OSPF路由协议（一）

一、背景知识

OSPF是IETF的IGP工作组专门为IP网络开发的一个路由协议。OSPF产生于19世纪80年代，由于RIP已经不能使用网络的快速增长。

OSPF有两个主要的属性：第一个是这个协议是开放的，OSPF的定义被发布在RFC1247。第二个是OSPF是基于SPF算法的。SPF算法有时被叫做Dijkstra算法。

OSPF是一个链路状态路由协议，它发送LSAs（Link-State Advertisements）给所有其他在同一等级区域的路由器。OSPF的LSA中的信息包括：经过的接口、使用的度量以及其他的一些变量。随着OSPF路由器积累链路状态信息，它们使用SPF算法计算出到每个节点的最短路径。

作为一个链路状态路由协议，OSPF与其他例如RIP、IGRP一类的距离矢量路由协议明显不同，运行距离矢量算法的路由器将全部或部分的路由表作为路由更新，发送给它的邻居们。

二、路由等级（Routing Hierarchy）

不像RIP，OSPF可以分等级的进行操作（即将网络划分为不同的等级）。在这个分级系统内最大的实体是自治系统AS。AS是一系列网络的集合，这里网络分享公共的路由策略，并且被统一管理。OSPF是一个AS内部的路由协议（即内部网关路由协议）。但是OSPF也可以从别的自治系统接收路由信息或者将路由信息发送到别的自治系统。

一个AS可以分为一系列的区域，区域是相邻的网络以及这些网络上的主机构成的集合。具有多个端口的路由器可以同时处于多个区域中。这些处于多个区域中的路由器叫做边界路由器，它们为每个区域单独维护着一个拓扑数据库。

拓扑数据库实质上是对所有路由器和网络相互关系的完全描绘。这些拓扑数据库包含了收集到的所有LSA信息，一个拓扑数据库中包含的信息都是来自同一区域内的所有路由器。因为在同一区域内的路由器分享相同的信息，这些信息确定了拓扑数据库。

域这个词有时被用于描述分享同一拓扑数据库的路由器所在网络的一部分。大部分情况，域可以与AS交换使用。

一个区域内部的拓扑结构对外而言是不可见的。通过保持区域拓扑的独立性，OSPF减少了很多路由流量，与AS不分区域相比。

根据源和目的在相同区域或者不同区域，产生了两种类型的OSPF路由，区域内路由是指源和目的在相同的区域内。区域间路由指源和目的在不同的区域内。一个OSPF骨干负责在区域间发布路由信息。骨干是由所有边界路由器、不完全包含在任何一个区域内的网络以及它们附带的路由器组成。如上图，就是一个多区域网络互联的示例。

在上图中，路由器4、5、6、10、11和12组成了骨干。如果在区域3中的主机H1向给区域2中的主机H2发送一个数据包。这个数据包首先发送给路由器13，路由器13将包向前发送给路由器12，然后再传递给路由器11，接着顺着骨干到达区域边界路由器10，然后可以通过两个区域内路由器9和7，最终将数据包传递给主机H2。

其实骨干区域本身也是一个OSPF区域。因此所有的骨干路由器使用相同的过程和算法来管理骨干区域中的路由信息。骨干区域拓扑也是对所有区域内的路由器不可见的。

我们也可以这些定义区域：骨干区域并不是直接相连的。在这种情况下，骨干区域的连接性，必须通过虚拟连接连进行保证。在任意骨干路由器之间配置虚拟连接，并将其连接到非骨干区域，最后实现与他们直接相连相同的效果。

运行OSPF的边界路由通过EGP学习外部路由，例如EGP或者BGP。