本篇文檔針對一些對OSPF路由協(xié)議有一定的感性認(rèn)識的技術(shù)人員，提供一些基于OSPF報(bào)文格式的介紹，來達(dá)到了解OSPF路由協(xié)議的特性和特有的一些概念的了解。

一．OSPF的特性：
快速收斂；
能夠適應(yīng)大型網(wǎng)絡(luò)；
能夠正確處理錯(cuò)誤路由信息；
使用區(qū)域，能夠減少單個(gè)路由器的CPU負(fù)擔(dān)，構(gòu)成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)；
支持無類路由，完全支持超網(wǎng)，可變長子網(wǎng)等無類特性；
支持多條路徑負(fù)載均衡；
使用組播地址來進(jìn)行信息互通，減少了非OSPF路由器的負(fù)載；
使用路由標(biāo)簽來表示來自外部區(qū)域的路由。

二．Neighbor和Adjacency的定義：
Neighbor：
在網(wǎng)絡(luò)中，OSPF路由器可以發(fā)送Hello報(bào)文來進(jìn)行鄰居尋找，當(dāng)Hello報(bào)文中的幾個(gè)字段的內(nèi)容是互相一致的時(shí)候，相鄰的OSPF路由器就會形成Neighbor關(guān)系。
Neighbor是保存在Neighbor表里，需要有Router ID和IP地址信息。
Router ID的確定：
1． 選擇IP地址最大的Loopback接口的IP地址為Router ID；如果只有一個(gè)Loopback接口，那么Router ID就是這個(gè)Loopback的地址。
2． 如果沒有Loopback接口，就選擇IP地址最大的物理接口的IP地址為Router ID，但是作為Router ID的物理接口，就不能運(yùn)行OSPF，也就是說這個(gè)接口無法發(fā)送接受OSPF報(bào)文。
使用Loopback的IP地址作為Router ID的好處：
a． Loopback接口是邏輯接口，永遠(yuǎn)不會down，有利于OSPF的穩(wěn)定運(yùn)行；
b． 便于控制OSPF路由器的Router ID。
Hello協(xié)議的特點(diǎn)：
1． 目的：
a． 用來發(fā)現(xiàn)OSPF Neighbor；
b． Hello報(bào)文包含了多個(gè)需要OSPF路由器協(xié)商的參數(shù)，以形成Neighbor的關(guān)系；
c． 他可以用來維持鄰居之間鏈接的存活；
d． 用來確定DR，BDR路由器的選擇。

2． 報(bào)文內(nèi)容：
a． Router ID
b． Area ID
c． IP地址和掩碼
d． 認(rèn)證方式和認(rèn)證信息
e． Hello Interval和Dead Interval
f． Router優(yōu)先權(quán)
g． DR和BDR的Router ID
h． 五個(gè)字節(jié)的特性控制信息
i． 距上次Hello報(bào)文后，在Dead Interval中，路由器的Neighbor的Router ID列表
每個(gè)OSPF路由器收到收到hello報(bào)文，將會協(xié)商上述信息，是否符合，如果不符合，Hello報(bào)文會遭到丟棄。
并且當(dāng)一個(gè)路由器收到一個(gè)Hello報(bào)文，其中Neighbor Router ID List里有它的Router ID時(shí)，就會進(jìn)入2-way模式,一旦進(jìn)入2-way模式，就會建立Adjacency。
3． DR和BDR使用224.0.0.5(ALLSPFRouter Address)發(fā)送Hello Packet，而收到報(bào)文的路由器以224.0.0.6(ALLDRRouter Address)發(fā)送確認(rèn)報(bào)文，表示收到了Hello Packet。
4． Point-to-Multipoint:相當(dāng)與多個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的集合，但是不會產(chǎn)生DR，BDR的選舉，通過組播報(bào)文發(fā)送路由信息報(bào)文。
5． 只有NBMA網(wǎng)絡(luò)和采用虛擬鏈路的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的是單播報(bào)文。
6． Stub Network：只有一個(gè)出口連接到路由器的網(wǎng)絡(luò)，通常產(chǎn)生的報(bào)文的原地址和目的地址都是本網(wǎng)絡(luò)中。
DR和BDR的選擇，特性：
1． DR和BDR是接口的特性，和路由器本身無關(guān)。
2． DR和BDR和multiaccess網(wǎng)絡(luò)中其他的路由器形成adjancency，但他們之間沒有形成adjancency。
3． 每個(gè)接口上都會有優(yōu)先級，如果優(yōu)先級為0時(shí)，表示不參加選擇DR，BDR。

Adjacency：
是在OSPF Neighbor之間形成的虛擬的連接，這些連接有不同的性質(zhì)，根據(jù)路由器連接的不同網(wǎng)絡(luò)類型。
形成Adjacency的步驟：
1． 鄰居發(fā)現(xiàn)
2． 雙向通信
3． 數(shù)據(jù)庫同步
為了使路由器能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫的一致和同步，通過交換DD，LSR，LSU報(bào)文來達(dá)到數(shù)據(jù)庫同步的目的。
4． 完全形成連接

Master和Slave的關(guān)系和選擇
在ExStart狀態(tài)下，鄰居之間進(jìn)行協(xié)商，以決定由哪個(gè)路由器來控制Database sychronization。
Neighbor表項(xiàng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
Neighbor表項(xiàng)中的信息是通過路由器從Hello報(bào)文中學(xué)到的，關(guān)于鄰居的一些信息。
1． Neighbor ID
2． Neighbor IP Address
3． Area ID
4． Interface
5． Neighbor Priority
6． State
7． PollInterval
這是用于NBMA網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)概念，由于NBMA網(wǎng)絡(luò)無法用組播來發(fā)送報(bào)文，也就是說無法自動發(fā)現(xiàn)鄰居，如果當(dāng)Neighbor處于down的狀態(tài)時(shí)候，Hello報(bào)文每隔一個(gè)PollInterval時(shí)間就會發(fā)送一次，來發(fā)現(xiàn)和維護(hù)鄰居關(guān)系。
8． Neighbor Option
9． Inactivity Time
10． DR
11． BDR
12． Master/Slave
13． DD Sequence Number
14． Last Received Database Description Packet
15． Lik State Retransmission List
是指已經(jīng)發(fā)送出去的LSA，但是還沒有收到Acknowledge的報(bào)文，如果超過RxmtInterval還沒有收到，就會進(jìn)行重傳。
16． Database Summary List
在database synchronization時(shí)，所發(fā)送的LSA的表單。
17． Link State Request List
是指最新收到的在Database Description報(bào)文中所帶的LSA清單，路由器會發(fā)送LSR到Neighbor要最新的LSA，收到LSU后，會把list里的相應(yīng)條目刪掉。

三．Neighbor狀態(tài)機(jī)制
1． Down
沒有收到任何Hello報(bào)文的時(shí)候，或是在DeadInterval中，沒有收到Hello報(bào)文
2． Attempt
只有在NBMA網(wǎng)絡(luò)里才有，手工進(jìn)行Neighbor的指定。
3． Init
收到了Hello報(bào)文
4． 2-way
當(dāng)路由器看到自己的Router ID在鄰居發(fā)來的Hello報(bào)文里；在廣播網(wǎng)絡(luò)里，DR和BDR開始被選舉。
5． ExStart
決定Master/Slave關(guān)系，以初始化DD 報(bào)文序列號來交換Database Description報(bào)文
6． Exchange
路由器開始交換DD報(bào)文的過程
7． Loading
發(fā)送LSR報(bào)文已處在Loading狀態(tài)的報(bào)文，請求最新的通過Exchange DD報(bào)文發(fā)現(xiàn)的未收到的LSA
8． Full
完成了路由器和網(wǎng)絡(luò)的LSA的交換
當(dāng)路由器收到LSA后，會把LSA存到數(shù)據(jù)庫中，然后會把收到LSA復(fù)制并從其它的OSPF接口發(fā)送出去，直到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的LSA Database獲得同步一致。然后每個(gè)路由器根據(jù)LSA Database里的Link信息進(jìn)行SPF運(yùn)算，算出沒有回路的最短路徑。

四．Database Description報(bào)文
它是包含了路由器所有的LSA信息的報(bào)頭，可以使路由器知道，Neighbor上有多少LSA是自己不知道的，可以通過LSR報(bào)文來請求新的LSA。