1、OSPF介绍
OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是一种链路状态路由协议，无路由循环（全局拓扑），“开放”意味着非私有的。每一台路由器拥有整个拓扑结构，能根据网络拓扑信息独立地做出决策。OSPF采用SPF算法计算到达目的地的最短路径，所谓“链路”，即指路由器接口，所谓“状态”，即指描述接口以及其与邻居路由器之间的关系。管理距离AD值为110。
2、 OSPF三张表
OSPF的三张表是邻居表、链路状态数据库（LSDB）和路由表。
邻居表（neighbor table）：OSPF用邻居机制来发现和维持路由的存在，邻居表存储了双向通信的邻居关系OSPF路由器列表的信息。
拓扑表（topology table）：OSPF用LSA（Link State Advertisement 链路状态通告）来描述网络拓扑信息，然后OSPF路由器用拓扑数据库来存储网络的这些LSA。
OSPF路由表（routing table）：对链路状态数据库进行SPF（Dijkstra）计算，而得出的OSPF路由表。
OSPF 网络结构：自治系统，区域。
OSPF 算法：Dijkstra’s SPF 算法。
OSPF 成员类型：指定路由器 (DR) , 备份指定路由器 (BDR) , 其他路由 (DRother)。
3、OSPF邻接关系
路由器通过交互Hello报文发现邻居，路由器在检查Hello包中的某些参数或选项后邻居建立成功，检查的参数有：Hello Interval，Dead Interval，Area Number，Authentication，Stub。点对点WAN链路中建立的是全互联的邻接关系。多路访问网络中（如广播型网络，LAN），各成员只会与DR、BDR建立全互联的邻接关系，DRother保持Two-Way状态。邻接关系数：2(n-2)+1
4、OSPF报文
OSPF报文封装在IP报文的负载中，不使用TCP，而使用LSAck实现自己的确认机制。
OSPF报文类型：Hello、Database Description、Link-State Request、Link-State Update、Link-State Acknowledgment。
Hello报文中封装有：Router ID，Hello and Dead Intervals，Neighbors，Area ID，Router priority，DR IP address，BDR IP address，Authentication password，Stub area flag。其中Hello and Dead Intervals、Area ID、Authentication password和Stub area flag在邻居关系建立时必须匹配。
OSPF组播地址：224.0.0.5，224.0.0.6。
DRother通知所有的DR/BDR使用组播地址224.0.0.6，DR通知DRother使用组播地址224.0.0.5。
5、OSPF的配置
router ospf process-id [vrf vpn-name]
network ip-address wildcard-mask area area-id
在接口下配置OSPF：
Router(config-if)#
ip ospf process-id area area-id [secondaries none]
OSPF的Router ID设置优先级：
（1）手动设置的Router ID
（2）活跃的Loopback接口中IP地址较大的
（3）活跃的物理接口中IP地址较大的
Router(config-router)#
router-id ip-address
如果在已经处于活动状态的OSPF进程上使用此命令, 必须重启路由器或者重启OSPF进程才能生效。
Router# clear ip ospf process
验证OSPF Router ID：show ip ospf
Router# show ip protocols
验证配置的IP路由协议进程，参数和统计信息
Router# show ip route ospf [process-id ]
显示路由器学到的所有OSPF路由
Router# show ip ospf interface [type number]
显示OSPF的router ID、area ID和邻接关系
Router# show ip ospf interface brief
显示接口在OSPF下的状态
Router# show ip ospf
显示OSPF的router ID、计时器和状态
Router# show ip ospf neighbor [type number] [neighbor-id] [detail]
Router# show ip ospf neighbor detail
显示OSPF邻居信息，包括广播网络中的DR和BDR信息
cost或metric：默认值= (100 Mbps) / (bandwidth in Mbps)
RouterA(config-if)# ip ospf cost interface-cost
在接口下手动设置Cost来覆盖默认值，取值范围 1 到 65535
RouterA(config-router)# auto-cost reference-bandwidth ref-bw
设置有别于100 Mbps的参考带宽，取值范围 1 到 4294967
6、OSPF网络类型
OSPF网络类型包括：loopback环回口，point-to-point串口或帧中继的点到点子接口，broadcast以太口、快速以太口，NBMA非广播多路访问（帧中继），point-to-multipoint点到多点，point-to-multipoint no-broadcast点到多点非广播。
环回口在OSPF中是一类单独的网络类型，环回口下配置的IP，不管掩码配置为多少，发出路由时都会当做/32的主机路由。
点到点类型： 如果二层的协议为PPP、HDLC等，则OSPF网络类型为P2P。如果帧中继子接口类型为P2P的，则OSPF网络类型也为P2P。不选举DR、BDR。使用组播地址224.0.0.5。OSPF能够根据二层封装自动检测到P2P网络类型。
广播型多路访问：通常出现在以太网中，选举DR、BDR，所有路由器均与DR及BDR建立邻接关系，使用组播地址224.0.0.5及224.0.0.6。
非广播型多路访问： 帧中继网络中，使用物理接口默认为NBMA，使用子接口默认为点对点，使用NBMA需要使用neighbor命令指定邻居。
修改网络类型：Router(config-if)# ip ospf network broadcast
7、DR和BDR选举
具有最高优先级的OSPF成员成为DR，次高优先级的成为BDR，如果优先级一致，则比较RID，RID大的成为DR，第二大的成为BDR，DR选举是非抢占式的。
设置DR选举的优先级：Router(config-if)# ip ospf priority number
默认优先级为1，取值范围 0 到 255，如果优先级为0，则不参与DR或者BDR选举，如果一个设备不是DR或者BDR，那就是DRother。
8、LSA链路状态通告
类型1 ：路由器LSA Router LSA
>>每个路由器针对它所在的区域产生LSA1，描述区域内部与路由器直连的链路的信息（包括链路类型，Cost等），只允许在本区域内洪泛，不允许跨越ABR，Link ID是通告该LSA的路由器RID。
类型2：网络LSA Network LSA
>>描述TransNet（包括Broadcast和NBMA网络）网络信息，由DR生成，描述其在该网络上连接的所有路由器以及网段掩码信息， 以及这个MA所属的路由器，只在本区域Area内洪泛，不允许跨越ABR，Link ID是DR进行宣告的那个接口的IP地址，Network LSA 中没有COST字段。
>>类型1、2 总结：通过LSA1，LSA2在区域内洪泛,使区域内每个路由器的LSDB达到同 步，计算生成标识为“O”的路由，解决区域内部的通信问题。
类型3： 网络汇总LSA Summary Net LSA
>>由ABR生成，将区域内部的Type1\2的信息收集起来以路由子网的形式扩散出去，Link ID是域间路由的路由前缀，一条域间路由对应一条3类LSA。ABR收到来自同区域其它ABR传来的Type 3 LSA后重新生成新的Type3 LSA （Advertising Router改为自己）然后继续在整个OSPF系统内扩散。如果—台ABR路由器在与它本身相连的区域内有多条路由可以到达目的地， 那么它将只会始发单一的一条网络汇总LSA到骨干区域，而且这条LSA是上 述多条路由中代价最低的。
类型4： ASBR Summary LSA
由ASBR所在区域的ABR生成，用于描述ABR能够到达的ASBR的信息。Link ID为目的ASBR的RID。
类型5： 自治系统外LSA AS External LSA
>>由ASBR生成，用于描述OSPF自治域系统外的目标网段信息。Link ID是域外路由的路由前缀，一条域外路由对应一条5类LSA。外部路由通过重发布，引入OSPF路由域，相应信息(路由条目) 由ASBR以LSA5的形式生成然后进入OSPF路由域； •缺省情况下，LSA5生成路由用OE2表示，可强行指定为OE1。OE2 开销 = 外部开销 = 20（默认） ，OE1 开销 = 外部开销 + 内部开销。LSA5不允许进入特殊区域 —— Stub和NSSA区。
类型7： NSSA中的外部LSA NSSA External LSA
>>在NSSA(非完全存根区域)not-so-stubby area中ASBR针对外部网络 产生类似于LSA5的LSA类型7。LSA类型、7只能在NSSA区域中洪泛，到达NSSA区域ABR后，NSSA ABR将其转换成LSA类型5外部路由，传播到Area 0，从而传播到整个 OSPF路由域。生成路由缺省用ON2表示，也可指定为ON1。
查看OSPF路由表：show ip route ospf
加表顺序：O > O IA > O E1 > O E2
9、路由汇总
在ABR上汇总域间路由：Router(config-router)# area area-id range address mask [advertise | notadvertise] [cost cost]
在ASBR上汇总外部路由：Router(config-router)# summary-address ip-address mask [not-advertise] [tag tag]
以5类LSA向OSPF中注入默认路由，默认不开启，使用default-information originate命令注入。只有当默认路由已经存在在路由表中才会通告默认路由，加always参数可以强制下发默认路由。default-infomation originate metric number，进行有多个OSPF出口的路由器下发的默认路由选路。
10、特殊区域
stub配置：
router ospf 1
network .... .... area 1
area 1 stub
totally stub配置：
普通路由器：
router ospf 1
network .... .... area 1
area 1 stub
ABR：
router ospf 1
network .... .... area 1
area 1 stub no-summary
将一个区域配置成Stub或者Totally stub需要注意一下几点：
>>不可在骨干区域配置。
>>区域内不能有ASBR和虚链路。
>>特殊区域内所有路由器都配置成Stub。
>>有多个以上ABR时，到其他区域或外部自治系统可能存在次优路径。 需要注意选路（修改cost）。
非完全末梢区域 Not-so-stubby Area=NSSA
Stub的变种：即想阻挡LSA5，自身又想引入外部路由，NSSA既阻挡外部LSA5的进入，同时它的ASBR又可以引入外部路由LSA7，LSA7在NSSA内洪泛，通过ABR时转换为LSA5，ABR不会缺省生成默认路由进入本地区域，需手工配置。
NSSA配置：
router ospf 1
network .... .... area 1
area 1 nssa
ABR上可以下发默认路由：
router ospf 1
network .... .... area 1
area 1 nssa default-information-originate
totally NSSA配置：
router ospf 1
network .... .... area 1
area 1 nssa
ABR配置：
router ospf 1
network .... .... area 1
area 1 nssa no-summary
11、认证
认证算法：（1）Null （2）简单密码身份验证 （3）MD5身份验证
认证类型：（1）接口认证 （2）区域认证
明文认证：
（1）接口认证
Router(config-if)# ip ospf authentication-key password
Router(config-if)# ip ospf authentication
（2）区域认证
Router(config-if)# ip ospf authentication-key password
Router(config-router)# area area-id authentication
密文认证：
（1）接口认证
Router(config-if)# ip ospf message-digest-key key-id md5 key
Router(config-if)# ip ospf authentication message-digest
（2）区域认证
Router(config-if)# ip ospf message-digest-key key-id md5 key
Router(config-router)# area area-id authentication message-digest
认证排错：Router# debug ip ospf adj
12、passive-interface
路由器不会在该接口发送Hello分组，因此不能建立邻接关系。配置如下：
passive-interface fa0/0
passive-interface default
no passive-interface fa2/0
13、虚链路
虚拟链路被用于一个不连续的区域连接到区域0。逻辑连接是建立路由器A和路由器B之间，虚拟链路被推荐用于备份或临时连接。
验证OSPF虚链路：RouterA#sh ip ospf virtual-links
明文区域认证：
router ospf 1
network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0
network 172.17.0.0 0.0.255.255 area 1
area 0 authentication
area 1 virtual-link 3.3.3.3 authentication-key SPOTO
密文区域认证：
router ospf 1
network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0
network 172.17.0.0 0.0.255.255 area 1
area 0 authentication message-digest
area 1 virtual-link 3.3.3.3 message-digest-key 1 md5 SPOTO
14、Max-metric设置
15、SPF节能
https://blog.csdn.net/gongxifacai_believe/article/details/79530499