链路状态（link state）路由算法：
利用最短路径算法（例如：Dijkstra最短路径算法）求出一个节点（源节点）到所有其它节点的最短路径。
（Dijkstra算法可参考如下：点击打开链接 点击打开链接）
利用这些最短路径上的下一个节点作为下一跳得到源节点的转发表（路由表）。
OSPF协议（open short path first）采用链路状态路由算法，他可能是在大型企业使用最广泛的内部网关协议（IGP）。
OSPF协议的简单描述：
- 周期性的收集链路状态，并扩散给AS中的所有路由器；
- 用收到的链路状态建立整个AS的拓扑结构图；
- 利用Dijkstra算法计算到AS表中所有网络的最短路径；
- 利用这些了路径上的下一跳建立路由表。
问：一个OSPF路由器通常使用什么算法来求到所有目的地的最短路径?
答：Dijkstra算法
把网络转变成图：
链路状态通告（Link State Advertisement）
- N1和N2是多路访问网络，例如：以太网
- N3为点到点网络，例如：ppp
对于每个中转网，要选举一个直连路由器作为其指定路由器(designated router, DR)
如果图中点到点网络没有配置IP地址，则不要节点N3
例：下图的OSPF网络中，R1~R5的router LSA是什么？
链路类型取值：
1 Point-to-point network
2 Link to transit network
3 Link to stub network
从R1：
| 到（to：） | 开销（metric） | 链路类型（link type） |
| N1 | 6 | 3 |
| N2 | 10 | 2 |
从R2:
| 到 | 开销 | 链路类型 |
| N5 | 5 | 1 |
| N2 | 10 | 2 |
| R5 | 5 | 1 |
从R3:
| 到 | 开销 | 链路类型 |
| N2 | 10 | 2 |
| N3 | 3 | 3 |
从R4:
| 到 | 开销 | 链路类型 |
| N2 | 10 | 2 |
| N4 | 5 | 3 |
| N6 | 6 | 1 |
| R5 | 6 | 1 |
从R5:
| 到 | 开销 | 链路类型 |
| N5 | 4 | 1 |
| R2 | 4 | 1 |
| N6 | 7 | 1 |
| R4 | 7 | 1 |
N2的Network LSA是什么？
从N2：
| 到 | 开销 |
| R1 | 0 |
| R2 | 0 |
| R3 | 0 |
| R4 | 0 |
R5的路由表是什么?
| 目的 | 开销 | 下一跳 |
| N1 | 20 | R2 |
| N2 | 14 | R2 |
| N3 | 17 | R2 |
| N4 | 12 | R4 |
| N5 | 4 | - |
| N6 | 7 | - |
OSPF协议的详细描述：
- 发现邻居：OSPF路由器每10s（Hello Inverval）向邻居发送Hello分组。如果40s（Dead Interval，4 times hello interval）都收不到邻居发来的Hello分组，则把到邻居的链路标记为失效。多路访问网络采用多播（224.0.0.5，all OSPF routers）发送Hello分组。一个Hello分组包含优先权、已知的邻居（收到过Hello）、DR和BDR。
- 完全相邻：在发现邻居之后，OSPF路由器将与邻居交换链路状态数据库中的LSA，请求得到更新的或者没有的LSA。在与邻居的链路状态数据库变得完全一样时，他们就处于完全相邻状态（fully adjacency）。
- 生成LSA：每30分钟或链路变化时，每个OSPF路由器会生成router LSA，中转网的DR会生成network LSA。
- 扩散LSA：产生的LSA立即封装为Update分组，被可靠地扩散出去（需要认证）。每次产生的LSA的序号会加1.序列号越大表示越新。若通过收到多个LSA，由发出此LSA的路由器ID（发通告路由器），链路状态和序列号唯一确定。通过序号，也可以防止扩散形成回路，第二次1收到来自相同的发通告路由器、相同LSA类型和相同序号的LSA将丢弃它。
- 收集LSA：路由器收集到LSA之后，用新LSA替换链路状态数据库中旧LSA。如果一个LSA在60分钟（max age）没有被更新，它将从链路状态数据库移除。
- 计算最短路径：当链路状态数据库被改变时，OSPF路由器将利用Dijkstra算法计算到所有网络的最短路径。
- 建立路由表：利用得到的最短路径产生路由表。
OSPF开销：
开销必须为大于 0 的整数， reference-bandwidth 的默认值为 100 。
修改reference-bandwidth的方法：#ospf auto-cost reference-bandwidth 1000
数据库同步：
DROther把所有DD多播(224.0.0.6)给DR和BDR， DR单播确认， DR把新的DD多播(224.0.0.5)给该网络的所有OSPF路由器。对于无DR网络， OSPF路由器直接多播(224.0.0.5)DD和LSU给所有OSPF路由器。
路由器ID：
- OSPF协议采用路由器ID（Router ID，RID）标识每一个路由器
- 路由器ID由以下方法得到：
- 使用直接配置的RID（#router-id id）
- 所有所动环回接口中最大的IP地址
- 所有活动物理接口中最大的IP地址
- 除非路由器重启、所选接口故障或关闭或IP地址改变、重新执行了router-id命令， RID将保持不变。
LSA定时器：
- 每10秒(Hello Interval)向邻居发送一次Hello， 4倍的hello interval(Dead Interval， 40秒)没有收到邻居的Hello就认为邻居失效。
- 每30分钟会产生新的LSA，最小间隔时间为5秒。
- 每个LSA都有年龄字段(age)，发给邻居时被设置为0，在链路状态数据库中age会不断增长，增长到Max Age(默认为60分钟)时LSA被标记为失效。失效的LSA会被扩散到整个AS，令AS的所有路由器把该LSA从链路状态数据库中移除。
- 存储在链路状态数据库中的LSA每10分钟会被计算校验和，如果有错将被删除。
- 接收来自邻居的LSA的最小间隔时间为1秒。
- 计算最短路径的最小间隔时间为10秒。
问：如果一个OSPF路由器的链路没有变化，它每隔多长时间会扩散它的LSA？
A.60分钟
B.30分钟
C.30秒
D.60秒
答：B
OSPF分组格式：
OSPF分组类型：
1--Hello Packet
2--Database Description Packet
3--Link State Request Packet
4--Link State Update Packet
5--Link-State Acknowledge Packet
224.0.0.5 -- All OSPF Router
224.0.0.6 -- OSPF DR or BDR
OSPF可以分区，至少要有一个区，即主干区（0.0.0.0）
LS Update分组：
- 发出通告路由器ID为产生本分组的路由器ID。
- 链路状态ID用于区分不同的。 Router LSA的链路状态ID与发出通告路由器ID相同，Network LSA的链路状态ID为网络号。
- LS类型：
1--Router LSA
2--Network LSA
3--Network Summary LSA
4--ASBR Summary LSA(E1和E2)
5--AS-External LSA
6--Group Membership LSA
7--NSSA External LSA(N1和N2)* type1~4都被限制在本区扩散。
Router LSA：
10.1.1.1的router LSA：
- V位：本路由器为虚链路的一个端点。
- E位：本路由器为一个ASBR。
- B位：本路由器为一个ABR。
- 长度： OSPF主体的长度，即LSA头的长度加上LSA主体的长度。
Network LSA：
网络10.4.7.0/24的Network LSA ：
OSPF的特点：
- 所有的OSPF消息都要认证（防止恶意入侵）
- 路由表中允许多个相同开销的路径存在（RIP只允许存在一条路径），可以实现负载均衡。
- 对于每条链路，允许同时有多个(TOS)开销。
- 多播OSPF (MOSPF)使用与OSPF相同的链路状态数据库(思科路由器不支持)
-
在大型路由选择域中 OSPF 可以 分区 。
-
比 RIP 收敛快而且更安静 。
-
实现起来 更复杂 ，需要 更多的计算开销 。