动态路由协议之OSPF基本原理、区域划分及配置

什么是OSPF？

在实际应用中，OSPF是最常用的一种链路状态协议。实际上，在很大程度上来说，在应对诸如RIP这样的距离矢量协议所存在的诸多问题时（包括收敛速度较慢、最大hop计数限定在15hop以内以及容易产生环路等问题），OSPF作为一种链路状态协议应运而生。

1、区域划分

OSPF既可以支持单一领域也可以支持分域架构；其显著优势在于能够将整个网络划分为多个独立的子网；在分属架构中，默认情况下会包含核心交换机所在的主区(area 0)以及若干个辅助区；需要注意的是，在分属环境内所有分区间的通信都必须经过主区的核心节点；如果没有主区(area 0)，各子区之间将无法实现通信连接；这是因为核心节点负责收集各子区中的路由信息并将其转发出去；仅当各子区均获得这些汇总信息后才能实现有效的通信连接

（重要部分就好像是军训时候的指挥员团队，在整个团里起到协调作用。每个班级都是一个独立的组织，在信息传递过程中必须通过指挥员团队整合后再逐级上报至各个班级。例如，在某次行动中某个班级的同学违反规定翻墙出去打游戏被发现后由指导员上报并接受批评处理）

可能有人会问，单个区域简单粗暴为什么要进行区域划分呢？

主要担心骨干区域过大带来的压力；同时可以通过缩小各区域内独立的链路状态数据库（LSDB）规模来实现管理上的优化；此外还可以通过减少或避免单一区域内路由变动引发的整体网络出现路由震荡问题，在处理大规模网络时具有显著的应用价值

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2、路由器类型

OSPF具备区域划分功能，在不同区域内的路由器各自承担特定的任务。区域划分边界并非一条链路，而由多个路由器构成。

内部路由器: 主要是用于收集保存自己区域内的链路信息状态

区域边界路由器： 用于连接自治系统内的各个区域

Autonomous Boundary Router: It is a router configured to connect to autonomous systems running OSPF and other autonomous networks.

基本原理

此前已经熟悉了链路状态协议的基本运作机制，并了解到其功能是通过路由器LSP发送数据包进行网络广播。在一个自治系统内所有运行OSPF协议的路由器之间，它们就可以互相交换信息内容。

第一个发出的是HELLO报文, 用于识别本地相邻的路由器并与其建立起联系. 如果一个路由器接收到邻居发送的hello报文中识别到了自己的Router ID信息, 就意味着双方之间已经实现了连接.

在完成与邻居路由器的连接后，在线完成了链路状态数据库（LSDB）的状态更新过程。随后，在此过程中, 各个路由器会通过发送DD报文来确定为主端口，并记录自身的LSDB信息以实现网络的一致性维护

在最后一个DD报文完成发送后，在线等待片刻后路由器A会将路由器B的状态标记为"正在加载中"（Loading），随后向其相邻路由器B传输另一种类型的报文——LSR报文（Light Switch Report），该报文用于查询上一阶段DD报文中发现并由路由器B接收汇报的LSDB信息（Link State Database）。当路由器B收到该LSR报文后会立即返回一个LSU报文（Link State Update）给A作为确认性回应

最后，在完成数据传输后，在路由器A上触发了一个确认机制LSACK，并将此操作结果反馈至路由器B以完成通信流程。在此过程中，在A与B之间建立了完全的连接状态（full）。

OSPF的配置

对下图进行OSPF分区配置，实现区域之间的通信

以R2为例

1、进行IP地址的配置

interface GigabitEthernet0/0/0

ip address 192.168.3.2 255.255.255.0

interface GigabitEthernet0/0/1

ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

2、OSPF分区域配置

ospf 1 router-id 2.2.2.2

area 0.0.0.0

network 192.168.1.0 0.0.0.255

area 0.0.0.1

network 192.168.3.0 0.0.0.255