路由选择协议(一) RIP协议

从上一篇文章中我们学习RIP协议，并得知RIP协议有许多的缺点，而今天我们就来看看OSPF协议它是怎么更好的维护路由选择信息。

一、OSPF 简 介

1. 开放式最短路优先OSPF(Open Shortest Path First) 是一种基于IP协议路由协议
2. 它是一种根据链路状态来维护最优路由的协议，在单一自治系统（AS）内部工作   

补充“链路状态”是什么？

1. 所谓链路状态就是说明本路由器和那些路由器相邻
2. 以及该链路的衡量的一个指标，可以想到我们可以利用费用、距离、时延等来“度量”我们的链路

二、OSPF 基本特点

1. 向本自治系统内的所有路由器发送信息。这里使用的方法是洪泛法，这就是当前路由器通过所有输出端口向所有相邻的路由器发送信息，而每一个相邻路由器又再将此信息发放其它路由器。这样最终所有路由器都能都能得到这个信息副本了
2. 发送的信息是本路由器与其相邻的路由器之间的链路状态。通常使用费用、距离、时延等来衡量链路的状态，其实我们可以简单的理解为是经过某条链路时的一个花费、代价。
3. 只有在链路状态发生变化的时候，当路由器才向所有的路由器洪泛发送变化后的链路状态信息，注意并不是像RIP协议那样把所有的路由表项信息都发送一遍，是只发送改变的那些状态信息。

三、OSPF 工作过程 

1. 发现邻居

1. 通过发送组播hellow数据包，去找自己的邻居

   

2. 所有的邻居都可能跟自己交换链路状态信息  

2. 建立临接关系

1. 只有建立邻接关系的邻居才会交换链路状态信息
2. 不是跟所有的邻居都建立邻接关系
3. 在网络中选举两个路由器为指定路由DR（designated router）和备份指定路由BDR（Backup Designated Router），网络中的所有路由器只与DR和BDR建立邻接关系，进而只与DR、BDR交换数据信息
4. BDR是用来保证当指定路由DR出现问题的时候，BDR还能继续工作，防止网络出现中断错误，影响用户使用
5. 注意我们的DR与BDR是每个一个广播域都要进行这个选举的过程

注意我们选举DR与BDR是为了减少建立邻接关系的数量，避免在网络中的任意两台路由器都交换数据的这种情况，减少链路状态信息交换所占用带宽。

3. 传递链路状态信息

1. 每台设备都有一个链路状态数据库LSDN(Link State Database)
2. LSDB中的每一条信息就是链路状态公告LSA(Link State Advertisement) ，它描述了某条链路的状态信息，例如：网络中某台路由器的编号是什么，直连网段是什么，开销是什么

信息更新过程 

• 触发更新或每隔30分钟更新一次。触发更新是指如果网络发生变化，不需要等到30分钟更新周期，就立刻向邻居发送信息
• 增量更新机制。每次只对方需要的/发送变化的LSA
• 收敛以后，路由区域内所有的路由器具有相同的LSDB，这个LSDN能体现全网的链路状态，具体指的是该网络中有哪些路由器，各自的编号是什么，每台路由器的直连网段是什么，开销是多少

  

4. 路由计算 

 当网络收敛后，每台路由器都有一个完整的LSDB，根据这个LSDB路由器可以构建一个带权值的网络拓扑图拓扑结构，根据这个拓扑结构路由器就可以根据Dijkstra算法算出从当前路由器到其他网络的一个最短路径了。

 四、OSPF分区域管理

当一个我们一个网络特别庞大的时候，我们可以对这个我们进行分区域管理，这样减少我们路由器存储表项压力。

在分区域后 ，路由器被分为两类：

• 区域内部路由器：只维护本区域的LSDB
• 区域边界路由器：可以认为区域边界路由器同时在多个区域内，所有他应该维护所在多个区域的LSDB

总结：

1. 同一个区域内路由器CIA会建立邻居关系，交换LSA，收敛后同一个区域内的所有设备拥有相同的LSDN，这个LSDB反映了区域内的链路状态，有了它我们就可以计算区域内的路由。
2. 不同区域之间，有区域边界路由器ABR直接转发路由