开放最短路径优先(Open Shortest Path First, OSPF) 协议基础

简介

OSPF 是一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在单个自治系统（Autonomous System，AS）内进行路由选择，其最大优点是可扩展性强，网络规模越大，优势越明显。

工作原理

OSPF 使用基于链路状态的路由算法（Link State Routing Protocol），即每个路由器都会把自己接口的状态信息发送到整个网络中，形成一张拓扑图，在此基础上计算出最短路径。

OSPF 路由可以基于多种指标进行计算，包括带宽、延迟、可用带宽等，同时，还可以将网络划分为多个区域，提高路由计算效率。区域的关系可以形成层次结构，即支持路由聚合。

OSPF 的特点

1. 有权重的多路径选择
2. 每个路由器都有自己的链路状态数据库（Link State Database）
3. 每个路由器都有自己的最短路径树（Shortest Path Tree）
4. 支持VLSM（变长子网掩码）和CIDR（无类域间路由选择）

OSPF 的优点

1. 传输效率高，收敛速度快
2. 可靠性高，可实现网络的高可用性
3. 灵活性强，可提供基于多种指标的路由选择策略
4. 扩展性强，适用于不同规模的网络

OSPF 的配置

路由器ID

在 OSPF 中，每个路由器都必须有唯一的路由器ID，一般使用IPV4地址作为路由器ID。

配置路由器ID的命令：

Router(config)# router ospf 1
Router(config-router)# router-id 192.168.1.1

网络

在 OSPF 中，需要将本地网络告知其它路由器，可以使用以下命令配置：

Router(config)# router ospf 1
Router(config-router)# network 192.168.0.0 0.0.255.255 area 0

其中，192.168.0.0 0.0.255.255 表示网络地址和子网掩码，area 0 表示 OSPF 的区域。

密码

为 OSPF 启用身份验证支持并给内部路由器分配面向消息的密钥，在支持的设备上可以满足安全需求。

Router(config)# router ospf 1
Router(config-router)# area 0 authentication message-digest
Router(config-router)# message-digest-key 1 md5 1234567890123456

其中，1 表示密钥ID，md5 是使用的加密算法，1234567890123456 是16位密码。

总结

OSPF 是一种局域网内的动态路由协议，具有很高的扩展性、灵活性和容错性。它支持多个路由器之间的恢复，可在网络出现问题时快速重新配置。最重要的是，该协议可以选择路径的多个权重，以选择适合当前网络状态的最佳路径。