ospf建立过程

OSPF是目前应用最广泛的动态路由协议之一，其采用链路状态(LS)算法，以及开放最短路径优先(OPEN SHORTEST PATH FIRST)的路由选择算法。在网络拓扑发生变化时，OSPF能够快速更新路由表，从而保证网络的高可用性和高性能。接下来，本文将从多个角度分析OSPF建立的过程。

一、OSPF协议

OSPF是一种链路状态路由协议，我们通过分析它的协议格式来了解OSPF报文中各个字段的作用。OSPF报文主要分为以下8个类型：

类型 | 名称 | 描述

-------|-------------|-----------

1 | Hello | 邻接关系的建立

2 | DBD | 数据库更新

3 | LSR | 链路状态请求

4 | LSU | 链路状态更新

5 | LSAck | 确认报文

6 | 预留 | -

7 | NSSA | 非标准区域

其中，Hello报文主要用于邻接关系的建立，也就是寻找相邻的OSPF路由器；DBD报文用于在邻接状态下进行数据库对比，以决定LSA的交换和同步；LSR报文用于发现已知LSA的缺失或错误情况，以向其它OSPF路由器请求特定的LSA；LSU报文用于向其它路由器发送LSA，以分享链路状态信息；LSAck报文用于确认其它类型的LSA报文。

二、OSPF的邻接建立

邻接关系的建立是OSPF协议中最为基本也是相对简单的一个部分。在一个OSPF域内，每个OSPF路由器都要通过Hello报文与相邻路由器进行通信，以建立邻接关系。邻接建立的过程如下：

1. 初始化状态

在路由器启动时，首先会初始化路由表，进入Init状态。

2. 搜索相邻路由器

路由器将Hello消息发送到它能直接到达的所有邻居，等待它们的响应。若在Hello消息的固定周期内收到响应，则双方开始建立邻接关系。

3. 确定邻居状态

然后，通过Hello消息的确定参数，如Dead Interval和Neighbor Priority等，确定邻居之间的状态，如：Down、Attempt、Init和Full等。只有Full状态的邻居才能与其他路由器交换LSA信息。

4. 形成邻接关系

在确认完邻居状态之后，若判断可达，就建立邻接关系，在此基础上，就可以进一步互相交换网络拓扑信息。

三、OSPF的路由计算

OSPF协议在收到邻居发送过来的路由信息后，会根据设定的算法，来进行路由计算。OSPF中采用开放最短路径优先算法，即OSPF借鉴了Dijkstra算法的思想，采用以SPF（Shortest Path First）为重要特征。具体路由计算过程如下：

1. 建立LSA数据库

路由器之间的邻接关系建立后，将建立起LSA数据库（链路状态数据库）。

2. 生成SPF树

接着，路由器在LSA数据库中搜索并选择出直接相连的最短路径，并建立一棵SPF树。

3. 计算最短路径

根据已经生成的SPF树，计算从当前路由器到达目的网络或主机的最短路径，从而选择出最佳路径。

4. 写入路由表

计算出最佳路径后，将其写入路由表。

四、OSPF的故障恢复

在OSPF网络拓扑发生较大变化时，如某网络被禁用或路由失败，路由器之间的LSA库也会推迟更新。为了保证网络拓扑和路由表的及时更新，OSPF采用了故障恢复的机制，具体过程如下：

1. 发送LSU报文

发生路由故障后，该路由器会

向相邻路由器发送LSU（链路状态更新）报文。

2. 更新LSA数据库

相邻路由器收到更新的LSA后，会更新自己的LSA数据库，并向相邻路由器转发广播。

3. 抑制洪泛

当LSA产生环路时，为了避免路由器因LSA数据库更新而浪费大量的网络资源，OSPF采用了抑制洪泛的方式，即OSPF路由器通过LSA的序列号来更新自己的LSA，以避免洪泛发生。

综上所述，OSPF的建立过程包括邻接关系的建立、路由计算和故障恢复。每一个过程都是很复杂的，只有了解基本的原理和工作方式，才能正确运用OSPF协议实现网络拓扑构建、路由选择和网络故障恢复。