OSPF路由协议是用于网际协议（IP）网络的链路状态路由协议。该协议使用链路状态路由算法的内部网关协议（IGP），在单一自治系统（AS）内部工作。适用于IPv4的OSPFv2协议定义于RFC 2328 [1] ，RFC 5340 [2] 定义了适用于IPv6的OSPFv3。
一、OSPF邻居关系建立
1.邻居发现：
OSPF通过HELLO报文发现和维持邻居关系。OSPF在所有启用OSPF进程的接口上发送HELLO报文；在广播和点到点网络中，HELLO是每10S发送一次，在NBMA和P2MP网络中每30S发送一次。在广播、点到点和点到多点的网络中，OSPF通过组播的HELLO报文自动发现邻居，组播目的地址是224.0.0.5。在NBMA网络中，需要手动指定邻居。
在建立邻居关系时，路由器会对收到HELLO报文进行对比，HELLO/DEAD发送时间间隔，区域ID，区域类型，只有这些参数一致OSPF邻居关系才能建立。
2.邻居关系建立过程：
DOWN状态：邻居的初始状态
INIT状态：路由器收到HELLO报文时，若该报文中ACTIVE NEIGHBOR字域中有没有自己的Router ID，则将该接口邻居置为INIT。
2-way状态：路由器收到HELLO报文时，若该报文中ACTIVE NEIGHBOR字域中有自己的Router ID，则将该接口邻居置为2-way。
OSPF邻居表中邻居处于INIT状态仅代表单项邻居建立起来，2-way状态代表双向邻居已建立起来。
3.邻接关系建立过程：
邻接关系是邻居路由器之间为了完成LSDB同步而发送的LSA交互过程，也是邻居路由器间初次通告LSA、快速同步的过程。
EXStart：在这一状态下，本地路由器和邻居路由器之间互相传递空的DD报文。目的是在广播/NBMA网络中确定主/从关系，确定DD的初始序列号，比较接口MTU。
EXchange：可靠的DD报文交互，完成快速交换LSA头。
Loading：本地路由器通过对比DD报文中的LSA头信息，向邻居发送LSR，以请求本地LSDB中没有的LSA，收到没有问题的LSU后发送LSAck确认该LAU。一份LSAck可以确认多份LSU。
FULL：在该状态下，邻居路由器之间已经完成同步过程，建立起完全邻接关系。
在广播和NBMA网络中，邻居接口IP和掩码会进行检查，如果网络不一致则无法建立邻居关系；而在P2P和P2MP网中则没有次限制。邻居接口的MTU值要一致，不一致可能导致停留在EXStart/EXChange状态。
二、OSPF网络类型
OSPF接口根据链路类型分为以下4中网络类型：
广播类型：
当链路层协议是Ethernet时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是BROADCAST。在该类型的网络中，通常以组播发送HELLO报文、LSU报文和LSAck报文。其中224.0.0.5的组播地址为OSPF设备的预留IP组播地址；224.0.0.6为DR/BDR的预留IP组播地址。以单播发送DD报文和LSR报文。
NBMA类型：
当链路层协议是帧中继、ATM时，缺省情况下，OSPF认为网络类型是NBMA。在该类型的网络中，以单播形式发送协议报文。
P2MP类型：
该类型必须是从其他网络类型人为进行强制更改，常用做法是将非全互通的NBMA改为点到多点的网络类型。在该类型网络中，以组播（224.0.0.5）发送HELLO报文，以单播形式发送其他协议报文。
P2P类型：
当链路层协议是PPP、HDLC时，缺省情况下OSPF认为网络类型是点到点。在该类型的网络中，以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文。
OSPF不通网络类型互联：
网络类型组合 | 邻居建立 | 邻接同步 | 路由计算 |
NBMA+其他 | 不可以 | —— | —— |
P2MP+Broadcast | 调整间隔（hello和dead）后可以 | 可以 | 无法计算出对方路由 |
P2MP+P2P | 调整间隔后可以 | 可以 | 可以 |
Broadcast+P2P | 可以 | 可以 | 无法计算出对方路由 |
三、OSPF报文
HELLO报文：
周期性发送，用来发现和维持OSPF邻居关系。
DD报文：
描述了本地LSDB的摘要信息，用于两台路由器进行数据库同步。
LSR报文：
向对方请求所需的LSA，只有在双方成功开始交换DD报文后才会向对方发送LSR报文。
LSU报文：
向对方发送其所需的LSA或者泛洪自己更新的LSA。
LSAck报文：
用来对收到的LSA进行确认。Ospf工作在IP层，是个可靠的协议，协议内部包含确认机制，不需要确认的报文有HELLO和LSAck。
四、常用LSA类型
在AS内的每台路由器，根据路由器的分类产生一种或多种LSA。收到的LSA的集合形成了LSDB。OSPF中对路由信息的描述都是封装在LSA中发布出去的。
Router-LSA（type 1）：
每个路由器都会产生，描述了设备的链路状态和开销，仅在所属的区域内泛洪。
Network-LSA（type 2）：
由DR产生，描述MA网络的链路状态，金在所属的区域内泛洪。（P2P网络类型的链路上没有）。
Network-Summary-LSA（type 3）：
区域内某个网段的路由，由ABR产生向其他区域通告，LSA3在区域间传递路由，但该LSA3泛洪范围仅在一个区域内。
ASBR-Summary-LSA（type 4）：
由ABR产生，描述到ASBR的距离，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域，该LSA4的泛洪范围仅在一个区域。ABR会在区域边界为其他区域再产生LSA4并继续泛洪。
AS-external-LAS（type 5）：
由ASBR产生，描述到AS外部的路由，可泛洪到所有的区域（除了STUB区域和NSSA区域）。
NSSA-LSA（type 7）：
由ASBR产生，描述到AS外部的路由，仅在NSSA区域内泛洪。
五、OSPF区域结构
骨干区域（area0）：
骨干区域有且只有一个，所有其他区域必须通骨干区域相连，如果没有连接到骨干区域，将不会学到其他区域路由，OSPF中所有区域间路由必须经骨干区域传递（防止区域路由环路），其他区域若没有连接到骨干区域，要使用vlink连接到骨干区域。
普通区域：
Area号不等于0，承载vlink，是最普通的区域，它传输区域内路由、区域间路由和外部路由。
Stub区域：
Stub区域是一类特殊区域，这个区域不能接收LSA4/5。访问OSPF外部网络仅能通过ABR，所有的流量及路由通过ABR进入stub区域，不支持vlink。Totally stub 区域，比stub区域添加了对区域间LSA3的过滤。
NSSA区域：
NSSA区域可以有LSA7，可以有ASBR，访问任何外部OSPF区域可以通过本区域ASBR，也可以通过ABR访问。Totally nssa 在ABR上过滤区域间LSA3。
六、其他
Ospf认证
Spf路由计算
DR/BDR选举
OSPF选路规则，开销计算，多路径负载
Ospf路由控制
路由聚合，默认路由
