什么是OSPF？

开放式最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议（Interior Gateway Protocol）。

目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC2328）；针对IPv6协议使用OSPF Version 3（RFC2740）。

OSPF基础概念

Router ID

如果要运行OSPF协议，必须存在Router ID。Router ID是一个32比特无符号整数，是一台路由器在自治系统中的唯一标识。

Router ID的设定有两种方式：

• 通过命令行手动配置，在实际网络部署中，建议手工配置OSPF的Router ID，因为这关系到协议的稳定。

• 通过协议自动选取。

如果没有手动配置Router ID，设备会从当前接口的IP地址中自动选取一个作为Router ID。其选取顺序是：

优先从Loopback地址中选择最大的IP地址作为Router ID。

如果没有配置Loopback接口，则在接口地址中选取最大的IP地址作为Router ID。

在路由器运行了OSPF并确定了Router ID后，如果该Router ID对应的接口Down或者接口消失（例如执行了undo interface loopback loopback-number）或者出现更大的IP地址，OSPF将仍然保持原Router ID。只有重新配置系统的Router ID或者OSPF的Router ID，并且重新启动OSPF进程后，才会进行Router ID的重新选取。

链路状态

OSPF是一种链路状态协议。可以将链路视为路由器的接口。链路状态是对接口及接口与相邻路由器的关系的描述。例如接口的信息包括接口的IP地址、掩码、所连接的网络的类型、连接的邻居等。所有这些链路状态的集合形成链路状态数据库。

COST

OSPF使用cost“开销”作为路由度量值。

每一个激活OSPF的接口都有一个cost值。OSPF接口cost=100M/接口带宽，其中100M为OSPF的参考带宽（reference-bandwidth）。

一条OSPF路由的cost由该路由从路由的起源一路到达本地的所有入接口cost值的总和。

报文类型

报文类型	报文作用
Hello报文	周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系。
DD报文（Database Description packet）	描述本地LSDB（Link State Database）的摘要信息，用于两台设备进行数据库同步。
LSR报文（Link State Request packet）	用于向对方请求所需的LSA。 设备只有在OSPF邻居双方成功交换DD报文后才会向对方发出LSR报文。
LSU报文（Link State Update packet）	用于向对方发送其所需要的LSA。
LSAck报文（Link State Acknowledgment packet）	用来对收到的LSA进行确认。

OSPF是如何工作的？

OSPF协议路由的计算过程可简单描述如下：

1. 建立邻接关系，过程如下：

• 本端设备通过接口向外发送Hello报文与对端设备建立邻居关系。

• 两端设备进行主/从关系协商和DD报文交换。

• 两端设备通过更新LSA完成链路数据库LSDB的同步。

此时，邻接关系建立成功。

路由计算

OSPF采用SPF（Shortest Path First）算法计算路由，可以达到路由快速收敛的目的。

实验

拓扑图

实验步骤：

给PC配置ip及网关

各路由配置内容

R1

<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R1                    #更改路由名
[R1]un in en                      #关闭信息提示
Info: Information center is disabled.
[R1]
[R1]int e0/0/0                     #进入接口
[R1-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.1.2 24 #设置ip
[R1-Ethernet0/0/0]int e0/0/1
[R1-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.2.1 24
[R1-Ethernet0/0/1]q
[R1]ospf router-id 1.1.1.1        #设置标记符router-id
[R1-ospf-1]area 0                 #进入区域
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.2 0.0.0.0  #宣告ip
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.2.1 0.0.0.0

R2

<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R2
[R2]un in en
Info: Information center is disabled.
[R2]int e0/0/0
[R2-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.2.2 24
[R2-Ethernet0/0/0]int e0/0/1
[R2-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.3.1 24
[R2-Ethernet0/0/1]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.6.1 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]q
[R2]ospf router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.2.2 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.3.1 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]area 2
[R2-ospf-1-area-0.0.0.2]network 192.168.6.1 0.0.0.0

R3

<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R3
[R3]un in en
Info: Information center is disabled.
[R3]int e0/0/0
[R3-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.3.2 24
[R3-Ethernet0/0/0]int e0/0/1
[R3-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.4.1 24
[R3-Ethernet0/0/1]q
[R3]ospf router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.3.2 0.0.0.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]area 1
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.4.1 0.0.0.0

R4

<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R4
[R4]un in en
Info: Information center is disabled.
[R4]int e0/0/0
[R4-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.4.2 24
[R4-Ethernet0/0/0]int e0/0/1
[R4-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.5.1 24
[R4-Ethernet0/0/1]q
[R4]ospf router-id 4.4.4.4
[R4-ospf-1]area 1
[R4-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.4.2 0.0.0.0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.5.1 0.0.0.0

R5

<Huawei>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sys R5
[R5]un in en
Info: Information center is disabled.
[R5]int e0/0/1
[R5-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.7.1 24
[R5-Ethernet0/0/1]int e0/0/0
[R5-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.6.2 24
[R5-Ethernet0/0/0]q
[R5]ospf router-id 5.5.5.5
[R5-ospf-1]area 2
[R5-ospf-1-area-0.0.0.2]network 192.168.6.2 0.0.0.0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.2]network 192.168.7.1 0.0.0.0