本文深入探讨OSPF协议核心概念。详细介绍了点到点、广播、NBMA、点到多点及环回等OSPF网络类型，涵盖邻居发现、DR/BDR选举、Hello/Dead间隔及其默认值。阐述了OSPF最短路径优先（SPF）算法，包括基于带宽的度量计算和管理距离。分析了OSPF路由类型（域内、域间、外部）及其优先级偏好与防环机制。最后，重点介绍了Stub、Totally Stubby、NSSA、Totally NSSA等特殊区域，阐明其限制LSA传播、优化网络性能的作用，以及对LSA类型过滤的规则。
1. OSPF网络类型路由器可以连接到不同类型的WAN链路，有些WAN链路支持全互联，有的支持星形互联，也有的只支持点到点连接。有的支持组播和广播，有的只支持单播。不同类型的WAN链路的特性也不一样，所以这也是为什么要设置OSPF的网络类型。
RFC 2328中定义了四种公认的网络类型：
广播非广播点到点点到多点
还有两种厂商私有的网络类型：点到多点非广播（思科私有）环回（多厂商）基于不同的网络类型，OSPF会
自动通过组播来发现邻居，或通过单播进行手动指定邻居。决定是否需要DR/BDR。使用不同的Hello和Dead间隔。当在一个接口上配置OSPF时，根据接口的类型会有一些默认值，譬如：
以太网：默认为广播。HDLC/PPP：默认点到点。帧中继：默认NBMA。1.1 点到点网络点到点网络是最简单明了的。在WAN链路为串口，E1/T1的租用线路，以及GRE和IPsec隧道时，链路默认设置为点到点网络。
只能连接到一个远端的路由器，连接为1对1的通信。允许通过组播来动态发现邻居，组播地址为224.0.0.5。不需要DR/BDR，因为链路上只有两个路由器。Hello间隔默认10秒，Dead间隔默认40秒。在1类LSA中会显示两条：
P2P连接到另一台的路由器，包括自己的IP地址和对端路由器的RID。连接到一个末节网络，包括P2P网络的前缀和掩码。1.2 广播网络广播网络是使用最多的网络类型，当在各种速率的以太口上配置OSPF时，默认的网络的类型就是广播。
可以通过此接口连接到无数的路由器。连接是任意到任意的。允许通过组播来动态发现邻居，组播地址为224.0.0.5。因为在这个网络里有许多路由器，因为需要选举DR/BDR来优化LSA的泛洪。Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。在1类LSA里会显示连接到一个Transit网络，包括DR的IP地址和自己的IP地址。通过DR的IP地址来查看2类的LSA。它包括DR地址，网络的掩码以及所有连接到此网络的路由器的RID。
1.3 点到多点网络点到多点网络需要在接口下明确配置为P2MP。它用在帧中继和DMVPN这种的WAN链路上。
可以通过此接口连接到无数的路由器。连接为星形连接，自己是中心。允许通过组播来动态发现邻居，组播地址为224.0.0.5。因为我是中心，我可以优化LSA的泛洪，因此不需要选举DR/BDR。在Spoke站点，配置为点到点网络，因为它只能连接到Hub。Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。1.4 NBMANBMA为非广播多路访问网络，用于原生不支持组播和广播的网络，譬如帧中继和X.25。
可以通过此接口连接到无数的路由器。连接是任意到任意的。无组播能力，需要手动指定邻居，通过单播来传播控制信息。因为在这个网络里有许多路由器，因为需要选举DR/BDR来优化LSA的泛洪。Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。1.5 点到多点非广播特性和P2MP差不多，只是不支持组播和广播，需要在接口下明确配置P2MP non-broadcast。
可以通过此接口连接到无数的路由器。连接为星形连接，自己是中心。无组播能力，需要手动指定邻居，通过单播来传播控制信息。因为我是中心，我可以优化LSA的泛洪，因此不需要选举DR/BDR。在Spoke站点，配置为点到点网络，因为它只能连接到Hub。Hello间隔默认30秒，Dead间隔默认120秒。1.6 环回网络Loopback接口默认设置为环回网络。OSPF总是将Lookback地址通告成/32的主机地址， 即使真实的IP地址为/24的。
1.7 总结Network Type
DR/BDR Election
Neighbor Discovery
Default Timers (Hello/Dead)
Common Use Case
Broadcast
Yes
Automatic (Multicast)
10 / 40 seconds
Ethernet LAN
Point-to-Point
No
Automatic (Multicast)
10 / 40 seconds
Serial Links, Two-Router Ethernet Links
Non-Broadcast (NBMA)
Yes
Manual (Unicast)
30 / 120 seconds
Legacy Frame Relay (Full-Mesh)
Point-to-Multipoint
No
Automatic (Multicast)
30 / 120 seconds
Hub-and-Spoke WAN (with multicast)
Point-to-Multipoint Non-Broadcast
No
Manual (Unicast)
30 / 120 seconds
Hub-and-Spoke WAN (no multicast)
Loopback
N/A
N/A
N/A
Router ID, Management Interfaces
2. 最短路径优先算法OSPF路由协议的核心是SPF算法，也叫做Dijkstra算法，它使用链路的带宽作为度量，默认是以100M为参考值，也就是100M的链路的度量值为1。度量值是一个整数值，公式为 $10^8$ / 接口带宽（单位为bps），结果四舍五入到最近的整数，不足的1的为1。
通过LSA的泛洪，区域内的路由器都保持相同的LSDB，因此每台路由器在本地计算从本身到目标网络的度量，并选出度量值最小的作为最优路径。在实际的生产环境，设置的带宽参考值为本网络中最高速率的接口带宽值。在普通企业环境，一般是10G。
参考日常使用到的管理距离，OSPF的管理距离为110。在OSPF选出最优路径后，如果目标网络还从其他路由协议学到了，则需要选择管理距离小的放到全局路由表中。
路由来源
管理距离值
直连接口
0
静态路由
1
EIGRP汇总路由
5
EBGP
20
EIGRP内部路由
90
OSPF
110
IS-IS
115
RIP
120
EIGRP外部路由
170
IBGP
200
3. 最优路径选择3.1 路由类型O ： 域内路由
O IA：域间路由
O E：外部路由
1类外部路由包括本设备到ASBR的度量值加外部引入时的度量值，而2类路由只包含外部引入时的度量值，因为2类路由在OSPF域内传递时度量值不变。
从普通区域引入的外部路由分为O E1和 O E2类型的路由。而从NSSA区域引入的外部路由则分为 O N1和O N2类型的路由。
3.2 路由类型偏好如果同一条路由既有域内的又有域间的，而域间的度量值更低一些，OSPF会选择哪个作为最优路由呢？
答案是选择域内的。对于OSPF路由的偏好是O > O IA > N1 > E1 > N2 > E2。只有是同类型的OSPF路由才会比较度量值。而如果路由类型和度量值都一样，则会进行负载均衡。
3.3 OSPF路由的防环链路状态的路由协议与距离矢量的路由协议不同，因为在区域内每台设备都有整个区域内的拓扑，它会计算出到区域内所有的目标网络的无环最优路径，因此在域内OPSF原生地就防环。而对于域间路由，都是由普通区域传到骨干区域再传到其他区域。从一个区域学到的路由不会再传回这个区域。如果是MPLS作为超级骨干区域，PE-CE使用OSPF，则PE将路由从MPBGP导回到OSPF时会将SLA的DN bit置1，CE的OSPF的SPF算法会忽略DN bit置位的SLA。在双点双向重分布的时候，也可以通过打标签来过略掉重分布的路由。正在上传图片...
4. 特殊区域末节区域的作用是限制外部路由的传播，优化网络性能。它一共有四种变种形式。
StubTotally StubNSSATotally NSSA它们的特点如下：
这4种区域允许域内的1类和2类路由外，禁止5类外部路由的传播。带Totally字样的则会禁止域间的3类路由的传播。NSSA系列的可以引入外部路由，但是ASBR会生成7类路由，到ABR时会重新生成5类传到骨干区域。OSPF Area Type
OSPF LSA Types Allowed
Backbone
Type 1, Type 2, Type 3, Type 4, Type 5
Normal
Type 1, Type 2, Type 3, Type 4, Type 5
Stub
Type 1, Type 2, Type 3, OSPF summary default route
Totally-Stubby (Cisco)
Type 1, Type 2, OSPF summary default route
Not-So-Stubby (NSSA)
Type 1, Type 2, Type 3, Type 7, default static route
Totally NSSA
Type 1, Type 2, Type 7, OSPF summary default route
注意事项：
末节区域内的路由器配置Area时要带stub选项，不然邻居起不来。这个属性也是由Hello包来携带的。Area 0无法配置末节区域。根据RFC 2328，虚电路无法穿越末节区域。📚 延伸阅读
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