本篇文档针对一些对OSPF路由协议有一定的感性认识的技术人员，提供一些基于OSPF报文格式的介绍，来达到了解OSPF路由协议的特性和特有的一些概念的了解。一．OSPF的特性：快速收敛；能够适应大型网络；能够正确处理错误路由信息；使用区域，能够减少单个路由器的CPU负担，构成结构化的网络；支持无类路由，完全支持超网，可变长子网等无类特性；支持多条路径负载均衡；使用组播地址来进行信息互通，减少了非OSPF路由器的负载；使用路由标签来表示来自外部区域的路由。二．Neighbor和Adjacency的定义：Neighbor：在网络中，OSPF路由器可以发送Hello报文来进行邻居寻找，当Hello报文中的几个字段的内容是互相一致的时候，相邻的OSPF路由器就会形成Neighbor关系。Neighbor是保存在Neighbor表里，需要有Router ID和ip地址信息。Router ID的确定：1． 选择IP地址最大的Loopback接口的IP地址为Router ID；如果只有一个Loopback接口，那么Router ID就是这个Loopback的地址。2． 如果没有Loopback接口，就选择IP地址最大的物理接口的IP地址为Router ID，但是作为Router ID的物理接口，就不能运行OSPF，也就是说这个接口无法发送接受OSPF报文。使用Loopback的IP地址作为Router ID的好处：a． Loopback接口是逻辑接口，永远不会down，有利于OSPF的稳定运行；b． 便于控制OSPF路由器的Router ID。Hello协议的特点：1． 目的：a． 用来发现OSPF Neighbor；b． Hello报文包含了多个需要OSPF路由器协商的参数，以形成Neighbor的关系；c． 他可以用来维持邻居之间链接的存活；d． 用来确定DR，BDR路由器的选择。2． 报文内容：a． Router IDb． Area IDc． IP地址和掩码d． 认证方式和认证信息e． Hello Interval和Dead Intervalf． Router优先权g． DR和BDR的Router IDh． 五个字节的特性控制信息i． 距上次Hello报文后，在Dead Interval中，路由器的Neighbor的Router ID列表每个OSPF路由器收到收到hello报文，将会协商上述信息，是否符合，如果不符合，Hello报文会遭到丢弃。并且当一个路由器收到一个Hello报文，其中Neighbor Router ID List里有它的Router ID时，就会进入2-way模式,一旦进入2-way模式，就会建立Adjacency。3． DR和BDR使用224.0.0.5(ALLSPFRouter Address)发送Hello Packet，而收到报文的路由器以224.0.0.6(ALLDRRouter Address)发送确认报文，表示收到了Hello Packet。4． Point-to-Multipoint:相当与多个点对点网络的集合，但是不会产生DR，BDR的选举，通过组播报文发送路由信息报文。5． 只有NBMA网络和采用虚拟链路的网络发送的是单播报文。6． Stub Network：只有一个出口连接到路由器的网络，通常产生的报文的原地址和目的地址都是本网络中。DR和BDR的选择，特性：1． DR和BDR是接口的特性，和路由器本身无关。2． DR和BDR和multiaccess网络中其他的路由器形成adjancency，但他们之间没有形成adjancency。3． 每个接口上都会有优先级，如果优先级为0时，表示不参加选择DR，BDR。Adjacency：是在OSPF Neighbor之间形成的虚拟的连接，这些连接有不同的性质，根据路由器连接的不同网络类型。形成Adjacency的步骤：1． 邻居发现2． 双向通信3．数据库同步为了使路由器能够实现数据库的一致和同步，通过交换DD，LSR，LSU报文来达到数据库同步的目的。4． 完全形成连接Master和Slave的关系和选择在ExStart状态下，邻居之间进行协商，以决定由哪个路由器来控制Database sychronization。Neighbor表项的数据结构：Neighbor表项中的信息是通过路由器从Hello报文中学到的，关于邻居的一些信息。1． Neighbor ID2． Neighbor IP Address3． Area ID4． Interface5． NeighborPRiority6． State7． PollInterval这是用于NBMA网络的一个概念，由于NBMA网络无法用组播来发送报文，也就是说无法自动发现邻居，如果当Neighbor处于down的状态时候，Hello报文每隔一个PollInterval时间就会发送一次，来发现和维护邻居关系。8． Neighbor Option9． Inactivity Time10． DR11． BDR12． Master/Slave13． DD Sequence Number14． Last Received Database Description Packet15． Lik State Retransmission List是指已经发送出去的LSA，但是还没有收到Acknowledge的报文，如果超过RxmtInterval还没有收到，就会进行重传。16． Database Summary List在database synchronization时，所发送的LSA的表单。17． Link State Request List是指最新收到的在Database Description报文中所带的LSA清单，路由器会发送LSR到Neighbor要最新的LSA，收到LSU后，会把list里的相应条目删掉。三．Neighbor状态机制1． Down没有收到任何Hello报文的时候，或是在DeadInterval中，没有收到Hello报文2． Attempt只有在NBMA网络里才有，手工进行Neighbor的指定。3． Init收到了Hello报文4． 2-way当路由器看到自己的Router ID在邻居发来的Hello报文里；在广播网络里，DR和BDR开始被选举。5． ExStart决定Master/Slave关系，以初始化DD 报文序列号来交换Database Description报文6． Exchange路由器开始交换DD报文的过程7． Loading发送LSR报文已处在Loading状态的报文，请求最新的通过Exchange DD报文发现的未收到的LSA8． Full完成了路由器和网络的LSA的交换当路由器收到LSA后，会把LSA存到数据库中，然后会把收到LSA复制并从其它的OSPF接口发送出去，直到整个网络区域的LSA Database获得同步一致。然后每个路由器根据LSA Database里的Link信息进行SPF运算，算出没有回路的最短路径。四．Database Description报文它是包含了路由器所有的LSA信息的报头，可以使路由器知道，Neighbor上有多少LSA是自己不知道的，可以通过LSR报文来请求新的LSA。