開放最短路徑優(yōu)先(Open Shortest Path First)是目前非?；钴S的一種鏈路狀態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)，當人們發(fā)現(xiàn)RIP(路由信息協(xié)議)無法適用于更大型網(wǎng)絡(luò)，而且收斂速度太慢時，就開始采用OSPF協(xié)議。本文將概括介紹OSPF協(xié)議，而下一篇網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識講座將更深入研究該協(xié)議本身，以及OSPF區(qū)域的設(shè)置方法。
OSPF是目前應(yīng)用最廣泛的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)。當討論IGP時，我們談到的是一個路由域或自治系統(tǒng)(AS)。設(shè)想一個擁有多棟辦公樓和多個部門的中型企業(yè)，所有的設(shè)備都通過網(wǎng)絡(luò)連接并共享兩個冗余的Internet連結(jié)，而這些辦公樓群里的所有在線設(shè)備都屬于同一個AS。但是如果采用OSPF協(xié)議，我們同樣得理解區(qū)域的概念，它允許將自治域進一步的分割，例如按每棟樓內(nèi)的各個部門進一步細分。
為了解OSPF的設(shè)計需求，我們來討論一下OSPF的工作原理。下面先解釋一些相關(guān)術(shù)語:
* 路由器ID:OSPF協(xié)議中每臺路由器都被賦予一個唯一的32位無符號整數(shù)，這就是路由器ID，它是路由器上的最高IP地址，可以通過為所選路由器的loopback(環(huán)回)接口設(shè)置一個更高的地址來加大這個值。
* 相鄰路由器:兩臺通過一條普通鏈路相連的可以對話的路由器。
* 相鄰關(guān)系:兩臺相鄰路由器的雙向關(guān)系。是鄰居不一定就有相鄰關(guān)系。
* LSA:鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包(LSA)被傳送給相鄰路由器;它描述了指定鏈路內(nèi)的路由信息。
* Hello協(xié)議:網(wǎng)絡(luò)上的路由器通過該協(xié)議確定其相鄰路由器并生成LSA。
* 區(qū)域:一種分級制度。每個區(qū)域內(nèi)有一組路由器，它們與其它路由器交換LSA。每個區(qū)域都限制自己區(qū)域的LSA，并鼓勵匯總路由。
我們已經(jīng)說過，OSPF是一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，你可以把它想象成網(wǎng)絡(luò)的分布式地圖。為了取得這些分布式信息，OSPF要做三件事。
首先，當一臺運行OSPF協(xié)議的路由器加入網(wǎng)絡(luò)時，它會發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包，以便找到它的相鄰路由器，并選擇一臺指定路由器(DR)。Hello數(shù)據(jù)包中包含鏈路狀態(tài)信息，以及相鄰路由器列表。向相鄰路由器發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包其作用就是做出ACK(命令正確應(yīng)答)，同時證明路由器之間的通信是雙向的。OSPF對于第2層拓撲判斷迅速:如果是點對點鏈路，它知道了解的情況已經(jīng)足夠，并且認為該鏈路“準備就緒”;而如果是在廣播鏈路上，路由器就必須等候選擇，然后確定鏈路是否可行。
在選舉DR的過程中，如果有Priority ID，你可以選擇出最強壯的路由器作為DR，否則就是擁有最高IP地址的路由器獲勝。DR和備份DR(BDR)角色的關(guān)鍵之處在于它們是生成LSA的路由器，它們必須與其子網(wǎng)內(nèi)的其它路由器進行數(shù)據(jù)庫交換，所以，非指定路由器都與DR建立相鄰關(guān)系。DR/DBR的作用就是保證協(xié)議運作的可擴展性。確保所有路由器都有相同信息的唯一辦法是讓它們的數(shù)據(jù)庫同步。例如你現(xiàn)在已有21臺路由器，并且想加入1臺，如果沒有DR和BDR，你就必須建立21個新的相鄰關(guān)系。并與每臺路由器進行同步，而如果你把數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一放在DR上(萬一需要可以建立備份)，那么增加更多的路由器是輕而易舉的事，各路由器只需要和DR同步就可以了。
我們將在下一篇網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識中介紹LSA的詳細情況，以及更深入討論區(qū)域概念?，F(xiàn)在你只需知道區(qū)域零是一獨特區(qū)域，并且如果是多區(qū)域OSPF，則每個區(qū)域都必須與區(qū)域零相連。區(qū)域零也稱主干區(qū)域(BA)。OSPF網(wǎng)絡(luò)有多個不同區(qū)域，如果為了讓兩個區(qū)域能夠不經(jīng)由區(qū)域零進行對話而添加虛擬鏈路(VL)，網(wǎng)絡(luò)可能會變得非常混亂。不僅如此，OSPF中的路由器也有幾種不同類型。
ABR
區(qū)域邊界路由器。位于區(qū)域零和其它區(qū)域中。
DR，BDR
指定路由器。保存子網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，并向同一網(wǎng)絡(luò)中的其它路由器發(fā)送和接收更新數(shù)據(jù)(通過多點傳送)。
ASBR
自治系統(tǒng)邊界路由器。很獨特也令人困惑的一種路由器。ASBR連接一個或多個AS，并在AS之間交換路由信息。ASBR的作用是把來自另一個AS的路由重新分配到自己的AS中。
重新分配的概念終于出現(xiàn)了:假如我們有一臺路由器(內(nèi)部路由器，而不是主干路由器BR)，并且想把它連接到我們并不控制的新網(wǎng)絡(luò)上。連接之后，我們有幾種選擇:一是采用非IGP(內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議)路由協(xié)議，如BGP(邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)來交換路由信息。二是認為匯總路由就已不錯，并在這臺路由器中加入到達新網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)路由中。任何使用這條路由到達此路由器的數(shù)據(jù)包都會被發(fā)向新網(wǎng)絡(luò)，但是OSPF并不知道它的存在。為此，我們雖然把這些路由信息“重新分配”給OSPF。我們并不想把200K以上的BGP路由信導入OSPF，但是如果選擇靜態(tài)路由，就需要將新加入的靜態(tài)路由信息發(fā)布到整個內(nèi)網(wǎng)，以便我們自治系統(tǒng)里的每一臺路由器都能了解到新網(wǎng)絡(luò)的路由。一旦告知內(nèi)部路由器要它向OSPF重新發(fā)布靜態(tài)路由信息，它就成為一臺ASBR，并且整個網(wǎng)絡(luò)都可以連接到新網(wǎng)絡(luò)上。
下一篇網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識中我們將討論區(qū)域和LSA，從而鞏固你對整個OSPF概念的理解，并且了解什么才是高質(zhì)量的OSPF設(shè)計。
小結(jié)
OSPF是一種可以快速收斂的鏈路狀態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)，使用者達數(shù)百萬。
OSPF使相鄰路由器建立相鄰關(guān)系，并且通過DR和BDR傳送LSA來分享信息。
OSPF中的區(qū)域用于限制LSA并總結(jié)路由信息，每臺路由器均與區(qū)域零(主干區(qū)域)相連。交換是建立相鄰關(guān)系的步驟之一，而這一步非常重要。如果數(shù)據(jù)庫不同步，就會導致路由環(huán)路、黑洞和其它危險。建立相鄰關(guān)系的第三步是Reliable Flooding(即可靠的LSA傳送、數(shù)據(jù)庫更新直至網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的過程)，或稱LSA交換。
