Area
- 一個區域內的路由器不會知道自己區域外路由的具體情況，使用區域可以減少數據庫大小，減少對路由器內存和CPU消耗，同時減少LSA的發佈；
- 區域ID使用32-bit，可以同時使用十進制或者帶點的十進制，例如271等同於0.0.1.15；
- 根據區域可以定義3種類型的區域：
- Intra-area traffic：在一個區域內部傳播的包；
- Inter-area traffic：在不同區域傳播的包；
- External traffic：在OSPF域和其他自治系統傳播的包
4. 使用區域0作爲backbone。所有inter-area流量都必須通過backbone；非backbone區域不能直接交換包；
5.. 所有路由器可以分類爲：Internal Router, Backbone Router，Area Border Router (ABR), Automomous System Boundary Router (ASBR). 所有前三種路由器，都可以屬於最後一種
Virtual Link
OSPF將虛擬鏈路看做是一種網絡類型；這個連接是沒有地址的，屬於backbone，介於兩個ABRs之間的；virtual link是點對點的；virtual link的cost等於到鄰居的cost；
★Virtual Links 用於2個目的：
- 通過一個非backbone區域連接一個區域到backbone區域；
- 通過一個非backbone區域連接兩個被分割的backbone區域；
★形成virtual links的要求：
- Virtual Link必須在兩個ABR直接配置；
- Virtual Link 經過的區域叫做transit area，此區域必須有完全的路由信息；
- transit area 不能是stub area；
The Link State Database:
- LSA有age，默認是MaxAge 1小時，1小時到了過後，他們將被刪除；Link State refresh機制會每隔30分鐘 （LSRefreshTime）發送一個新的sequence number增加了的age爲0的LSA；當鄰居收到這個新的LSA，將用新的替換舊的；所以 Link state refresh相當於是LSA的keepalive；
- Link state refresh機制，每個LSA單獨擁有LSRefreshtime的好處是，所有LSAs不會同時過期，也就不會同時產生大量的LSA包流量，但缺點是帶寬利用率低，因爲有時候一個更新包可能就只包含一條LSA；
- LSA group pacing，這個機制是單獨更新和統一更新的折中方法；每個LSA擁有一個單獨的refres timer，當其過期時候，會再加上一個延遲，等待其他LSA過期；默認是 240秒，可以通過命令timer lsa-group-pacing 更改，範圍是10到1800秒；
- 所有收到的有效LSA存儲在link state database內，使用命令show ip ospf database查看；
- LSA type
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- 每個路由器都產生Router LSA；列舉出路由器的所有連接或者接口、狀態和出口cost；只在區域內部傳播；show ip ospf database router 可單獨查看；
- Network LSA： 每個多路訪問網絡DR產生此LSA；此LSA列舉了所有相連的路由器，包括DR自己；只在本區域傳播；使用命令show ip ospf database network單獨查看；
- Network Summary LSA：ABR產生此LSA；告知一個區域外部路由；相當於ABR告訴區域內部路由器，ABR可以到達哪些地方；ABR也使用此LSA將與其相連的區域內部路由發佈到backbone內；區域外的同時在OSPF自治區域內默認路由也由此LSA發佈；當ABR發佈此LSA時，將包含ABR到此目的地的cost；★如果有多條路徑ABR 只發布一條帶有最小cost的LSA到內部區域或者到backbone；★當路由器收到ABR發來的network summary LSA，它不會進行SPF計算，相反，僅僅簡單地將其到ABR的cost加上ABR發佈的cost，然後直接加入到其路由表中，由此可見OSPF在一個區域內是鏈路狀態路由協議，在inter-area是距離矢量算法；使用命令show ip ospf database summary單獨查看；
- ASBR Summary LSA：ABR產生此LSA；ASBR summary跟Newtork Summary LSA 完全一樣除了發佈的目的地是ASBR地址而不是網絡；目的地址是個主機地址，掩碼是全0；
- Autonomous System External LSAs: 又叫External LSA；由ASBR產生，用於宣告OSPF自治系統外部路由或者自治系統外部默認路由；此LSA沒有跟任何區域綁定，將傳播到整個自治系統；使用命令show ip ospf database external單獨查看；
- Group Membership LSA：用於Mulitcast OSPF （MOSPF）；
- NSSA External LSAs：ASBR在NSSA區域產生的LSA；此LSA幾乎跟External LSA一樣；不同的是External LSA在整個OSPF自治域內傳播，NSSA只在NSSA區域內產生和傳播。使用命令show ip ospf database nssa-external單獨查看；
Stub Areas
- ASBR學到的外部路由默認會傳播到整個OSPF自治域內，有時候，很大一部分OSPF路由表都是外部路由佔據，但有些區域只跟Area 0 相連，沒有必要接收所有的外部路由。
- Stub Area就是不允許External LSA傳播的區域；因爲Type 5類型LSA不允許傳播，那麼傳播Type 4的LSA也就沒有必要了，所以Type 4 和 5 都被阻止進入Stub Area；
- 在Stub Area邊緣的ABR會發送一個Type 3的默認路由（目標0.0.0.0）進入Stub area；
- 所有路由不能在inter-area或者inter-area找到的，都將匹配默認路由；
- 因爲默認路由是Type3 LSA，它將不會被傳播到區域之外；
- Stub Area的一些限制：
- 因爲任何種類的區域內，所有路由器必須有相同的數據庫；爲了確保滿足這個要求，所有stub area內的路由器將hello包的E-bit設定爲0，任何E-bit爲1的都與其他路由器形成鄰接；
- 虛擬鏈路不能通過stub area；
- 在stub area內不能有ASBR；因爲ASBR發送Type 5消息，而Type 5消息是不能夠在Stub area內出現的；
- 一個Stub area允許有多個ABR，因爲有默認路由存在，內部路由器不能識別到ASBR的最佳路徑；
Totally Stubby Area
- Cisco 私有，在stub area基礎上，繼續block Type3message；
- 使用默認路由到達本區域以外所有區域；
- ABR將阻止Type 3 4 5，唯一的例外是發佈默認路由的Type 3 LSA；
Not-so-stubby areas(NSSA)
- NSSA 允許外部路由在區域內傳播，同時對其餘的自治系統保留stub area屬性；
- NSSA內的ASBR將產生Type 7的LSA來傳播外部路由；這些Type 7 LSA將在NSSA內傳播，但會在ABR被阻止；
- Type 7 LSA有一個P-bit；NSSA ASBR有選項可以修改此P-bit；如果設定爲1，那麼Type 7將被轉換爲Type 5然後傳播到其他區域；如果設定爲0，則Type 7將不會傳播到NSSA以外的區域；
路由表
- 一條路由的cost是到目的地所有出口接口cost之和；
- LSA使用16-bit記錄cost，範圍是 1到65535；
Destination Type
- 每一個路由條目，可以分類爲networ或者router；
- Network條目是網絡地址，數據包可以根據此類條目被路由；這些目的地址被錄入路由表中；
- Router條目用來路由至ABR或者ASBR；如果路由器需要發送包到inter-area地方它必須知道怎樣找到ABR；如果一個包要發送到external目的地，路由器必須知道怎樣到達ASBR；路由器在另外一個地方保存這個信息；使用命令 show ip ospf border-routers 查看；
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每個條目最後的數目是SPF算法反覆安裝此條目的次數。
Path Types
每條到一個網絡的路由將歸屬於4種路徑類型的其中一種：
- Intra-area paths。到達與路由器相連區域目的地的路由；
- Inter-area paths。到達OSPF自治區域以內其他區域的路由；此路徑類型將經過至少一個ABR；
- Type 1 external paths。達到OSPF自治區域以外的路由；ASBR負責給外部路由賦予一個OSPF的cost；Type 1 的cost是路由本身cost和到達ASBR的cost之和；
- Type 2 external paths。達到OSPF自治區域以外的路由；cost只算路由本身cost，不加到達ASBR的cost；OSPF默認使用E2 path；
★OSPF使用最長掩碼匹配，如果遇到相同掩碼，使用以下順序挑選路由：
- Intra-area paths;
- Inter-area paths;
- E1 external paths;
- E2 external paths;
★OSPF支持等cost負載均衡；如果多條相同cost，相同path type的路由存在，那麼OSPF將會利用負載均衡同時使用；默認最多同時使用4條，使用命令maximum-paths可以改到最大6條；
OSPF包格式
★IP包頭89封裝OSPF包，IP包設定TTL 1確保OSPF包只在直連的鄰居間傳遞，TOS設定爲高優先級110 （Internetwork Control Precedence）；
★OSPF packet header 對所有OSPF包都相同；OSPF Packet Data使用各自不同的數據結構；
1. The Packet Header
所有OSPF包都以這個24 octer的頭開始
- Version：OSPF版本，目前爲2；
- Type：1--Hello；2--Database Description；3--Link State Request；4--Link State Update；5--Link State Acknowledgement；
- Packet length：OSPF包長度，包括包頭；
- Router ID：產生此包的路由器ID；
- Area ID：產生此包的區域ID；如果是在virtual link上面的包，Area ID爲0.0.0.0，因爲virtual link被認爲是backbone的一部分；
- Checksum：包括包頭的標準checksum；
- AuType：0--Null ，Au部分不會檢查，可以是任意數據；1--Au 部分最多包含64 bits的口令；2--Au部分包含Key ID， Authentication Data Length 和 Cryptographic Sequence Number；
2. OSPF hello packet
- Network Mask: 發送接口的子網掩碼；如果此掩碼跟接受接口的掩碼不匹配，包將丟棄；
- Hello INterval：發送、接受路由器必須有相同，否則不能建立鄰居關係；
- Options：增加兼容性，路由器可以因爲此值不兼容而拒絕建立鄰居關係；
- Router Priority：用於DR、BDR選舉，爲0則不能成爲DR或者BDR；
- Router Dead Interval：未收到Hello包之前等待時間；雙方必須有相同的interval才能建立鄰居關係；
- Designated Router：網絡上DR接口的地址（不是Router ID）；如果沒有DR（還沒選舉或者網絡類型不用DR）則填寫爲 0.0.0.0;
- Backup DR: 參考上面；
- Neighbor：所有有效鄰居列表；
3. Database Description Packet
DD packet在鄰接關係建立過後使用。
- Interface MTU：以octet爲單位，表明源接口允許的最大IP包的大小；在virtual link上設定爲0x0000；
- Options：允許路由器選擇不發送部分LSAs給不支持特定功能的鄰居；
- I-bit：第一個DD packet設爲1，其他後續的設爲0；
- M-bit：More bit，1表明還不是最後一個包；最後一個包設爲0；
- MS-bit：Master/Slave bit，1意味着發送者是master，slave爲0；
- DD sequence number：Master設定，並在後續包中增加；
- LSA Headers：源路由器Link state database的部分或者所有LSA 頭；
4. Link State Request Packet
當路由器收到DD包過後，有可能有在其database裏面沒有的條目，於是將這些條目放入Request包中；路由器發送一個或多個Link State Request包請求LSA；注意，包是通過Type, ID 和 發佈路由器來唯一確定LSA的，而不是通過具體實例（sequence number， checksum 和 age）；所以請求的是最新的是LSA，不論是否是真正想要的那個；
5．Link State Update Packet
包含一個或多個LSA，用於傳播LSA和響應LSA Update；只發送給直連的鄰居（只有1跳）；
- Number of LSAs：包含的LSA數量；
- LSAs：完全的LSA；每個包可以有多個LSA，直到達到鏈路允許的最大包大小；
6. Link State Acknowledgement Packet
用於保證LSA可靠傳播；每一個收到的LSA都必須明確的確認；一個ACK包可以包含多個LSA headers；
