开放式最短路径优先协议，是LV，协议号为89。
逐跳收敛 ，使网络收敛缓慢
传闻路由更新机制，完全依赖从邻居路由器收到的更新信息，缺乏对全网拓扑的了解。
以“跳数”为度量，存在次优路径风险
最多有效跳数为15，不适用与大型网络与环形网络
采用“收到更新”、”计算路由“、“发送路由”的路由收敛过程，收敛时间较长
ospf的优势：
所有路由器各自维护一个链路状态数据库，基于SPF算法计算最优路由，收敛速度较快
不传递路由表，而是传递链路状态信息，对全网拓扑有一定了解。
以链路带宽为度量，cost值=参考带宽/实际带宽，参考带宽默认为100M
条数无限制，LSDB可承受千条路由信息，足以支持大中型网络
采用“收到更新”、“发送路由”、“计算路由”的路由收敛过程
ospf不使用传输层的TCP/UDP进行数据封装，报文直接封装在IP报文内，协议号为89。
网络中的设备较多，每台路由器都需要有一个唯一的ID用于标识自己。
Router ID是一个32位的无符号整数，格式与IP地址一样，选举规则如下：
手动配置的Router ID
Lookback接口中最大的IP地址
物理接口中最大的IP地址
Router ID重新配置后，需要通过重置OSPF进程来更新Router ID。
由于OSPF每台路由器都有全网的拓扑，如果这个网络比较庞大，任何一个网段的变化都会导致LSDB（链路状态数据库）发生变化，使触发路由器对所有的目的地最佳路线进行重算。
为了节约资源和加快路由器运行速度，于是OSPF进行了区域划分，每台路由器只需计算本区域的拓扑和知道怎么离开本区域就可以了。
OSPF有两种区域，一种是骨干区域，区域号一定为0，另一种是非骨干区域，区域号除了0都行。
非骨干区域必须和骨干区域相连，为了精简路由表，可以让非骨干区域只学习到本区域的路由，去其他区域走默认路由。
如果有非骨干区域由于某些原因无法直接与骨干区域相连，可以建立虚连接，但虚连接会使故障变的复杂，线路变的不稳定，一个全新设计的网络架构里面有虚链路是不合理的。
虚链路不需要Hello包来维持，是永久的。
P2P网络：仅两台路由器相连，支持广播、组播。
广播型网络：两台或两台以上的路由器通过共享介质互联。支持广播、组播。
NBMA网络：两台或两台以上的路由器通过VC互联，不支持广播、组播。必须全互联且需要给每个路由器手动配置邻居，现在使用很少。
P2MP：可看作多个P2P的集合，没有一种链路层协议默认属于P2MP网络，必须由其他的网络类型强制更改为P2MP，常见于将非完全连接的帧中继或ATM改位P2MP的网络。
Hello报文：周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系
DD报文： 报文中含有本地LSDB中每一条LSA的Header，即所有LSA的摘要信息，用与两台设备进行数据库同步。
LSR报文：用于向对方请求所需的LSA。只在ospf邻居双方成功交换过DD报文后才会发出
LSU：用于向对方发送其所需要的LSA。
LSAck：用于对收到的LSA进行确认。
OSPF接口共有以下七种状态：
Down：接口的初始状态。表明此时接口不可用，不能用于收发流量。
Loopback：设备到网络的接口处于环回状态。环回接口不能用于正常的数据传输，但可以通过Router-LSA进行通告。因此，进行连通性测试时能够发现到达这个接口的路径。
Waiting：设备正在判定网络上的DR和BDR。在设备参与DR和BDR选举前，接口上会启动Waiting定时器。在这个定时器超时前，设备发送的Hello报文不包含DR和BDR信息，设备不能被选举为DR或BDR。这样可以避免不必要地改变链路中已存在的DR和BDR。仅NMBA网络、广播网络有此状态。
P-2-P：接口连接到物理点对点网络或者是虚拟链路，这个时候设备会与链路连接的另一端设备建立邻接关系。仅P2P、P2MP网络有此状态。
DROther：设备没有被选为DR或BDR，但连接到广播网络或NBMA网络上的其他设备被选举为DR。它会与DR和BDR建立邻接关系。
BDR：设备是相连的网络中的BDR，并将在当前的DR失效时成为DR。该设备与接入该网络的所有其他设备建立邻接关系。
DR：设备是相连的网络中的DR。该设备与接入该网络的所有其他设备建立邻接关系。
邻居关系：OSPF设备启动后，会通过OSPF接口向外发送Hello报文，如果和收到Hello报文的OSPF设备一致就会形成邻居关系，两端设备互为邻居。
邻接关系：形成邻居关系后，如果两端设备成功交换DD报文和LSA，才建立邻接关系。
OSPF共有8种状态机，分别是：Down、Attempt、Init、2-way、Exstart、Exchange、Loading、Full。
Down：邻居会话的初始阶段，OSPF已经启动，表明没有在邻居失效时间间隔内收到来自邻居路由器的Hello数据包。
Attempt：该状态仅发生在NBMA网络中，表明对端在邻居失效时间间隔（dead interval）超时后仍然没有回复Hello报文。此时路由器依然定期向对端发送Hello报文。
Init：收到Hello报文后发现自己不在所收到的Hello报文的邻居列表，尚未建立邻居关系。
2-way：邻居关系已经建立，但未建立邻接关系，则状态为2-way；如果不需要形成邻接关系则邻居状态机就停留在此状态，否则进入Exstart状态。
Exstart：开始协商主从关系，一台为Master，另一台为Slave，并由master规定起始序列号，Slave使用序列号确认，此时报文中不包含链路状态摘要。
Exchange：主从关系协商完毕后开始交换DD报文描述本端路由器的LSDB，进行数据库同步。
Loading：DD报文交换完成即Exchange done，相互发送LSR请求LSA，LSU通告LSA。
Full：LSR重传列表为空，路由器的LSDB已经同步。
| 路由器类型 | 含义 |
|---|---|
| 区域内路由器（Internal Router） | 该类设备的所有接口都属于同一个OSPF区域。 |
| 区域边界路由器ABR（Area Border Router） | 该类设备可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域。ABR用来连接骨干区域和非骨干区域，它与骨干区域之间既可以是物理连接，也可以是逻辑上的连接。 |
| 骨干路由器（Backbone Router） | 该类设备至少有一个接口属于骨干区域。所有的ABR和位于Area0的内部设备都是骨干路由器。 |
| 自治系统边界路由器ASBR（AS Boundary Router） | 与其他AS交换路由信息的设备称为ASBR。ASBR并不一定位于AS的边界，它可能是区域内设备，也可能是ABR。只要一台OSPF设备引入了外部路由的信息，它就成为ASBR。 |
LSA是路由器之间链路状态信息的载体，是LSDB的最小组成单位。
| LSA类型 | LSA作用 |
|---|---|
| Router-LSA（Type1） | 每个设备都会产生，描述了设备的链路状态和开销，在所属的区域内传播。 |
| Network-LSA（Type2） | 由DR（Designated Router）产生，描述本网段的链路状态，在所属的区域内传播。 |
| Network-summary-LSA（Type3） | 由ABR产生，描述区域内某个网段的路由，并通告给发布或接收此LSA的非Totally STUB或NSSA区域。例如：ABR同时属于Area0和Area1，Area0内存在网段10.1.1.0，Area1内存在网段11.1.1.0，ABR为Area0生成到网段11.1.1.0的Type3 LSA；ABR为Area1生成到网段10.1.1.0的Type3 LSA，并通告给发布或接收此LSA的非Totally Stub或NSSA区域。 |
| ASBR-summary-LSA（Type4） | 由ABR产生，描述到ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域。 |
| AS-external-LSA（Type5） | 由ASBR产生，描述到AS外部的路由，通告到所有的区域（除了STUB区域和NSSA区域）。 |
| NSSA LSA（Type7） | 由ASBR产生，描述到AS外部的路由，仅在NSSA区域内传播。 |
| Opaque LSA（Type9/Type10/Type11） | Opaque LSA提供用于OSPF的扩展的通用机制。其中：Type9 LSA仅在接口所在网段范围内传播。用于支持GR的Grace LSA就是Type9 LSA的一种。Type10 LSA在区域内传播。用于支持TE的LSA就是Type10 LSA的一种。Type11 LSA在自治域内传播，目前还没有实际应用的例子。 |
AS区域内和区域间路由描述的是AS内部的网络结构，AS外部路由则描述了应该如何选择到AS以外目的地址的路由。OSPF将引入的AS外部路由分为Type1和Type2两类。
| 路由类型 | 含义 |
|---|---|
| Intra Area | 区域内路由。 |
| Inter Area | 区域间路由。 |
| 第一类外部路由（Type1 External） | 这类路由的可信程度高一些，所以计算出的外部路由的开销与自治系统内部的路由开销是相当的，并且和OSPF自身路由的开销具有可比性。到第一类外部路由的开销=本设备到相应的ASBR的开销+ASBR到该路由目的地址的开销。 |
| 第二类外部路由（Type2 External） | 这类路由的可信度比较低，所以OSPF协议认为从ASBR到自治系统之外的开销远远大于在自治系统之内到达ASBR的开销。所以，OSPF计算路由开销时只考虑ASBR到自治系统之外的开销，即到第二类外部路由的开销=ASBR到该路由目的地址的开销。 |
| 区域类型 | 作用 |
|---|---|
| 普通区域 | 缺省情况下，OSPF区域被定义为普通区域。普通区域包括标准区域和骨干区域。标准区域是最通用的区域，它传输区域内路由，区域间路由和外部路由。骨干区域是连接所有其他OSPF区域的中央区域。骨干区域通常用Area 0表示。 |
| STUB区域 | 不发布自治系统外部路由，只允许发布区域内路由和区域间的路由。在STUB区域中，路由器的路由表规模和路由信息传递的数量都会大大减少。为了保证到自治系统外的路由可达，由该区域的ABR发布Type3缺省路由传播到区域内，所有到自治系统外部的路由都必须通过ABR才能发布。 |
| Totally STUB区域 | 不发布自治系统外部路由和区域间的路由，只允许发布区域内路由。在Totally STUB区域中，路由器的路由表规模和路由信息传递的数量都会大大减少。为了保证到自治系统外和其他区域的路由可达，由该区域的ABR发布Type3缺省路由传播到区域内，所有到自治系统外部和其他区域的路由都必须通过ABR才能发布。 |
| NSSA区域 | NSSA区域允许引入自治系统外部路由，由ASBR发布Type7 LSA通告给本区域，这些Type7 LSA在ABR上转换成Type5 LSA，并且泛洪到整个OSPF域中。NSSA区域同时保留自治系统内的STUB区域的特征。该区域的ABR发布Type7缺省路由传播到区域内，所有域间路由都必须通过ABR才能发布。 |
| Totally NSSA区域 | Totally NSSA区域既不允许其他区域的外部路由ASE LSA（Type5 LSA）在区域内传播，也不允许区域间路由（Type3 LSA）在区域内传播。实现方法是配置Totally NSSA区域后，ABR会自动产生一条缺省的Type3 LSA通告到整个NSSA区域内。这样，其他区域的外部路由和区域间路由都可以通过ABR在区域内传播 |
| 区域类型 | Router-LSA（Type1） | Network-LSA（Type2） | Network-summary-LSA（Type3） | ASBR-summary-LSA（Type4） | AS-external-LSA（Type5） | NSSA LSA（Type7） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 普通区域（包括标准区域和骨干区域） | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| Stub区域 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 |
| Totally Stub区域 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 否 |
| NSSA区域 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 是 |
| Totally NSSA区域 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
在广播网和NBMA网络中任意两台路由器之间都要传递路由信息。网络中又n台路由器，需要建立n*(n-1)/2个邻接关系，这就造成了任意一台路由器的路由变化都会导致多次传递，浪费带宽资源。为了解决这个问题，ospf定义了DR（指定路由器）和BDR（备份指定路由器）。通过选举产生DR和BDR，所有路由器与DR和BDR建立邻接关系，并只将信息发给DR，由DR将LSA广播出去。如果DR出现故障，BDR将立即成为DR。
DR和BDR由本网段中的所有路由器共同选举出来。路由器接口的DR优先级决定了该接口在选举DR、BDR是所具有的资格。本文段内所有DR优先级大于0的路由器都可以作为“候选人”，每台路由器将自己选举的DR写入hello报文中，发给网段上的其他路由器，如果两台路由器同时宣布自己是DR时，DR优先级高者获胜，如果DR优先级相同，Router-ID较大者获胜。如果有优先级较高的路由器中间加入，也不会成为DR或BDR。
分为两种聚合：
ABR聚合
ABR向其它区域发送路由信息时，以网段为单位生成3类LSA。如果该区域中存在一些连续网段，则可以通过命令将连续的网段聚合，只发送一条聚合后的LSA。
ASBR聚合
配置路由聚合后，如果是ASBR，将对引入的聚合地址范围内的5类进行聚合，当配置了NSSA区域后还需要对7类LSA进行汇聚。如果既是ASBR又是ABR，则对7类转化为5类的LSA进行聚合。
只有通过验证的OSPF报文才能接收，否则不能正常建立邻居关系。
支持两种验证方式：
区域验证方式
接口验证方式
当两种验证方式都存在时，优先使用接口验证方式。
OSPF使用LSA通告描述网络结构，即有向图。路由器会将LSDB转换成一张带权的有向图，各个路由器得到的有向图完全相同。
各个路由器根据有向图使用SPF算法计算出一棵以自己为根的最短路径树。
当拓扑不变而路由信息发生变化时，用部分路由计算算法（PRC），只需根据原有的拓扑生成新的路由信息。
原文：https://www.cnblogs.com/tmjblog/p/12640030.html