OSPF協(xié)議是IGP中的一種動態(tài)路由協(xié)議，它屬于鏈路狀態(tài)協(xié)議，交互的是LSA（鏈路狀態(tài)通告）信息，對路由信息的認知很清晰。該文主要闡述了OSPF協(xié)議的工作原理、OSPF狀態(tài)機以及OSPF協(xié)議中涉及到的重要技術。

關鍵詞?OSPF協(xié)議，LSA，狀態(tài)機，重要技術

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OSPF的工作原理

當帶有路由功能的網絡設備運行OSPF協(xié)議之后，設備之間會開始交互hello報文，hello報文內通常包含了一些路由的基本信息，之后交互的是DBD報文，DBD報文，DBD報文簡要描述了自身的LSA信息，通過收到的DBD報文來跟自身的LSA信息作對比

如果部分LSA信息缺失，則發(fā)送LSR報文，請求發(fā)送缺失部分，這時對等體設備會發(fā)出一個LSU報文，LSU主要更新LSA信息，然后發(fā)送ack報文來確保安全，最后LSU存放進LSA數(shù)據庫，形成LSDB，再運行SPF算法，計算出最優(yōu)路徑，形成路由表。

工作原理圖如下圖1.1所示。

圖1.1 ospf工作原理圖

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OSPF的狀態(tài)機

ospf狀態(tài)機基于端口，在ospf進程還未啟動時處于down狀態(tài)；在hello報發(fā)送出去后處于attempt狀態(tài)，該狀態(tài)只會出現(xiàn)在frame-relay環(huán)境下；從鄰居收到hello包，不包含自己RID信息后處于init狀態(tài)雙方都看到了對方發(fā)送的hello報文包含自己的RID時處于two-way狀態(tài)。接下來的狀態(tài)要基于網絡環(huán)境來評定

如果是多路訪問網路類型，直接選舉出DR/BDR/DRothers來減少LSA信息的交換次數(shù)

如果是點對點網絡類型，接下來就要交換初期DBD報文（不包含LSA頭部），基于RID來選舉主從，該階段處于exstart狀態(tài)，隨后進入exchange狀態(tài)，該狀態(tài)交互包含LSA頭部的DBD報文，然后進入load狀態(tài)，根據DBD報文內容發(fā)送對應的LSA報文，最后進入full狀態(tài)

接受并回復LSU報文、ack報文、加載路由表。狀態(tài)機的原理圖如圖2.1所示：

圖2.1 狀態(tài)機的原理圖

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OSPF協(xié)議涉及到的技術

3.1 虛鏈路技術

在介紹虛鏈路技術之前，先了解一下設備的類型，設備分為ABR設備和ASBR設備，ABR設備是區(qū)域間設備，必須與區(qū)域0相連、至少連接一個其他區(qū)域；ASBR設備是自制系統(tǒng)邊界設備。如圖3.1所示,R2、R3為ABR設備，R1、R4為ASBR設備。

圖3.1?OSPF區(qū)域拓撲圖

我們都知道ospf協(xié)議一般情況下要求拓撲圖中的普通區(qū)域必須要與核心區(qū)域緊密相連，形成向日葵狀結構建立通訊。

但是如上圖4.1所示，拓撲圖中的區(qū)域2沒有與核心區(qū)域相連，如果想要與核心區(qū)域通訊，在一般情況下肯定是做不到的，這就反映出了向日葵狀結構存在局限性比較大的問題，虛鏈路技術的存在就是為了解決這一問題，虛鏈路技術就是在ABR設備之間打通一個隧道來建立連接，以此完成通訊，還以上圖為例，就是在R2和R3之間的區(qū)域1上打通一個隧道，配置如圖3.2、3.3所示：

圖3.2 R2配置圖

圖3.3 R3配置圖

3.2 負載均衡技術

路由器的負載均衡有著分擔流量，優(yōu)化帶寬的作用，提高了網絡的靈活性和可用性，主要通過修改帶寬和cost值來實現(xiàn)。下面我們以下圖圖3.3為例利用負載均衡技術來解決問題。

圖3.3 ospf拓撲圖

首先我們查看一下R1的路由表，如圖3.4所示：

圖3.4 R1路由表

可以看出R1上只有一條4.4.4.4的路由，想要把從13.1.1.3學到的4.4.4.4加入路由表，我們就要使用負載均衡技術，配置及結果如圖3.5所示：

圖3.5 負載均衡配置及結果圖

從圖中可以看出R1的路由表已經收到了來自13.1.1.3的4.4.4.4路由了，說明負載均衡配置成功。