OSPF协议
目录
什么是OSPF协议？
OSPF数据包类型
OSPF中DD包与DBD包的区别
OSPF的状态机
OSPF的工作过程
区域划分规则
什么是OSPF协议？
开放式最短路径优先协议
OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种用于动态路由的内部网关协议（IGP）。它是一种开放式协议，用于在大型IP网络中通过选择最佳路径来传递数据。OSPF协议使用链路状态路由算法，它通过收集网络上的路由信息，并计算最短路径。OSPF协议可以根据网络的拓扑结构和链路状态来动态调整路由，并根据实时情况更新路由表。它具有快速收敛、可伸缩性强、支持可区分服务（QoS）等特点，被广泛用于大型企业网络和互联网中。
OSPF数据包类型
- Hello 数据包：用于发现和维护邻居关系，周期保活，默认10s为一个周期，交互router_id（RID）。
- Database Description（DD）数据包：用于交换链路状态数据库（LSDB）的摘要信息。
- Link State Request（LSR）数据包：用于请求某个特定的链路状态信息，链路状态请求包。
- Link State Update（LSU）数据包：用于传输链路状态信息，包括路由器自身的链路状态以及其它路由器的链路状态，链路状态更新包。
- Link State Acknowledgement（LSAck）数据包：用于确认收到的链路状态信息，链路状态确认包。
- LSA：链路状态通告 具体的一条一条拓扑或路由信息；基于LSU包进行传递。
OSPF中DD包与DBD包的区别
DD包用于通知邻居节点本地数据库的摘要信息，判断是否需要进行数据库同步，而DBD包则是用于请求详细的数据库信息，以供邻居节点更新自己的数据库
OSPF协议中的DD包（Database Description packets）与DBD包（Database Description packets）都用于在邻居节点之间交换路由信息，但它们的功能和作用略有不同。
DD包是由Master（即优先级最高的路由器）向Slave（即邻居路由器）发送的，用于通过比较两个节点的LSDB（Link State Database，即链路状态数据库）来确定是否需要更新路由信息。DD包中包含了当前节点的数据库摘要信息，包括LSA（Link State Advertisement，链路状态广播）的数量、版本号、类型、序列号等。Slave（即邻居路由器）节点会根据接收到的DD包中的信息来判断是否需要进行数据库同步，如果需要，则向Master发送DBD包。
DBD包是Slave（即邻居路由器）节点向Master节点发送的，用于请求路由数据库的详细信息。DBD包中包含了Slave（即邻居路由器）节点需要的LSA信息，通过这些信息Slave（即邻居路由器）节点可以更新自己的LSDB。Master节点收到DBD包后会根据其请求发送相应的LSA信息给Slave节点。
OSPF的状态机
Down ： 一旦接收到其他设备发送过来的hello包进入下一个状态机
Init ： 初始化 接收到的hello包中若存在本地的RID，进入下一个状态机
2way： 双向通讯 邻居关系建立的标志
关注条件：若点到点网络，邻居间直接进入下一个状态机；在MA网络中将进行DR/BDR选举；（40s）非DR/BDR间不能进入下一个状态机
Exstart 预启动 使用不携带目录信息的DBD包进行主从关系的选举，RID数值大为主，优先进入下一个状态机； -- 排序
Exchange 准交换：使用携带目标的DBD包进行共享，由主先进行，从在收到主的DBD包后再发出DBD
Loading 加载 ：对比DBD目录后，基于本地未知的LSA信息，使用LSR向邻居发出请求，邻居使用LSU来更新共享这些LSA信息，本地在收到LSU后需要ACK确认；加载过程完成后，邻居间的数据库一致；
Full 转发： 邻接（毗邻）关系建立的标志
OSPF的工作过程
当启动配置完成后，邻居间收发hello包，建立邻居关系，生成邻居表：
邻居邻居hello包中有5个参数必须完全一致，否则无法建立邻居关系；
启动ospf的配置完成后，直连的邻居间组播收发hello包，建立邻居关系，生成邻居表；之后关注条件，条件不满足的邻居间将维持为邻居关系，仅hello周期保活即可；
条件匹配的邻居间可以建立为邻接关系；
先使用DBD包进行主从关系的选举，目的在于有序进行数据的共享；
先使用携带数据库目录的DBD，共享本地数据库目录；之后邻居基于所有的目录比对出本地未知的LSA目录；再使用LSR进行查询，对端使用LSU进行回复，本地LSACK表示确 认； ---- 使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取本地未知的LSA信息； 生成数据库（LSDB）表；
当网络中所有路由器的数据库同步完成后，邻接关系建立；本地基于数据库生成有向图--->最短路径树--->计算本地到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表；
收敛完成后，仅hello包每10s周期保活邻居关系；每30min邻接间再使用DBD进行数据库的清查，保障无误；
区域划分规则
- 星型结构 --- 区域0为骨干区域 大于0为非骨干 所有的非骨干区域必须直连到骨干
- ABR 区域边界路由器 两个区域互联时，必须基于ABR进行