OSPF
OSPF是Open Shortest Path First(即“開放最短路由優先協議”)的縮寫。它是IETF組織開發的一個基於鏈路
狀態的自治系統內部路由協議。在IP網路上，它通過收集和傳遞自治系統的鏈路狀態來動態地發現並傳播路
由。每一台運行OSPF協議的路由器總是將本地網路的連接狀態，(如可用介面資訊、可達鄰居資訊等)用LSA
(鏈路狀態廣播)描述，並廣播到整個自治系統中去。這樣，每台路由器都收到了自治系統中所有路由器生成的
LSA，這些LSA的集合組成了LSDB(鏈路狀態資料庫)。由於每一條LSA是對一台路由器周邊網路拓撲的描述
，則整個LSDB就是對該自治系統網路拓撲的真實反映。
根據LSDB，各路由器運行SPF(最短路徑優先)演算法。構建一棵以自己為根的最短路徑樹，這棵樹給出了到自
治系統中各節點的路由。在圖論中，“樹”是一種無loop的連接圖。所以OSPF計算出的路由也是一種無loop
的路由。
OSPF協議為了降低自身的開銷，提出了以下概念：
(1) DR(委任路由器)： 在各類可以多址訪問的網路中，如果存在兩台或兩台以上的路由器，該網路上要選出
一個 (DR)。“委任路由器”負責與本網段內所有路由器進行LSDB的同步。這樣，兩台非DR路由器之間
就不再進行LSDB的同步。大大節省了同一網段內的頻寬開銷。
(2) AREA：OSPF可以根據自治系統的拓撲結構劃分成不同的區域（AREA），這樣區域邊界路由器（ABR）
向其他區域發送路由資訊時，以網段為單位生成摘要LSA。這樣可以減少自治系統中的LSA的數量，以及
路由計算的複雜度。
(3) OSPF使用4類不同的路由，按優先順序來說分別是：
區域內路由 ->區域間路由-> 第一類外部路由 ->第二類外部路由
區域內和區域間路由描述的是自治系統內部的網路結構，而外部路由則描述了應該如何選擇到自治系統以
外目的地的路由。一般來說，第一類外部路由對應于OSPF從其他內部路由協議所引入的資訊，這些路由
的花費和OSPF自身路由的花費具有可比性；第二類外部路由對應于OSPF從外部路由協議所引入的資訊，
它們的花費遠大於OSPF自身的路由花費，因而在計算時，將只考慮外部的花費。
(4)OSPF協議主要優點：
1、OSPF是真正的LOOP- FREE路由協議。源自其演算法本身的優點。(鏈路狀態及最短路徑樹演算法)
2、OSPF收斂速度快：能夠在短的時間內將路由變化傳遞到整個自治系統,比EIGRP稍慢。
3、提出區域（area）劃分的概念，將自治系統劃分為不同區域後，通過區域之間的對路由資訊的摘要，大
大減少了需傳遞的路由資訊數量。也使得路由資訊不會隨網路規模的擴大而急劇膨脹。
4、將協議自身的開銷控制到最小。見下：
1）用於發現和維護鄰居關係的是定期發送的是不含路由資訊的hello封包，非常短小。包含路由資訊的
封包是觸發更新的機制。(路由變化時才發送)。但為增強協議的可用性，每1800秒全部重發一次。
2）在廣播網路中，使用組播地址（非廣播）發送封包，減少對其他無ospf 的網路設備的干擾。
3）在各類可以多址訪問的網路中（廣播，NBMA），通過選擇DR，使同網段的路由器之間的路由交換
（同步）次數由 O（N*N）次減少為 O （N）次。
4）提出STUB區域的概念，使得STUB區域內不再傳播引入的ASE路由。
5）在ABR（區域邊界路由器）上支援路由聚合，進一步減少區域間的路由資訊傳遞。
6）在點到點介面類型中，通過配置按需播號屬性（OSPF over On Demand Circuits），使得ospf
不再定時發送hello封包及定期更新路由資訊。只在網路拓撲變化時才發送更新資訊。
5、通過嚴格劃分路由的級別（共分四級），提供更可信的路由選擇。
6、良好的安全性，ospf支援基於介面的明文及md5 驗證。
7、OSPF適應各種規模的網路，最多可達數千台。
特色：
1．國際標準，非Cisco獨有的協定
2．OSPF→屬於Link-State Routing Protocols
3．Link-State Information 透過 LSA(Link-State Advertise)
4．每台Router透過LSA建立Topology Database，而非傳送RoutingTable
5．與IGRP、EIGRP不同，OSPF使用SPF algorithm(最短路徑優先演算法)
6．支授VLSM(classful routing)
7．同EIGRP採用觸發式更新，快速反應網路的變化
8．Area 階層式路由協定 Area0為Backbone Area1、2、3為LeveL 1 (第二層)
9．OSPF的Area中，會選出1個DesignatedRouter、1個BackupDesignatedRouter、其它的則為DRother。
＊ Link = router interface
＊ State = description of an interface and its relationship to neighboring routers
＊ 階層式產生的各區域相連的系統 → Autonomous System
＊ SPF algorithm → Cost = 108 ÷ bandwidth(bps)；參考 Link-State Routing Porcotol一文；
Configuration of OSPF：
Router(config)#router ospf process-id //識別碼(1-65535)
Router(config-router)#network ip-address mask area area-id
Router(config)#router ospf 100
Router(config-router)#network 10.1.1.2 0.0.0.0 area 0 //#10.1.1.2 Router上的SerialPort 01
Router(config-router)#network 10.2.2.2 0.0.0.0 area 0 //#10.2.2.2 Router上的SerialPort 02
＊ OSPF使用hello protocol來建立neighbor relationships
＊ Hello Package維持自身Router與其它Router間的連繫，確認其是否還有功用。
＊ Hello Package會選出一個Designated Router(DR)和一個 Backup Designated Router(BDR)
＊ Designated Router(DR)在整個multiaccess network中，產生LSAs封包。
//DR是被選出來負責散播路徑資訊
＊ DR提供了較低的RoutingUpdateTraffic(流量)和同步性的更新管理Link-State
＊ DR 和 BDR的挑選是以OSPF priority和OSPF router ID為基準
//最高優先權的Router為DR；RouterID大者當DR
＊ DR/BDR/DROther的運行模式，當同一Area中的Topology發生改變，只會將訊息傳給DR。
＊ 承上DR在以 單點傳輸：傳給出事的Router訊息 / 多點傳輸：同時傳輸給Area裡所有的Router (易浪費網路裡的流量)
＊ 而不同的Area若要互傳路由資訊的話，則必需要提供一個Router來做Ponit-to-Point的BGP連結
＊ 在non-multiaccess networks下；例如point-to-point的serial連結是不用挑選DR和BDR的
Loopback Interface(回繞介面)
RID：RID(RouterID)的決定是以介面中最高的邏輯IP Adderess來做為 RouterID
介面interface：(1)實體介面 (2)回繞介面(虛擬介面)
Configuration of Loopback Interface
Router(config)#interface loopback 0 // 0相當於loopback的名字
Router(config-if)#ip address 200.200.200.200 255.255.255.0 //給loopback 0 IP和Mask
Router(config-if)#shutdown
Router(config-if)#no shutdown
Verifying the OSPF Configuration
show ip protocols
show ip route
show ip ospf interface
show ip ospf neighbor
手動修改AD值
Router(config)#router ospf 1 //設定OSPF的AD值為1
Router(config-router)#distance 89 //把OSPF的AD值設為89
移除RIP、IGRP、EIGRP、OSPF
no router rip //移除RIP
no router igrp //移除IGRP
no router eigrp //移除EIGRP
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