OSPF（Open Shortest Path First）
OSPF 是典型的链路状态 IGP 协议，基于 SPF（Dijkstra）算法计算最短路径，支持 VLSM/CIDR、快速收敛、区域化设计，是企业网络中最常用的 IGP。
基本原理
- 建立邻居关系：交互 Hello 报文
- 同步链路状态数据库（LSDB）：交换 LSA
- 每台路由器以自己为根运行 SPF 算法
- 生成无环路由表
度量（Cost）：默认 = 10^8 / 带宽（bps）。如 GE 口 Cost=1，FE 口 Cost=100。可在接口手工修改。
报文类型
| 报文 | 作用 |
|---|---|
| Hello | 发现/维持邻居（10s 周期，Dead 40s） |
| DBD | 数据库摘要，同步 LSDB |
| LSR | 请求缺失的 LSA |
| LSU | 发送完整 LSA |
| LSAck | 确认收到 LSA |
邻居状态机
Down → Init → 2-Way → ExStart → Exchange → Loading → Full
- 2-Way：邻居关系建立（广播网中 DR/BDR 选举完成）
- Full：邻接关系建立，LSDB 同步完成
- 邻居（Neighbor）≠ 邻接（Adjacency）：广播网中 DROther 之间只到 2-Way
DR/BDR 选举（广播/ NBMA 网络）
- 避免 n 台路由器建立 n(n-1)/2 条邻接，通过 DR/BDR 星型连接
- 选举规则：优先级（默认 1，0 不参与）→ Router ID 大者胜
- 不抢占：DR/BDR 稳定后即使出现更优设备也不重新选举
区域与 LSA
区域设计
- 骨干区域 Area 0：所有非骨干区域必须与 Area 0 相连
- 区域边界路由器 ABR：连接 Area 0 与其他区域
- 自治系统边界路由器 ASBR：引入外部路由
- 区域隔离 LSDB，减少 SPF 计算量
LSA 类型
| 类型 | 名称 | 产生者 | 内容 |
|---|---|---|---|
| 1 | Router LSA | 每台路由器 | 本路由器接口/邻居 |
| 2 | Network LSA | DR | 广播网段内路由器 |
| 3 | Network Summary LSA | ABR | 区域间路由 |
| 4 | ASBR Summary LSA | ABR | 通告 ASBR 位置 |
| 5 | AS External LSA | ASBR | 外部路由 |
| 7 | NSSA External LSA | ASBR（NSSA 内） | NSSA 外部路由 |
特殊区域
| 区域类型 | 允许 LSA | 用途 |
|---|---|---|
| Stub | 1/2/3 | 末梢区域，无外部路由，减少资源 |
| Totally Stub | 1/2 + 默认 3 | 更严格，只留默认路由 |
| NSSA | 1/2/3/7 | 允许引入外部路由的 Stub |
| Totally NSSA | 1/2 + 默认 3/7 | 最常用设计 |
华为配置示例
[Huawei] ospf 1 router-id 1.1.1.1
[Huawei-ospf-1] area 0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.1.0 0.0.0.255
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0] network 10.0.0.0 0.0.0.255
network x.x.x.x 反掩码宣告接口网段；也可用silent-interface屏蔽终端口。
认证（区域认证）：
[Huawei-ospf-1] area 0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0] authentication-mode md5 1 cipher HUAWEI验证命令
<Huawei> display ospf peer // 邻居状态（应 Full）
<Huawei> display ospf brief // 区域、Router ID、接口
<Huawei> display ospf lsdb // 查看 LSDB
<Huawei> display ospf routing // OSPF 路由
<Huawei> display ospf error // 报文错误统计（排错用）常见排错
| 现象 | 检查点 |
|---|---|
| 邻居卡在 Init/ExStart | 检查 MTU、Router ID、区域/掩码不一致 |
| 邻居卡在 2-Way | 广播网中 DROther 之间正常，检查是否为 DR/BDR 邻接 |
| 卡在 Loading | 检查 LSA 校验、认证、MTU（华为默认忽略 MTU，需显示配置） |
| 路由不优选 | 检查 Cost、区域类型、路由优先级 |
与 RIP 对比
| 特性 | OSPF | RIP |
|---|---|---|
| 算法 | 链路状态 SPF | 距离矢量 |
| 度量 | Cost（带宽） | 跳数（≤15） |
| 收敛 | 快 | 慢 |
| 无环 | 天然无环 | 需防环机制 |
| 扩展性 | 区域化，适合大型网络 | 小型网络 |
🔗 相关笔记：03.04_路由基础与静态路由 03.07_IS-IS 03.08_BGP