簡介
OSPF(Open Shortest Path First)是一個 內部網關協定(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，用於在單一自治系統(autonomous system,AS)內決策路由。與RIP相對，OSPF是 鏈路狀態路由協定，而RIP是 距離向量路由協定。作用
鏈路是 路由器接口的另一種說法，因此OSPF也稱為接口狀態路由協定。OSPF通過路由器之間通告網路接口的狀態來建立鏈路狀態資料庫，生成最短路徑樹，每個OSPF路由器使用這些最短路徑構造路由表。開放最短路徑協定(OSPF)協定不僅能計算兩個 網路結點之間的最短路徑，而且能計算通信費用。可根據網路用戶的要求來平衡費用和性能，以選擇相應的路由。在一個自治系統內可劃分出若干個區域，每個區域根據自己的拓撲結構計算最短路徑，這減少了OSPF路由實現的工作量；OSPF屬動態的自適應協定，對於網路的拓撲結構變化可以迅速地做出反應，進行相應調整，提供短的收斂期，使路由表儘快穩定化。每個路由器都維護一個相同的、完整的全網鏈路狀態資料庫。這個資料庫很龐大，尋徑時， 該路由器以自己為根，構造最短路徑樹，然後再根據最短路徑構造路由表。路由器彼此交換，並保存整個網路的鏈路信息，從而掌握全網的拓撲結構，並獨立計算路由。
更多說明
OSPF路由協定的工作原理
為了解決RIP協定的缺陷，1988年RFC成立了OSPF工作組，開始著手於OSPF的研究與制定，並於1998年4月在RFC 2328中OSPF協定第二版（OSPFv2）以標準形式出現。OSPF全稱為 開放式最短路徑優先協定（Open Shortest-Path First），OSPF中的O意味著OSPF標準是對公共開放的，而不是封閉的專有路由方案。OSPF採用鏈路狀態協定算法，每個路由器維護一個相同的鏈路狀態資料庫，保存整個AS的拓撲結構（AS不劃分情況下）。一旦每個路由器有了完整的鏈路狀態資料庫，該路由器就可以自己為根，構造最短路徑樹，然後再根據最短路徑構造路由表。對於大型的網路，為了進一步減少路由協定通信流量，利於管理和計算，OSPF將整個AS劃分為若干個區域，區域內的路由器維護一個相同的鏈路狀態資料庫，保存該區域的拓撲結構。OSPF路由器相互間交換信息，但交換的信息不是路由，而是鏈路狀態。OSPF路由協定分組及其作用
OSPF定義了5種分組：Hello分組用於建立和維護連線；資料庫描述分組初始化路由器的網路拓撲資料庫；當發現資料庫中的某部分信息已經過時後，路由器傳送鏈路狀態請求分組，請求鄰站提供更新信息；路由器使用鏈路狀態更新分組來主動擴散自己的鏈路狀態資料庫或對鏈路狀態請求分組進行回響；由於OSPF直接運行在IP層，協定本身要提供確認機制，鏈路狀態應答分組是對鏈路狀態更新分組進行確認。OSPF路由協定的優點
相對於其它協定，OSPF有許多優點。 OSPF支持各種不同鑑別機制（如簡單口令驗證，MD5加密驗證等），並且允許各個系統或區域採用互不相同的鑑別機制；提供負載均衡功能，如果計算出到某個目的站有若干條費用相同的路由，OSPF路由器會把通信流量均勻地分配給這幾條路由，沿這幾條路由把該分組傳送出去；在一個自治系統內可劃分出若干個區域，每個區域根據自己的拓撲結構計算最短路徑，這減少了OSPF路由實現的工作量；OSPF屬動態的自適應協定，對於網路的拓撲結構變化可以迅速地做出反應，進行相應調整，提供短的收斂期，使路由表儘快穩定化，並且與其它路由協定相比，OSPF在對網路拓撲變化的處理過程中僅需要最少的通信流量；OSPF提供點到多點接口，支持CIDR（無類型域間路由）地址。OSPF的不足之處就是協定本身龐大複雜，實現起來較RIP困難。
OSPF協定配置
1．有關命令
全局設定註：1、OSPF 路由進程process-id必須指定範圍在1-65535，多個OSPF進程可以在同一個路由器上配置，但最好不這樣做。多個OSPF進程需要多個OSPF資料庫的副本，必須運行多個最短路徑算法的副本。process-id只在路由器內部起作用，不同路由器的process-id可以不同。
2、wildcard-mask 是子網掩碼的反碼, 網路區域ID area-id在0-4294967295內的十進制數，也可以是帶有IP位址格式的x.x.x.x。當網路區域ID為0或0.0.0.0時為主幹域。不同網路區域的路由器通過主幹域學習路由信息。
2．基本配置舉例
Router1:interface ethernet 0
ip address 192.1.0.129 255.255.255.192
!
interface serial 0
ip address 192.200.10.5 255.255.255.252
!
router ospf 100
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1
!
Router2:
interface ethernet 0
ip address 192.1.0.65 255.255.255.192
!
interface serial 0
ip address 192.200.10.6 255.255.255.252
!
router ospf 200
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 2
!
Router3:
interface ethernet 0
ip address 192.1.0.130 255.255.255.192
!
router ospf 300
network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1
!
Router4:
interface ethernet 0
ip address 192.1.0.66 255.255.255.192
!
router ospf 400
network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 1
!
相關調試命令：
debug ip ospf events
debug ip ospf packet
show ip ospf
show ip ospf database
show ip ospf interface
show ip ospf neighbor
show ip route
3. 使用身份驗證
為了安全的原因，我們可以在相同OSPF區域的路由器上啟用身份驗證的功能，只有經過身份驗證的同一區域的路由器才能互相通告路由信息。在默認情況下OSPF不使用區域驗證。通過兩種方法可啟用身份驗證功能，純文本身份驗證和訊息摘要(md5)身份驗證。純文本身份驗證傳送的身份驗證口令為純文本，它會被網路探測器確定，所以不安全，不建議使用。而訊息摘要(md5)身份驗證在傳輸身份驗證口令前，要對口令進行加密，所以一般建議使用此種方法進行身份驗證。
使用身份驗證時，區域內所有的路由器接口必須使用相同的身份驗證方法。為起用身份驗證，必須在路由器接口配置模式下，為區域的每個路由器接口配置口令。
以下列舉兩種驗證設定的示例，示例的網路分布及地址分配環境與以上基本配置舉例相同，只是在Router1和Router2的區域0上使用了身份驗證的功能。:
例1.使用純文本身份驗證
Router1:
interface ethernet 0
ip address 192.1.0.129 255.255.255.192
!
interface serial 0
ip address 192.200.10.5 255.255.255.252
ip ospf authentication-key cisco
!
router ospf 100
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1
area 0 authentication
!
Router2:
interface ethernet 0
ip address 192.1.0.65 255.255.255.192
!
interface serial 0
ip address 192.200.10.6 255.255.255.252
ip ospf authentication-key cisco
!
router ospf 200
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 2
area 0 authentication
!
例2.訊息摘要(md5)身份驗證：
Router1:
interface ethernet 0
ip address 192.1.0.129 255.255.255.192
!
interface serial 0
ip address 192.200.10.5 255.255.255.252
ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco
!
router ospf 100
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.128 0.0.0.63 area 1
area 0 authentication message-digest
!
Router2:
interface ethernet 0
ip address 192.1.0.65 255.255.255.192
!
interface serial 0
ip address 192.200.10.6 255.255.255.252
ip ospf message-digest-key 1 md5 cisco
!
router ospf 200
network 192.200.10.4 0.0.0.3 area 0
network 192.1.0.64 0.0.0.63 area 2
area 0 authentication message-digest
!
相關調試命令：
debug ip ospf adj
debug ip ospf events
OSPF基本配置命令
配置LOOPBACK接口地址
ROUTER(config)#interfaceloopback0
ROUTER(config)#ipaddressIP位址掩碼
●ospf區域的配置
routerospf100/*區域號在銳捷低端設備(交換機S3550，路由器R2621)里是不需要指定區域號的*/
network192.168.1.00.0.0.255area0
router-id192.168.2.1手動設定router-id
area1default-cost50手動設定開銷
#cleanipospfprocess
●配置ospf明文認證
interfaces0
ipospfauthentication
ipospfauthentication-key<；密碼>
●配置ospf密文認證
interfaces0
ipospfauthentication
ipospfmessage-digest-key1md57<；密碼>
●debugipospfadj開啟ospf調試
showipprotocols
showipospfinterfaces0
●手動配置接口花銷，頻寬，優先權
inters0
ipospfcost200
bandwidth100
ipospfpriority0
●虛鏈路的配置
routerospf100
area<area-id>virtual-link<router-id>
showipospfvirtual-links
Showipospfborder-routers
Showipospfprocess-id
Showipospfdatabase
showipospfdatabasenssa-external
●OSPF路由歸納
Routerospf1\\對ASBR外部的路由進行路由歸納
Summary-address200.9.0.0255.255.0.0
Routerospf1\\執行AREA1到AREA0的路由歸納
Area1range192.168.16.0255.255.252.0
●配置末節區域
IRarea<area-id>stub
ABRarea<area-id>stub
●配置完全末節區域
IRarea<area-id>stub
ABRarea<area-id>stubno-summary
●配置NSSA
ASBRrouterospf100
area1nssa
ABRrouterospf100
area1nssadefault-information-orrginate
OSPF協定主要優點
1、OSPF是真正的LOOP-FREE（無路由自環）路由協定。源自其算法本身的優點。（鏈路狀態及最短路徑樹算法）
2、OSPF收斂速度快：能夠在最短的時間內將路由變化傳遞到整個自治系統。
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信息的摘要，大大減少了需傳遞的路由信息數量。也使得路由信息不會隨網路規模的擴大而急劇膨脹。
4、將協定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傳送的是不含路由信息的hello報文，非常短小。包含路由信息的報文時是觸發更新的機制。（有路由變化時才會傳送）。但為了增強協定的健壯性，每1800秒全部重發一次。
2）在廣播網路中，使用組播地址（而非廣播）傳送報文，減少對其它不運行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），通過選舉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NSSA區域的概念，使得NSSA區域內不再傳播引入的ASE路由。
5）在ABR（區域邊界路由器）上支持路由聚合，進一步減少區域間的路由信息傳遞。
6）在點到點接口類型中，通過配置按需撥號屬性（OSPFoverOnDemandCircuits），使得ospf不再定時傳送hello報文及定期更新路由信息。只在網路拓撲真正變化時才傳送更新信息。
5、通過嚴格劃分路由的級別（共分四極），提供更可信的路由選擇。
6、良好的安全性，ospf支持基於接口的明文及md5驗證。
7、OSPF適應各種規模的網路，最多可達數千台。
