ospf工作原理步骤

OSPF（Open Shortest Path First）是一种动态路由协议，在现代计算机网络中广泛使用。本文将从多个角度分析OSPF的工作原理步骤，包括OSPF路由器类型、LSA协议、网络拓扑结构以及OSPF路由器交互过程等方面。

一、OSPF路由器类型

OSPF定义了三种路由器类型：起点路由器、中间路由器和终点路由器。在OSPF中，每一个路由器都需要选择自己的路由器类型，并且这个选择会影响路由器在网络中的角色和行为。

起点路由器：其它路由器以该路由器为源进行数据包发送，向其它路由器发送Hello消息，以便确定相邻路由器的存在。

中间路由器：该路由器既是其它路由器的“跳板”，转发数据包，又是“结束点”，接受其它路由器的数据包。在网络中，典型的路由器就是中间路由器。

终点路由器：该路由器是其它路由器的目标，因此不需要将数据再次转发给其它路由器。

二、LSA协议

OSPF使用LSA（Link State Advertisement）协议来传递路由信息。它将路由器发现的网络拓扑结构信息封装在LSA包中，然后发送给所有相邻的路由器。每一个LSA包都包含了某一路由器角度看到网络的一部分，LSA包中的内容随着网络拓扑结构的变化而不断更新。

三、网络拓扑结构

OSPF支持以下四种网络拓扑结构：

1. 广播型网络：该型网络有多个路由器连接到同一个物理网络上，需要将数据包同时发送给所有的路由器。当路由器间连接采用共享介质方式时，就是广播型网络。

2. 点对点网络：该型网络有两个路由器直接连接，数据包只需要发给另一个路由器即可。

3. 非广播型网络：该型网络通常指通过虚拟链路的方式连接不同物理网络的路由器。在此种情况下，OSPF不会向全网广播信息，只会向明确的路由器发送。

4. 点对多点网络：该型网络指多个路由器共享同一个广播式网络，但彼此之间不进行通信，其特点是数据包只需要发给一个路由器，就可以被所有路由器接收。

四、OSPF路由器交互过程

OSPF路由器间交互数据的过程主要分为以下三个过程：

1. Neighbor Discovery：这个过程是指路由器在初始化时，需要识别出相邻的路由器，并建立邻居关系，这个是OSPF协议最重要的一个步骤。路由器通过相互发送Hello消息，并互相确认Hello消息是否合法，确认邻居的存在并建立邻居关系。

2. LSA Database Synchronization：在这个过程中，路由器通过发送数据库请求（Database Request）和数据库响应（Database Response）消息，确认邻居路由器的经过。路由器交换好LSA后，就能完成基于链路状态的路由计算。

3. Shortest Path Calculation：最后一个过程是通过Dijkstra算法来计算最短路径。每一次计算都会产生一个二维表格，列出所有路由器及最短路径距离。由于每个节点都存储了到达其邻居的最短距离，因此这个过程也称为最短路径选择算法。