，且每个节点上发送的数据很多，就会很卡，地址规划就是缩小泛洪范围，提高效率，减小卡顿。
5.相同区域传递拓扑，不同区域传递路由表
注意：路由表上的信息属于拓扑信息的一部分；rip发路由表，OSPF发拓扑信息
区域划分的规则：
星型结构 0区为骨干区域；大于0则为非骨干区域，所有非骨干区域必须接入到骨干区域上。
星型结构：中间有个核心路由器向外扩散---这里可以区域化看待：
同时要存在域间路由器，域间路由器既工作在0区又工作在1区
必需要有ABR---域间路由器 两个区域相连时，必须存在ABR，ABR---同时工作在两个区域上。
星型结构：中间有个核心路由器向外扩散---这里可以区域化看待：
同时要存在域间路由器，域间路由器既工作在0区又工作在1区，如下图：0区为骨干区域，大于0为非骨干区域，所有的非骨干区域必须接入到骨干区域上
3.Router-ID 路由器标识符 ，用于一个OSPF域中唯一的标识一台路由器。
rip最大跳才15跳，所以rip工作在小型网络中；OSPF工作于大型网络，所以就得有标识自己的东西，不然路由器太多了就分不清。建议手动配置RID。
Router-ID的设定可以通过手工配置的方式，或 使用系统自动生成的方式。
定义RID值，建议使用IP地址，全网唯一，要是不进行手工配置则会自动生成-------优先配置为环回的最大数值，如果没有环回，则自动配置为最大物理接口数值。
4.使用COST值作为度量值：Cost=开销值=参考带宽/接口带宽；默认参考带宽为100M，整段路径cost值之合最小为最佳。
若接口带宽大于参考带宽，则度量值为1，可能会导致选路不佳，故而在接口带宽大于参考带宽的网络中，可以人为的修改参考带宽。
接口带宽大于参考带宽度量值为1：因为如果两条路的cost值一个为0.3（接口带宽300M参考带宽100M），一个为0.25（接口带宽400M参考带宽100M），那么度量值都是1的话就成负载均衡了。度量值为小数的时候会导致都认为是1，从而导致选路不佳，可以将参考带宽修改成1000M。
[R1-ospf-1]bandwidth-reference 1000 修改参考带宽为1000Mbits/s
注意：一旦修改参考带宽，需全网所有设备都修改一致
一：ospf的数据包类型
二：ospf的状态机
三：ospf的工作过程
四：ospf的基础配置
五：ospf的扩展配置
一：ospf的数据包类型
1. HELLO包 用于邻居间的发现 关系建立 及保活
建立邻居关系之前要先发现邻居，以组播地址发送hello包发现邻居。一开始用于发现邻居，之后用于每10S确认保活。
DBD包（DD包） 数据库描述包 用于携带本地数据库目录
DBD包发一个目录过去，先告诉对方我有什么，比如A有2345，B有1234，那么A就知道我没有1，B就知道他没有5；这个DBD包就是知道你有什么而我没有的，还有你有的我也有的；减少数据链路的荷载。如果对方把我有的数据和我没有的都发过来，那么我有的数据就变成了重复信息。
LSR包 链路状态请求包 在查看完对端邻居的DBD包后，基于本地的位置查询LSA 随后去索要未知的LSA信息，就通过这个LSR包。
向对方要我没有的链路状态，A就去向B要1，B就向A要5。
LSU包 链路状态更新包 用于携带各种LSA信息
对方要链路状态，我就拿LSU包把这个你要的链路状态发过去
LSACK包 链路状态确认包 用于确认接收到对端的信息
发包的顺序依照当时状态而定
二：ospf的状态机
形容这台设备在某一个时间点处于的一个状态；从启动的那刻起到收敛状态完成过程中的状态变化。
Down状态：表示未激活的状态，一旦本地发出hello包，则进入下一个状态。
Init状态：表示初始化状态
Tow-way状态：双向通信 表示建立了邻居关系
经过条件匹配，成功则进入下一个状态机，失败则停留于tow-way状态
R1启动的快，先发hello包，没有固定先后顺序
R1在发出hello包之前是down状态，一旦本地发出hello包则进入下一个状态init；init状态：我发出了一个hello包或者我接收到了一个hello包就会进入这个状态
R2在发出hello包之前收到了R1发出的hello包，一旦接收到hello包中存在本地的ruterID （R1的名字）那么R2也会被动进入init状态
然后R2给R1发送hello包 ，我（R1）知道了R2的名字，且我（R1）还知道R2也知道我的名字，此时对于R1来讲R1和R2是邻居，但是此时对于R2来讲R1和R2还不是邻居。此时R1收到hello包变成2way。
R1给R2发送hello，R2知道了R1的名字并且R2也知道对方知道自己的名字，对于R2来说，R2和R1是邻居。R2变成2-way。
进入DBD和LSR是需要条件的，可能有些一辈子都是邻居关系 
Exstart 状态：预启动状态
Exchange 状态： 准交换状态
建立邻居关系之后可以进入下一个状态了，下一个状态需要条件匹配
R1进入EX-start然后发一个空的数据库描述包里面有我要当主我的routerID 是什么，进行主从选举，谁胜出谁优先进入下一个状态，为主的优先分享自己的东西，即优先发送自己的LSDB包。设备比较强的先进行下一状态。
这里规定了先后顺序
exchange就是在交换目录DBD包，查看对比和自己的数据包。
Loading 状态： 加载状态 在查看完对端邻居的DBD包后，使用LSR包来询问自己位置的LSA信息，对端使用LSU包进行回复，本地还需要使用LSACK进行确认回复。
Full 状态： 邻接关系建立的标识
下面该发LS请求包了：
loading状态就在干要数据发送数据和确认收到三个步骤
Loading 完了就进入full状态，收敛完成；full:建立邻接关系
要数据的时候是根据目录DBD去要的，而发送数据，给的时候是要遵循MTU（1500字节）
一般在OFSPF里面只有两三个人可以进入邻接关系
三：ospf的工作过程总结
启动配置完成后，以本地组播地址 224.0.0.5 发送hello包，Hello包将携带本地的RID值及已知的邻居的RID值（不仅告知自己的也会告知自己已知的邻居的RID），若接收到对端的hello包中有自己的RID则视为认识，于是建立邻居关系（注意这里是单向的），生成邻居表，开始条件匹配，若成功 则进入下一个阶段；不成功则永远是邻居。匹配成功后进入下一阶段：使用空的DBD包进行主从选举，对比RID，大为优且优先进入下一个状态，即优先共享数据库目录（DBD包对比)，双方会将数据库目录基于本地的数据库进行对比，筛选出你有我没有的东西，之后通过LSR去要，LSU去给，LSACK去确认（使用 LSR/LSU/LSACK 来获取未知的LSA信息并加载于本地的LSDB中）。 然后启用SPF算法 基于本地LSDB生成有向图，在计算出最短路径树，在基于树形结构算出本地为起始点到达全网各个节点的最优路径，最后加载于本地路由表中，收敛完成后，开始发hello包保活，发到30分钟，开始周期更新（发DBD目录），再对比一遍，还相同就继续发hello保活，不相同就重新收敛，重新收敛是从（loading状态开始LSR/LSU/LSACK三个过程走一遍
周期更新即为对比数据库目录
结构突变：
新增一个网段 直连新增网络设备，直接使用更新包告知邻接关系，需要ack确认。
OSPF完成后，又重新插上了一个设备，导致结构突变，直接使用更新包告知邻接关系新增一个网段
断开一个网段 直连断开网络设备，直接使用更新包告知邻接关系，需要ack确认。
OSPF完成后，直接拔掉了一个设备
无法沟通： hello time 10s ，dead time 40s，时间到了就删除邻居信息。
明明连着但是包发不过去---时间问题hello time 10S,dead time 40S,连续收不到对端的四个hello包，时间到了就删除邻居信息，之后你hello包来了还能迅速的连接建立邻居关系，效率很高。
四：ospf的基础配置
1.首先创建一个OSPF进程（注：每个路由器都要是同一个进程即进程号要一样）
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
创建ospf进程号为1 仅具有本地意义 同时定义RID值（不然就会自动生成），建议使用IP地址 全网需要唯一。
2.区域划分
[R1-ospf-1]area 0 进入0 区 开始规划区域
3.开始宣告：
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255
rip里面如果有1.1.1.0和1.1.2.0网段，如果只想宣告1.1.1.1，是做不到的，因为rip是主类宣告，只能宣告1.0.0.0，则1.1.1.0和1.1.2.0都会被宣告，无法做到精确宣告。而ospf可以做到精确宣告：
1.1.1.1 0.0.0.0
其中0代表除我所对应的数以外还有0种变化，相当于宣告了一个IP地址是不能动的，就是1.1.1.1，即为精确宣告。
12.1.1.0 0.0.0.255
宣告了一个网段 ，255代表我所对应的数的位置除了0以外还有255种变化，刚好256个，而12.1.1.0的网络号是24，就相当于网段里面包含了256个IP
反掩码：掩码反过来
192.1.0.0/26 的掩码 255.255.255.192 其反掩码就是用255把掩码的各个位一减 0.0.0.63
<R1>display ospf peer 查询详细邻居关系
<R1>display ospf brief 查询邻居表
<R1>display ospf lsdb 查询链路状态数据库
OSPF 的pre是10
五：ospf的扩展配置
从邻居关系建立成为邻接关系的条件
网络类型----两个
①点到点的网络：在一个网段中，仅支持存在两个节点的网络。（在点到点的网络类型中，可以直接成为邻接关系）
②MA：多路访问---在一个网段内，存在的节点数量不限
在MA网络中，若所有设备均是邻接关系，则会造成大量的重复更新，故，进行DR/BDR的选举，所有非DR/BDR的设备被称之为DRother，DRother之间维持邻居关系。
DR--BDR BDR--DR 邻接关系
DR--DRother、BDR---DRother 邻接关系
DRother--DRother邻居关系
只有邻接关系才能互相收发LSA
若所有人都是邻接关系，则会造成大量的重复更新
BDR是DR的备胎，DR掉线时，BDR会承担DR的职责
即DR是班长，BDR是副班长，班长负责收所有人的消息，然后比较之后给每个同学发他们没有的消息，每个同学之间不能沟通，就不会有重复的消息（重复更新）。若班长没了，副班长就接替班长的职责去给同学们收发消息。
选举规则：选举DR和BDR
在每个区域里面选举（area)
先比较参选接口的优先级 默认1 范围0-255 大为优
若参选接口的优先级相同，比较参选设备的RID，大为优
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 2 将参选接口优先级改为2
切记：ospf的DR选举是非抢占性的，故需要重启ospf进程达到重新选举的目的。
非抢占性：把优先级改高了之后，要重启ospf进程（不是重启路由器）进行重新参选，优先级才能改变。即并不是你把优先级改了之后你就是DS
退到用户视图 reset ospf process 重启ospf进程
<R1>reset ospf process 重启ospf进程
注意：选举是两者之间的选举
2.手工认证
在邻居间接口上定义安全密钥
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456
ospf要给账号编号1（范围1-255），rip里面是usual,一样是在接口处配置
每一个内网到外网都有一个硬件防火墙，所以认证在ospf一般用不到
手工汇总----汇总区域 ---汇总一个网段
既考虑到了传递LSA的准确性，又考虑到了传递拓扑所带来的资源减少的问题。区域和区域之间传递的是路由表---路由表信息比LSA信息少得多。
链路状态协议里面的距离矢量特征---ospf
AR1的ospf协议生成路由表里面应该有3条内容 23.1.1.0/24 3.3.3.0/24 2.2.2.0/24
AR2里面有2条 1.1.1.0/24 3.3.3.0/24
AR3里面有3条 1.1.1.0/24 12.1.1.0/24 2.2.2.0/24
和自己直连的就没有
注意：修改参考带宽 Rip 和ospf一样，一经修改全网全都要改
区域和区域之间有域间路由器就可以了（所以区域划分可以有多种、不唯一）
