问题描述

RIP 是种基于距离矢量算法的路由协议，存在着收敛慢、易产生路由环路、可扩展性差等问题。

所以需要发明新的路由协议，以解决 RIP 路由协议的问题。

解决方案

OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先）是 IETF 定义的一种基于链路状态的内部网关路由协议。具有扩展性强，收敛速度快等特点，作为优秀的内部网关协议被广泛使用。

针对 IPv4 协议，使用 OSPF version 2，RFC2328 版本；针对 IPv6 协议，使用 OSPF version 3，RFC2740 版本；
这里我们主要探讨 OSPF version 2，RFC2328 版本，是 TCP/IP 协议栈的。

原理简述

1）运行 OSPF 的路由器间，交互 LS（Link State）信息，而不是直接交互路由条目。LS 信息是 OSPF 能够正常进行拓扑及路由计算的关键信息，通过 LA 信息，路由器能够还原出网络拓扑。所以我们经常说：在 OSPF 中路由器宣告拓扑（链路状态）。

2）OSPF 路由器将收集到的 LS 信息保存在 LSDB 中。通过 LS 信息，路由器将清楚区域内的网络拓扑结构，这有助于计算无环路路径。

3）每台 OSPF 路由器都采用 SPF 算法，计算到达目的地的最短路径，并将这些路径加载到路由表中。

协议特性

1）累计开销：基于 SPF 算法，以“累计链路开销”作为选路参考值；
2）组播报文：采用组播形式收发部分协议报文，优于单播（路由器过多，会给发送端带来压力）、广播（所有设备都会收到报文）；
3）区域划分：以减小数据库规模；以减小影响规模；以对不同区域进行不同的管理；使 OSPF 能够支持更大规模的网络；
4）负载分担：支持对等价路由进行负载分担；
5）支持认证：支持报文认证：对设备进行认证检查；
6）无环路：使用 SPF 算法，来创建树形结构；
7）支持 VLSM、支持手工路由汇总：
8）收敛更快：快于 RIP 协议；

应用场景

在大型企业网络中，通常部署 OSPF 实现各个网络间的路由可达：
1）核心层和汇聚层，部署在 OSPF 骨干区域；
2）接入层和汇聚层，部署在 OSPF 非骨干区域；

园区网络：在核心交换机和汇聚交换机中，运行 OSPF 协议，实现园区网络的路由可达。

企业内部网络、区域网络（运营商通常使用 IS-IS 协议，因为路由较多，且大规模场景的 ISIS 收敛快）

参考文献

Open Shortest Path First – Wikipedia