动态路由协议——OSPF
动态路由协议
静态路由的缺点在于无法适应网络中的各种变化，每一条路由都是管理员自己手动配置的。
动态路由协议的基本原理不像静态路由那样，它的基本原理就是各个路由器之间通过交互某种报文信息，这种报文中包含了很多自身路由器的信息。这些路由通过报文就可以知道整个网络的情况，当网络中的某些设备发生故障时，这些路由器也会通过这种报文获取得到，从而进行某种算法重新的计算出一个可用的网络。
OSPF——链路状态路由协议
ospf（开放式最短路径优先）是一个基于链路状态的内部网关协议。
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）
运行OSPF路由器之间交互的是LS（Link State，链路状态）信息，而不是直接交互路由。LS信息是OSPF能够正常进行拓扑及路由计算的关键信息。
OSPF路由器将网络中的LS信息收集起来，存储在LSDB中。路由器都清楚区域内的网络拓扑结构，这有助于路由器计算无环路径。
每台OSPF路由器都采用SPF算法计算达到目的地的最短路径。路由器依据这些路径形成路由加载到路由表中。
基本术语
区域
OSPF Area用于标识一个OSPF的区域。
区域是从逻辑上将设备划分为不同的组，每个组用区域号（Area ID）来标识。
RouteID
Router-ID（Router Identifier，路由器标识符），用于在一个OSPF域中唯一地标识一台路由器。
度量值
OSPF使用Cost（开销）作为路由的度量值。每一个激活了OSPF的接口都会维护一个接口Cost值。
报文协议
| 报文 | 作用 |
|---|---|
| Hello | 周期性发送，用来发现和维护OSPF邻居关系。 |
| Datebase Description | 描述本地LSDB的摘要信息，用于两台设备进行数据库同步。 |
| LinkState Request | 用于向对方请求所需要的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。 |
| Link StateUpdate | 用于向对方发送其所需要的LSA。 |
| Link State ACK | 用来对收到的LSA进行确认。 |
三大表项
邻居表
OSPF在传递链路状态信息之前，需先建立OSPF邻居关系。
OSPF的邻居关系通过交互Hello报文建立。
OSPF邻居表显示了OSPF路由器之间的邻居状态，使用display osp fpeer查看。
LSDB表
LSDB会保存自己产生的及从邻居收到的LSA信息
使用命令行display ospf lsdb查看LSDB表。
Type标识LSA的类型，AdvRouter标识发送LSA的路由器。
OSPF路由表
OSPF路由表和路由器路由表是两张不同的表项。
OSPF路由表包含Destination、Cost和NextHop等指导转发的信息。
使用命令display ospfrouting查看OSPF路由表。
工作原理
DR和BDR
在MA网络中，如果每台OSPF路由器都与其他的所有路由器建立OSPF邻接关系，便会导致网络中存在过多的OSPF邻接关系，增加设备负担，也增加了网络中泛洪的OSPF报文数量。
当拓扑出现变更，网络中的LSA泛洪可能会造成带宽的浪费和设备资源的损耗。
为优化MA网络中OSPF邻接关系，OSPF指定了三种OSPF路由器身份，DR（Designated Router，指定路由器）、BDR（Backup Designated Router，备用指定路由器）和DRother路由器。
只允许DR、BDR与其他OSPF路由器建立邻接关系。DRother之间不会建立全毗邻的OSPF邻接关系，双方停滞在2-way状态。
BDR会监控DR的状态，并在当前DR发生故障时接替其角色。
OSPF单区域和多区域
OSPF路由器在同一个区域（Area）内网络中泛洪LSA。如果OSPF域仅有一个区域，随着网络规模越来越大，OSPF路由器
的数量越来越多，这将导致诸多问题：
LSDB越来越庞大，同时导致OSPF路由表规模增加。路由器资源消耗多，设备性能下降，影响数据转发。
基于庞大的LSDB进行路由计算变得困难。
当网络拓扑变更时，LSA全域泛洪和全网SPF重计算带来巨大负担。
OSPF引入区域（Area）的概念，将一个OSPF域划分成多个区域，可以使OSPF支撑更大规模组网。
OSPF多区域的设计减小了LSA泛洪的范围，有效的把拓扑变化的影响控制在区域内，达到网络优化的目的。
OSPF路由器根据其位置或功能不同，有这样几种类型：
▫ 区域内路由器（Internal Router）
▫ 区域边界路由器ABR（Area Border Router）
▫ 骨干路由器（Backbone Router）
▫ 自治系统边界路由器ASBR（AS Boundary Router）
单区域的OSPF配置实验
实验目的
1、配置OSPF协议，使得主机之间能够相互通信
2、查看路由器的邻居信息、LSDB、OSPF路由表
3、关闭R1和R3之间的链路，观察是否能通信
查看邻居表
R1邻居表，和R2与R3建立了邻居关系
查看LSDB
R1路由器均收到来自R2和R3的LS信息
查看OSPF路由表
当关闭了R1和R3之间的链路，R1和R3之间的邻居也就断开了。此时主机仍然可以通信。再次开启的又会再次建立连接，再次进行SPF的计算。