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译者：李全胜 (ghll
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Network Working Group J.Moy
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October 1989
OSPF 规范
(The OSPF Specification)
本备忘录的状态
本文档讲述了一种Internet社区的Internet标准跟踪协议，它需要进一步进行讨论和建议以得到改进。本备忘录的发布不受任何限制。
目 录
1．介绍 5
1．1 协议概述 5
1．2 定义常用术语 6
1．3 基于SPF路由技术的简要历史 7
1．4 文档的组织 7
2．拓朴数据库 8
2．1 最短路径树 12
2．2 使用外部路由信息 13
2．3 等价的多条路径 14
3．自治系统的区域划分 14
3．1 自治系统的主干 14
3．2 区域间路由 15
3．3 路由器的分类 15
3．4 一个区域配置的例子 15
3．5 支持IP子网 19
3．6 区域分割 20
4．功能汇总 20
4.1 区域间路由 21
4.2 自治系统外部路由器 21
4.3 路由协议包 21
4.4 基本实现要求 22
5. 协议数据结构 23
6. 区域数据结构 24
7. 生成邻接 25
7.1 Hello协议 25
7.2 同步数据库 26
7.3 指定路由器 26
7.4 后备指定路由器 27
7.5 邻接图 27
8. 协议包处理 28
8.1 传送协议包 28
8.2 接收协议包 30
9. 接口数据结构 31
9.1 接口状态 32
9.2 事件引起的接口状态变化 33
9.3 接口状态机 34
9.4 选举指定路由器 35
9.5 发送Hello包 36
9．5．1 在非广播网络上传输Hello包 36
10．邻居数据结构 37
10．1 邻居状态 38
10．2 引起邻居状态变化的事件 39
10．3 邻居状态机 40
10.4 是否成为邻接 43
10．5 接收呼叫包 43
10.6 接收数据库描述包 44
10.7 收到连接状态请求包 45
10.8 发送数据库描述包 45
10.9 发送连接状态请求包 45
10.10 一个示例 46
11.路由表结构 46
11．1 两个例子 48
12.连接状态公告 49
12．1 连接状态头 50
12．1．1 LS类型 50
12．1．2 连接状态ID 50
12．1．3 公告路由器 51
12．1．4 LS顺序号 51
12.1.5 LS生存期 52
12.1.6 LS检查和 52
12．3 组织连接状态公告 53
12.3.1 路由器连接 54
12.3.2 网络连接 56
12.3.3 汇总连接 56
12．3．4 自治系统外部连接 57
12.4 TOS尺度 58
13 传播过程 59
13．1 确定哪个连接状态是更新的 59
13．2 在数据库中完装连接状态公告 60
13．3 在传播过程中的下一步 60
13．4收到自己组织的连接包 61
13．5 发送连接状态确认包 61
13．6 重传连接状态公告 62
13．7 接收连接状态确认 63
14 连接状态数据库的生存期 63
15 虚拟连接 63
16 计算路由表 64
16．1 计算一个区域的最短路径树 65
16．1．1 下一跳的计算 67
16．2 计算区间路由 67
16．3 解析虚拟下一跳 68
16．4 计算自治系统外部路由 68
16．5 增量更新——汇总连接 69
16．6 增量更新——自治系统外部连接 69
16．7 路由表变化引起的事件 69
16．8 等价多路径 70
附录A 包格式 72
A．1 OSPF包的封装 72
A．2 OSPF包头 73
A．3 连接状态（LS : Link State）公告头 73
A．4 Hello包 74
A．5 数据库描述包 75
A．6 连接状态请求包 76
A．7 连接状态更新包 77
A．7．1 路由连接公告 77
A．7．2 网络连接公告 79
A．7．3 汇总连接公告 79
A．7．4 自治系统外部连接公告 80
A．8 连接状态确认包 81
附录B 结构常量 82
附录C 可配置常数 83
C.1 全局参数 83
C．2 区域参数 83
C．3 路由器接口参数 83
C．4 虚拟连接参数 84
C．5 非广播、多路存取网络参数 85
C．6 主路由参数 85
D 必要的统计信息 86
D．1 日志信息 86
D．2 累计统计 87
E 认证 90
1．介绍
本文档是关于最短路径优先（OSPF）互联网路由协议的规范。OSPF归为内部网关协议（IGP），意味着它在单个自治系统内的路由间分发路由信息。OSPF协议基于SPF或链接状态技术，这与基于Bellman-Ford的传统路由协议（距离向量）是不同的。
OSPF协议是由Internet工程任务组的OSPF工作组开发，它专为互联网环境设计，明确支持IP子网，基于TOS（服务类型）的路由和由外部驱动触发的路由信息。OSPF提供路由更新身份确认，利用IP组播传送/接收更新。另外，大量的工作是实现用最少的路由协议传送，达到在网络拓朴改变时快速响应的协议。
作者感谢Rob Coltun，Milo Medin，Mike Petry 和其它为OSPF工作组提供建议和对这个项目提供支持的人们。
1．1 协议概述
OSPF路由IP包只基于IP包头中的目的IP地址和IP服务类别。IP包被路由，即当包在自治系统内传输时不封闭任何更多的协议头。OSPF是一个动态路由协议，它可以快速确定在自治系统内的拓朴改变及在一个收敛周期内计算出新的无回路路由。这个收敛周期很短，只有少量的路由通信。
在一个基于SPF路由协议中，每一个路由器管理一个描述自治系统拓朴的数据库。每个参于的路由器有相同的数据库，数据库中的每条是一个路由器详细的本地状态（如路由器使用的接口和可以到达的邻居）。路由器使用洪泛通过自治系统分发它的本地状态。
所有的路由器并行执行同样的算法，每个路由器通过拓朴数据库以自己为根构造一个最短路径树，这个最短路径树给出在自治系统内到每个目的地的路由。外部驱动的路由信息的为树的叶结点。
OSPF对每一种服务类型（TOS）单独计算路由，当到一个目的地存在多条相等代价的路由时，通信将在他们之间平分。路由的代价是用一种简单的无尺寸度量的。
OSPF允许多个网络组成一个组，这个组叫做区域，一个区域中的拓朴信息对自治系统的其它区域是不可见的。这种信息隐藏能够减少相当多的路由通信。另外，在一个区域内部路由的确定仅需要区域本身的拓朴信息，主要保护区域内不受坏的路由数据影响。一个区域是一个普通的IP子网网络。
OSPF使用灵活的IP子网配置，OSPF分发的每条路由都含有目的地址和子网掩码。使用同一IP网络号的两个不同子网会有不同的网络尺寸（如不同的掩码）。通常称为可变长子网。包在路由时做最优匹配（使用最长子网掩码）。单机路由可考虑为子网掩码全为1（即0XFFFFFFFF）。
所有的OSPF协议交换是有认证的，即只有信任的路由器能参与自治系统的路由交换，可以使用多种认证方案，一个区域只有使用一种认证方案，这可使一些区域使用比其它区域更严格的认证。
外部驱动的路由信息（如从外部网关协议（EGP）学习的路由）透明地穿过自治系统。这些外部分驱动的路由信息和OSPF协议的链接状态数据是保持分离的。每条外部分路由都被公告路由标记，并在自治系统的边界路由器间传递附加的信息。
1．2 定义常用术语
下面选择一些在本文中针对本协议有特殊含义的术语定义，如果读者对互联网络协议族不是很熟悉，请参阅[RS-85-153]里关于IP的介绍。
路由（Router） 一个第三层网络协议包交换设备，在以前的IP文档中也叫网关。
自治系统（Autonomous System） 在相同的路由协议下的一组交换路由信息的路由器的称呼，缩写为AS。
内部网关协议（Internal Gateway Protocol） 在自治系统内路由器使用的路由协议。缩写为IGP。每个自治系统只能有一个IGP。不同的自治系统可以运行不同的IGP。
路由器ID（Router ID） 运行OSPF协议的路由器的一个32位的标识符。在自治系统内这个值唯一标识一个路由器。
网络（Network） 在本文档内，指一个IP网络或子网。一个物理的网络可被赋于多外IP地址或子网地址，我们认为这是分别的网络。点对点的物理网络除外——不管他们连接了多少的IP网络或子网数，他们都被视为单个网络。
网络掩码（Network mask） 在单个IP网络或子网中用32位数来标识一组IP地址范围。这个规则要求显示网络掩码使用16进制数。如，对一个C类网络的IP地址掩码显示为0XFFFFFF00。这个掩码在文档中一般书写为255.255.255.0。
多路访问网络（Multi-access networks） 这些物理网络支持连接到多个路由器（超过两个），连接在一块的每对路由都可以支持通信（不含多点网络）。
接口（Interface） 连接路由和网络接头的连接器。一个接口有一个相关的状态信息，可从低层的网络协议和自身的路由协议中获得。一个接口到一个网络有一个关联的单个IP地址和掩码（除非网络是未编号的点对点网络）。一个接口常常作为一个连接。
邻近路由（Neighboring routers） 两个路由的接口在同一个网络内。在多路访问网络中，邻近路由是通过Hello协议动态发现的。
邻接（Adjacency） 在选定的邻近路由器中的关系表，用来交换路由信息。并不是每对邻近的路由器都可以成为邻接。
连接状态公告（Link state advertisement） 提交的本地网络或路由器的状态，包含路由器的接口及邻接的状态。每个连接状态公告将传播到整个路由范围内。从所有路由器和网络得到的连接状态公告形成协议的拓朴数据库。
Hello协议（Hello protocol） 是OSPF协议的一部分，用来建立和管理主要的邻近关系。在多路访问网络中，Hello协议可动态地发现邻近路由器。
指定路由器（Designated Router） 在多存存网络中在至少两个路由器中有一个是指定路由器。指定路由器在多路访问网络中生成连接状态公告及在运行协议中的特殊责任。指定路由器由Hello协议选出，指定路由器的概述可在多路访问网络中减少邻接请求的数量，同时也就减少了大量的路由协议传递和拓朴数据库的尺寸。
低层协议（Lower-level protocols） 为网际协议和OSPF协议提供服务的低层网络存取协议。如公共数据网（PDNs）提供的X.25和帧中继，以太网中的以太网数据链接层。
1．3 基于SPF路由技术的简要历史
OSPF是基于最短路径优先（SPF）的路由协议。这个协议可以在连接状态或分布式数据库协议的文献中查到。本节给出在OSPF协议中发展的基于SPF技术的一个简要历史。
第一个基于SPF技术的路由协议用于ARPANET网络的包交换上，这个协议在[McQuilan]中有描述，它是所有其它基于SPF技术协议的起点，在相同的Arpanet环境，如在同步串行线路上单厂家包交换，原始协议的简单设计和实施。
在[Perlman]中提议修改本协议，修改的细节增加了路由协议的容错，还有其它的一些，如增加了连接状态公告的校验（测试数据库的错误）。这个本文还包含有关于减小基于SPF协议的路由信息头的意见，通过一种类似于棒棒糖形状的顺序空间来同步拓拓朴数据库，形成新的邻接表，在连接状态公告的间隔时间会增加一定的数据量。
ISO的IS-IS路由协议也是基于SPF技术实现的路由协议，这个协议在[Dec]中有描述。它包含一些在广播网络上减少数据和路由传输的方法，实现方法是在每个广播网络中指定一个指定路由器，由指定路由器生成本网络的连接状态公告。
Internet工程任务组（IETF）下的OSPF小组委员会在OSPF协议中发展了这项工作，指定路由的概念大大减少了路由传输需求的数据量。组播的使用更尽一步地减少了路由对带宽的使用。一个能使用信息隐藏/保护/简化的区域路由方案已经开发了出来。最后，按照在互联网环境下高效*作要求对这个算法作了修改。
1．4 文档的组织
本规范的前三章给出了协议的功能和作用的简要概述，第4-16章详细解译了协议的机制。附录中包含了包格式，协议组成，配置项目和管理要求统计。
在文本中像Hello间隔这样的标识是受协议约束的，可以配置或不配置。结构约束在附录B中描述，配置约束在附录C中描述。
协议的详细描述在数据结构的每项中提供，这样做是想按顺序提供更有价值的说明，实现协议需要支持功能描述中的细节，但不必要使用本文档中准确的数据结构。
2．拓朴数据库
自治系统的拓朴数据库描述为一个有向图，图的端点由路由器和网络组成，一个物理上的点对点网络表示为图上边界的两个路由器的连接。边界连接的是一个路由器在网络上的一个接口。
图的端点可用相应的功能表示，只有一些类型能传输数据，通信既不是本地组织的也不是传往本地的。端点能传递信息的在图上用进或出的箭头表示。
端点类型
端点名称
可传输数据
1
路由器
可以
2
网络
可以
3
根网络
不可以
OSPF支持以下类型的物理网络：
点到点网络 一个网络连接只两下路由器。一个56K的串行线路是一个点到点网络的例了。
广播网络 支持多个（超过两个）连接的路由器，具有将单个物理信息传递到所有连接的路由器的能力（广播）。邻接路由器使用Hello协议动态地发现。Hello协议本身就使用广播方式。如果支持组播，则协议尽一步使用组播的功能。以太网是广播网络的一个例子。
无广播网络 支持多个（超过两个）连接的路由器，但没有广播的功能。邻接路由器通过使用Hello协议的网上发现。然而由于缺乏广播功能，对于Hello协议的正确运行需必要的配置信息。在这样网络上，OSPF协议包正常通过组播传到每一个邻接路由器上，一个X.25公共数据网（PDN）就是无广播网络的例子。
在图上，每个网络结点的邻居依靠网络是否支持多路访问能力（广播或无广播）决定，路由器有一个接口在这个网络上。图1中用三种情形表示。方框表示路由器，长方形椭圆表示多路访问网络。路由器的名字用加前缀RT表示，网络用加前缀N表示。路由器的接口名字用加前缀I表示，在路由间的点对点网络用直线表示。左边的图表示一个网络和它连接的路由器，右边为结果图示。
物理点到点网络
多路访问网络
多路访问根网络
图1：网络组件图
点对点网络中的两个路由器在连接图上用有向线的边界表示，每个方面一条线。物理点对点网络的接口不必要标识IP地址。这种点对点网络称为无编号。这样图形可以正常支持这种无编号点对点网络的表示。当存在接口地址时，可以做为根路由模式。每一个路由都会有根连接到其它的路由器的接口地址（参见图1）。
当多个路由器连接到多路访问网络时，有向线表示所有的路由和网络结点是双向连接的。如果只有一个路由器连接到多路访问网络上，网络上出现一个有向的根连接图示。
图2 一个自治系统示例
每一个网络（根或横越）在图上都有IP地址和网络掩码。这个掩码指示网络结点的数量。直接和路由器（指主机路由）连接的主机在图上显示为根网络。主机路由的网络掩码一般为0XFFFFFFFF，表示是一个单结点。
图2是一个自治系统图的例子，标有H1的方框表示一个主机，通过一条串行线路接口协议（SLIP）连接到路由器RT12，路由器RT12因此公告一条主机路由，和路由器之间的线路表示一条物理的点对点网络。唯一条点赋有IP地址的点对点网络是在RT6和RT10之间的连接。路由器RT5和RT7通过外部网关协议（EGP）连接到其它自治系统。所有的路由器上都将有从EGP学来的路由信息集。
图3 方向图结果表示
在每个路由器的接口输出端都有相关联的代价值，这个代价值是由系统管理员配置的，越低的代价值，接口就越使用它进行数据通信。由外部驱动的路由数据同样有相关联的代价值（如从外部网关协议（EGP）学习的路由）。
图4单独连接状态组件
图2的有向图结果描绘在图3中，在弧线上标有相关路由器输出接口的代价值。弧线上无标识的代价为0。注意从网络到路由器的弧线永远都是0，另外外部驱动的路由数据在图上表示为根。
拓朴数据库（即出现在有向图上的信息）是从路由器生成的连接状态公告中一条条的收集而成。每个传输端点的邻居表示为单个的，独立的连接状态公告。图4显示了两种传输端点的连接状态表示的图形：路由器和多路访问网络。路由器R12有一个接口到两个广播网络和一个由SLIP连接的主机。网络N6是带有三个路由器的广播网络。所有从网络N6到相连接路由器的代价都为0。网络N6的连接状态公告是由与它相连的一个路由器生成的：即在这个网络中被选定的指定路由器的那个路由器。
图5 路由器RT6的最短路径树
2．1 最短路径树
当没有OSPF区域配置时，在自治系统内的每个路由器有相同的拓朴数据库，用相同的图形表示。路由器用自己作为根计算最短路径树来生成它的路由表，显然，最短路径树依赖于路由器的计算。路由器RT6的最短路径树在图5中表示。
这个树给出了到任何目的网络或主机的整个路由。然而，在向前传输数据时只使用到目的地的下一跳的路由。但到任一个路由器的最优路由都经过了计算。在处理外部数据时，我们注意到下一跳和任一路由器的距离都公告到外部路由器上。路由器RT6最后的路由表见表1。到任一编号的串行线路都有单独的一条路由（如在RT6和RT10间的串行线路）。
目的
下一跳
距离
N1
RT3
10
N2
RT3
10
N3
RT3
7
N4
RT3
8
Ib
7
Ia
RT10
12
N6
RT10
8
N7
RT10
12
N8
RT10
10
N9
RT10
11
N10
RT10
13
N11
RT10
14
H1
RT10
21
RT5
RT10
6
RT7
RT10
8
表1 路由器RT6本地目的地的部分路由列表
路由器（如N12）到其它自治系统的网络的最短路径在图5上用虚线表示，使用这种外部驱动路由信息在下一章进行讨论。
2．2 使用外部路由信息
外部路由信息在树生成后进行检查，这些路由信息可能由如外部网关协议（EGP）生成，或者是由手工配置（静态路由）。缺省路由也作为外部路由信息的组成部分。
外部路由信息不加修改地在自治系统内传播。在我们的例子中，在自治系统中的所有的路由器都知道路由器RT7有两个外部路由，尺度分别为2和9。
OSPF支持两种类型的外部尺度，类型1的外部尺度和连接状态尺度相同，类型2的外部尺度大于任何内部到自治系统路径的代价。使用类型2的外部尺度假设在自治系统的路由之间路由包是主要的化费，并且排除转换外部化费到内部连接状态尺度的需要。
这儿有一个处理类型1的外部尺度的例子，假定路由器RT7和RT5在我们的例子中是公告类型1的外部尺度，对每一个外部路由，到路由器RT6的距离被计算并作为外部路由的化费的汇总和公告路由器到路由器RT6的距离。对每一个外部的目的地，路由公告的最短路由被发现，到公告路由器的下一跳成为到目的地的下一跳。
路由器RT5和RT7都公告到目的网络N12一条外部路由，路由器RT7被选中，因为公告到N12的到路由器RT6的距离为10（8+2），它比路由器RT5的距离14（6+8）要优。表2显示了外部路由检查后加到路由表中的整个内容。
目的地
下一跳
距离
N12
RT10
10
N13
RT5
14
N14
RT5
14
N15
RT10
17
表2 路由器RT6外部目的地的部分路由列表
处理类型2的外部尺度相对简单。自治系统边界路由器选择最短的外部路由进行公告，不论它到自治系统边界路由器的内部距离。在我们的例子中，假定路由器RT5和RT7都公告类型2的外部路由，那么所有目的地为网络N12的通信将传向路由器RT7，因为2＜8。当存在多个类型2的路由代价相等时，到公告路由器的内部距离将用来打破这种局面。
所有类型1和类型2的外部尺度可能同时在自治系统内同时出现，这时，类型1的外部尺度总是优先使用。
2．3 等价的多条路径
上面讨论是只是简单考虑只有一个路由器到达任何地点的情形。实际中，如果多条到达目的地的等价路由存在，他们都将被发现并使用。这不需要改变算法，我们将放到考虑生成树处理时讨论它的的细节。
由于有多路代价相等，路由器就有多条可用的下一跳通往给定的目的地了。
3．自治系统的区域划分
OSPF允许把连邻接的网络和主机选到一起作为组，对于一个组，组内路由器的接口连接的网络内的设备，统称为一个区域。每个区域运行独立的基于SPF路由算法的拷贝。这意味着每个区域有自己的拓朴数据库和相应的图，就和上节解释的一样。
区域的拓朴结构对区域外部是不可见的。相反，给定区域内的路由器对本区域外的拓朴结构细节是一无所知的。这种隔离技术使得协议和把整个自治系统作为一个SPF域相比在路由传输上会有相当显著的减少。
在介绍区域时，在自治系统内所有路由器拥有相同的拓朴数据库不再是准确的了，一个路由器实际上对于它所连接的区域有独立的拓朴数据库（连接多个区域的路由器叫边界路由器）。两个属于同一区域内的路由器，仅在那个区域，有同样的区域拓朴数据库。
发生在自治系统内的路由有两级，依据源和包的目的地址是在相同区域内（使用区域内路由）或不同区域内（使用区域中路由）。在区域内路由，包被路由只需要区域内的信息即可，不需要使用从外区域得到的路由信息，这样可保护区域内路由不会注入错误的路由信息。我们将在第3.2节讨论区域中路由。
3．1 自治系统的主干
组成主干的网络将不含在任何区域内，主干所连接的路由器属于多个区域。主干必须是连续的。
有可能在定义区域时造成主干不再连续，如果出现这种情况，系统管理员就通过配置虚连接恢复主干的连通。
虚拟连接可以在一个普能的无主干区域内有接口的两个主干路由器间配置连接。虚拟连接属于主干。协议认为通过虚拟连接连能的两个路由器像通过无编号的点对点网络连通一样。在主干的图示上，这样的两个路由器上的弧线上标示的代价为两个路由器在内部区域内的距离。通过虚拟连接的路由协议传输就像在内部区域内路由一样。
主干负责在区域间传播路由信息。
主干有一个区域的所有属性。对每一个区域主干的拓朴结构都是不可见的，当然主干自己也不知道区域的拓朴结构。在增加虚拟连接之前，主干可能存在多个组件，这些组件中任何一个的路由都不会受任何区域生成的信息的影响。沿着虚拟连接的路由当然受到相关区域的拓朴指示。
3．2 区域间路由
在两个区域中间路由时要使用主干，包传递的路径可分为三个连续的片段：从源到区域边界路由器的区域内路径，在源和目的区域间的主干路径，和到目的区域的另一个区域内路径。算法找到具有最小代价的一组路径集。
从另一个角度来看，区域中间路由可以表示成在自治系统内的星形结构，主干相当于一个集线器（HUB）和每个区域相接。
主干的拓朴指出在区域间主干的路径。主干的拓朴可以用增加虚拟连接的方式增强，这可以给系统管理员通过路由器对区域间的通信做一些控制。
包存在于源区域时，选择正确使用的区域边界路由器，同样也选择用来做为外部路由公告的路由器。在一个区域的每一个区域边界路由器都汇总本区域到外部区域的所有网络的代价。在这个区域的最短路径树计算出来后，计算到其它网络的路由来核对区域边界路由器的汇总信息。
3．3 路由器的分类
在区域介绍之前，只有一些OSPF路由器有公告外部路由信息的特殊功能，如图2中的路由器RT5。当自治系统划分了OSPF区域后，路由器按针对功能细化为以下四种有重叠*作的四类：
内部路由器（Internal routers）：路由器连接的所有网络都在同一个区域内。和主干只有一个接口的路由器也属于此类。这些路由器只运行一份基本的路由算法。
区域边界路由器（Area border routers）：所有不是内部路由器的路由器。边界路由器运行多份基本路由算法，针对每个连接的区域运行一份，针对主干运行一份。区域边界路由器浓缩和它连接的区域的拓朴信息然后分发给主干，主干再分发信息到其它区域。
主干路由器（Backbone routers）：有一个接口在主干的路由器，包含接口在多个区域的所有路由器（如区域边界路由器）。然而，主干路由器不能作为区域边界路由器。所有接口都连接在主干的路由器划分为内部路由器。
自治系统边界路由器（AS boundary routers）：和其它自治系统的路由器交换路由信息的路由器。该路由器向自治系统公告它有的自治系统外部路由。在自治系统中的每一个路由器都知道到自治系统边界路由器的路径。这个分类完全不靠前面的分类：自治系统边界路由器可以是内部或区域边界路由器，有可能参与主干。
3．4 一个区域配置的例子
图6显示一个区域的配置实例，第一个区域由N1－N4组成，属于它的路由器为RT1－RT4。第二个区域由N6－N8网络组成，属于它的路由器为RT7，RT8，RT10和RT11。第三个区域由N9－N11网络和主机H1组成，属于它的路由器为RT9，RT11和RT12。在公告外部路由到该区域时，由网络N9到N11和一个主机H1组成的第三区域经过配置，组合成一条路由（更多细节见3.5节）。
在图6中，RT1、RT2、RT5、RT8、RT9和RT12是内部路由器，RT3、RT4、RT7和RT10是区域边界路由器，最后，RT5和RT7属于自治系统边界路由器。
图7显示区域1的拓朴数据库的结果，图于完全描述了区域中的内部路由器，同时了完全显示了内部路由器RT1和RT2的网络互联。作为区域边界路由器的工作，RT3和RT4向区域1公告所有目的地为外部区域的距离，在图7中用短虚线表示路由。同样，RT3和RT4必须公告自治系统边界路由器RT5和RT7的位置到区域1中。最后，从路由器RT5和RT7的外部公告将在整个自治系统内传播，部分穿过区域1。这些公告将包括区域1的数据库和到网络N12－N15的路由。
路由器RT3和RT4必须汇总区域1的拓朴分发给主干，主些主干的公告在表3中显示。这些汇总显示了包含在区域1的中网络（如网络N1－N4）及RT3和RT4到这些网络的距离。
图6 一个OSPF区域配置示例
主干的拓朴数据库在图8中表示。图中的路由器集为主干路由器。路由器R11因为它属于两个区域划分主干路由器。为了保持主干的连接，在路由器R10和R11间配置了虚拟连接。
此外，路由器RT3、RT4、RT7、RT10和RT11属于区域边界路由器，像上面的路由器RT3和RT4一样，他们聚合联结的区域路由信息分发到主干，即出现在图8中的短虚线。路由器RT5和RT7是自治系统边界路由器；图8中用短线表示他们的外部驱动路由信息。
图7：区域1的数据库
图8：主干的数据库
主干使在区域边界路由器间交换汇总信息成为可能，每个区域边界路由器听取所有其它区域边界路由器的区域汇总，通过检查收集到的公告，再加上在主干中到每个公告路由器的距离，生成一张到它区域外部所有网络距离的图形。
网络
RT3公告
RT4公告
N1
4
4
N2
4
4
N3
1
1
N4
2
3
表3：路由器RT3和RT4向主干公告的网络信息
再用路由器RT3和RT4作为例子，执行过程为：首先计算主干的最短树径树（SPF），它可以给出到其它区域边界路由器的距离。需要注意的是到网络和自治系统边界路由器的距离都属于主干，在表4中显示了这个计算结果。
区域边界路由器
从RT3的距离
从RT4的距离
到RT3
＊
21
到RT4
22
＊
到RT7
20
14
到RT10
15
22
到RT11
18
25
到Ia
20
27
到Ib
15
22
到RT5
14
8
到RT7
20
14
表4：路由器RT3和RT4计算的主干距离
下一步，查看人这些区域边界路由器来的区域汇总，RT3和RT4能确定到它区域外的所有网络的距离，这些距离再通过RT3和RT4公告到本区域内。表5中为RT3和RT4公告到区域1的信息。
距离
RT3公告
RT4公告
Ia,Ib
15
22
N6
16
15
N7
20
19
N8
18
18
N9-N11,H1
19
26
RT5
14
8
RT7
20
14
表5：由路由器公告到区域1的目的地
这些信息使区域1中的内部路由器，如RT1，可以智能地选择区域边界路由器。路由器RT1将使用RT4和网络N6通信，使用RT3和网络N10通信，将在这两者间负载平衡地和网络N8通信。
重复这种逻辑，路由器RT1能决定通过RT5和RT7和目的地在另一个自治系统通信（N12－N15的网络）。
路由器RT6和RT10之间线路的故障会引起主干断路。在路由器RT7和RT10之间配置另一个虚连接可以给主干提供更在上述故障时的连通。在路由器RT7和RT10之间的虚连接了可在第三区域（包含N9）和路由器RT7之间允许更短的路径，可以向外部网络N12公告一条更好的路由。
3．5 支持IP子网
OSPF在公告路由时会附加IP地址的掩码，这个掩码指示特定路由所对就的地址范围。如汇总公告目的地址为128.185.0.0的掩码为0XFFFF0000准确描述了一个到目的地址128.185.0.0－128.185.255.255集的路由。同样，主机路由总是使用0XFFFFFFFF做为掩码，表示只有一个目的地址。
目的地址带有掩码的每一条公告使实现通常称为可变条子网掩码成为可能。这意味道单一的A、B和C类IP地址可以被分为不同尺寸的多个网络。如网络128.185.0.0可被分为64个可变尺寸的子网：16个大小为4K的子网，16个大小为256的子网，32个大小为8的子网，下表为一些用此掩码的网络地址：
网址
IP地址掩码
子网大小
128.185.16.0
0XFFFFF000
4K
128.185.1.0
0XFFFFFF00
256
128.185.0.8
0XFFFFFFF8
8
有多种方法来划分A、B和C类网络为可变大小的子网，讲解这些方法已超出本规范的范围，本文给出以政提示：当一个IP包被传输时，总是传到和包目的地址最佳匹配的网络。这个最佳匹配和最长或最多细节匹配是同义的。如缺省路由地址为0.0.0.0，掩码为0XFFFFFFFF表示所有的IP地址，但和其它匹配相比细节最少。带子网掩码对任何目的IP地址的最佳匹配都没有二义性。
OSPF区域的概念模型是在IP子网之后，OSPF区域是网络集合的松散定义。实际上，OSPF区域是指定的一系列地址范围（细节参见C.2节）。每个地址范围定义为一对[地址，掩码]。多个单独的网络可以包含在一个单独的地址范围内，就像一个子网可以包含多个单独的子网一样。区域边界路由器合并区域的范围（分发到主干）对每个地址范围公告一条路由。路由的代价为在特定范围内到任意网络的最小代价。
例如，一个IP子网可以配置为一个OSPF区域。这样，这个区域将只定义一个地址范围：对于A、B和C类网络使用其自然IP掩码。在区域内，可定义任意数量的变长子网，对区域外，对整个子网只向外分发一条路由，根本上隐蔽了网络子网化的事实。这条路由的代价取子网组件中代价最小的值。
3．6 区域分割
OSPF不会自动修复分割的区域。当一个区域被分割时，每个组件简单成为一个独立的区域。主干在新区域间形成路由，一些在分割前区域内的路由现在将需要区域间的路由了。
在上一节中，一个区域是一系列地址范围的描述，任何一个特定的地址范围在区域分割时必须保持为单独的组件。这样使得区域组成可汇总到主干。当然，主干自己是不能被分割的，如果那样做的话，自治系统的部分区域将变得不可到达。
另一种考虑区域分割的方法是年第2?卸宰灾蜗低辰樯艿耐夹巍Ｇ騃D号可被图形端点的颜色标示。每个图形的端点连接一个网络，或者是一个点对点网络，这样端点用颜色标示着网络的区域ID值。
一组端点，用同一种颜色表示，有矢量线相连，表示一个网络。如果一个自治系统的拓朴是完整的，图形中将有多种颜色，每种表示不同的区域ID。
当自治系统的拓朴改变时，区域中的一个可能会被分割，自治系统的图形中将有相同颜色的多个区域（区域ID），自治系统的路由将继续有效，直到这些相同颜色的区域被单个主干相连接。
4．功能汇总
每个区域运行一份独立的基本路由算法。路由器到多个区域的接口将运行多份基本算法的拷贝。结基本算法作如如下汇总：
当一个路由器启动时，第一步初始化路由协议的数据结构，接着路由器等待接口功能的低层协议的指示信息。
路由器接着使用Hello协议获得邻居，路由器向它的邻居发送和接收Hello包。在广播网络，路由器使用组播地址发送Hello包，动态检查邻近路由器。在多路访问网络，Hello协议使用网络选出的指定路由器。
路由器使用它最新收到的邻居信息生成邻接表，拓朴数据库在邻接路由器间同步生成。在多路访问网络，指定路由器确定哪个路由器作为邻接。
邻接控制路由协议包的发送，路由协议包只在邻接路由器上发送和接收。一个路由器的邻接被它的连接状态公告的内容面改变。在邻接和连接状态之间的关系允许协议适时地检测无效的路由器。
连接状态公告将在整个区域内传播。这种传播算法的可造靠的，确保一个区域内的所有路由器有相同的拓朴数据库。这个数据库包含从属于这个区域内每个路由器收到的连接状态公告的集合。从这个数据库中，每个路由器依自己为根，计算一份最短路径树，这个最短路径树即为协议的路由表。
4.1 区域间路由
前一节描述了在单一区域内的协议*作，对于区域内路由，没有其它相关的路由信息。为了能路由到区域外的目的地址，区域边界路由器在区域中加入了附加的路由信息，这个附加的路由信息是自治系统中其余部分的拓朴精华。
这个精华的来源为：每个区域边界路由器被定义连接到主干，每个区域边界路由器汇总它所连接的区域拓朴信息后传输到主干，当然也传到其它区域边界路由器。这样区域边界路由器就有了关于主干的完整的拓朴信息，并且从每一个其它区域边界路由器得到区域汇总。根据这些信息，路由器就可计算出不含它所连接的区域的所有目的地址的路径。路由器接着将这些路径公告到它所连接的区域，这使得区域内的路由器在往区域外的目的地址传输时使用最好的出口路由器。
4.2 自治系统外部路由器
有关于其它自治系统信息的路由器可以把这个信息在整个自治系统中传输。这些路由被逐字分发到每个参与的路由器。
为了利用这些信息，在整个自治系统内到路径连接的所有的路由器都必须知道这些外部驱动信息。因为这个原因，区域边界路由器汇总了这些自治系统边界路由器的位置。
4.3 路由协议包
OSPF协议直接在IP上运行，使用IP协议89。OSPF不提供显式的分块和组合支持。当必须要分块时，IP分块和组合被使用。OSPF协议包已设计为将大的协议包可以按一般方式分为若干个小的协议包。这是被推荐的惯例；IP分块在可能情况下都会避免使用。
路由协议包在传输时IP的服务类型（TOS）字段总是设为0。在可能情况下，当同时传送和接收时，路由协议包的优先权应高于普通IP数据包。作为实现的辅助，OSPF协议包应当在互联网控制数值中有自己的IP优先级字段（参见RFC791）。
所有的OSPF协议包共享一个普通的协议包头，在附录A中描述。OSPF定义如下的包类型，他们的格式也将在附录A的描述。
OSPF的Hello协议使用Hello包去发现和管理邻接关系。数据库描述和连接状态请求包用来生成邻接表。OSPF的可靠更新机制是告连接状态更新和连接状态确认包实现的。
类型
包名字
协议功能
1
Hello
发现／管理邻居
2
数据库描述
汇总数据库内容
3
连接状态请求
数据库下载
4
连接状态更新
数据库更新
5
连接状态确认
回复确认
每个连接状态更新包带着距组织点一跳距离的新连接状态集合的公告，单个连接状态更新包会包含多个路由器的连接状态公告。每个公告标示有组织路由器的ID值和连接状态内容的检查和。一个连接状态公告可能是四种类型的一种，将拓朴数据库分为四类：
路由器连接公告：由所有路由器组织，这种公告描述了一个区域内路由器的接口状态，只传输到单个区域中。
网络连接公告：由广播网络组织，这种公告包含连接到网络的一系列路由器，只传输到单个区域中。
汇总连接公告：由区域边界路由器组织，传播到相连接的区域。描述到外区域的一条路由，但还是在自治系统内。（如区域间路由器）
自治系统外部连接公告：由自治系统边界路由器组织，传播到整个自治系统。由目的地为另一个自治系统的路由组成。
如上所述，OSPF路由包（除Hello包）仅在邻接中传输。即总味着所有协议包只传输一个IP跳数，除了在虚拟邻接上传输的包。这些OSPF协议包的IP源地址是一个路由器邻接的端点，目的地址是另一个邻接的端点或IP组播地址。
4.4 基本实现要求
实现OSPF需要下列系统支持几条：
计时器：需要两种不同类型的计时器，第一种称为单发计时器，一次点火，引发处理协议动作。第二种称为间隔计时器，在连续的时间间隔点火，用于在定期的时间间隔内传输包，一个很好的例子就是定期广播的Hello包（在广播网络）。这两种计时器的精度要求均为秒。
IP组播：某些OSPF包使用IP组播。支持发送和接收IP组播，需要适当的低层协议支持。这些IP组播包的传输不会超过一跳。关于IP组播参见RFC1112。
低层协议支持：低层协议在这里是指网络访问协议，如以太网的数据链路层。网络接口在线或不在线的标识应能通过低层协议传给OSPF，如在以太网上当以太网的收发器电缆没有插入时应给出相就的数值。
无广播低层协议支持：无广播网络是多路访问网络，如X.25共同数据网（PDN）。在这些网络，在企图向一个已死亡或不存在的路由器发送OSPF信息时Hello包必须能向OSPF提供辅助的标识。如在公共数据网一个死亡的路由器在X.25接收到标识后将可能的原因及诊断清楚地将这些信息传给OSPF。
处理简单的列表：大部分术语描述的OSPF功能是对连接状态公告列表的处理。如公告一直传送到从邻居的路由器收到确认列表为止。在很多这些表中教师都会有公告的细节，要实现OSPF需要能够管理这些表，在必要时增加和删除公告的组成。
任务支持：在本规范中描述的特定的过程会调用其它的过程，同时，在本过程执行完毕之前，那些过程应当在线执行，这用文字执行（execute）表示。另一种情况，仅当当前过程执行完成后其它过程才能执行，这用文字调度（schedule）表示。
5. 协议数据结构
在本规范中对OSPF协议在*作时的多种协议数据结构作了描述，下面为经过精减的上层OSPF数据结构，需要被初始化的作了注明，区域、OSPF接口和邻接及和数据结构有关联的内容将在规范的后面作解释。
路由器ID：一个32位数，在自治系统中唯一标识一个路由器。一种可能的实施策略为使用属于路由器接口的最小的IP地址。
区域结构指针：和路由器相联结的每个区域都有自己的数据结构，这个数据结构描述了基本算法的工作。记住每个区域运行独立的一份基本算法拷贝。
主干结构指针：把主干作为一个区域时的基本算法*作。基本这种原因主干表示成一个区域结构。
虚拟连接配置：将路由器作为一个端点进行虚拟连接配置，这个路由器自己必须是一个区域边界路由器。虚拟连接在另一端用路由器的ID号标识――另一个区域边界路由器。虚拟连接是主干的一部分，就像是一条建立在两个路由器之间的无编号点对点连接网络。一个虚拟连接使用它穿过区域的区域内部路由来传输包，通过在穿过区域建立的最短路径树决定虚拟连接的连通和断开。
外部路由列表：目的地为自治系统外部的路由，通过其它路由协议（如外部网关协议）直接得到或通过配置信息，或两者的结合（如由OSPF配置的尺度公告的外部动态信息）。拥有这些外部路由信息的路由器称为自治系统边界路由器，路由器将从自治系统外部的连接公告得到的这些路由再公告到整个自治系统。
自治系统外部连接公告列表：拓朴数据库的一部分。由自治系统边界路由器生成。他们组成到自治系统外部的目的地路由。注意，路由器自己是一个自治系统边界路由器，则这些自治系统外部连接公告中的一部分是它自己组织的。
路由表：由拓朴数据库生成，每个可到达的路由表示为一个代价和一组路径。一个路径用它的类型和下一跳表示。更多的信息参见第11节。
图9显示一个典型的路由器的数据结构汇集，路由器为RT10，取自于图6。注意路由器RT10和RT11之间有一个虚拟连接，区域2为连接的穿过区域，在图9中用虚线表示。当虚拟连接激活时，通过区域2构造的最短路径树，它成为主干的一个接口（见图9中的两个主干接口）。
图9：路由器RT10的数据结构
6. 区域数据结构
区域数据结构包含所有用来运行基本路由算法的信息，每个区域管理自己的拓朴数据库，路由器接口和邻接都属于单个区域。
主干有区域的所有属性，基于这个原因它也用区域数据结构表示。但要注意结构中的一些项目在应用时主干和区域的不同性。
区域拓朴（或连接状态）数据库由路由器的连接、网络的连接和区域路由器组织的公告汇总连接汇集成。这个信息只在单个区域内传播。自治系统外部公告列表也作为每个区域拓朴数据库的一部分。
区域ID：一个标识区域的32位数。0保留为主干的区域ID号。如果指派子网作为独立的区域，则IP网络地址可用作区域ID号。
组件地址范围列表：这些地址范围定义了区域，每个地址范围描述为一对[地址，掩码]，区域内每个网络指定的地址范围就落于上述定义中（但地址范围不允许重复）。作为一个例子，如果一个IP子网将成为一个单独的OSPF区域，则这个区域由单个地址范围组成，一个IP地址和它的自然掩码（A、B和C类网络）。
路由器关联接口：路由器的接口连接到区域，一个路由器的接口属于一个且仅能属于一个区域（或主干）。对于主干的结构，这个列表还包含虚拟邻接。一个虚拟邻接是另一端路由器的ID值，代价为在这两个路由器作为内部区域路由器时的代价。
路由器连接公告列表：路由器连接公告由区域中的每个路由器生成。它描述了路由器的接口到区域的状态。
网络连接公告列表：一个网络连接公告是由在区域中每个穿过多路访问网络生成。它描述了连接到网络的当前路由器的集合。
连接公告汇总列表：连接公告汇总由区域的区域边界路由器组织，它描述了到自治系统内部，即区域外部的目的地址的路由。
最短路径树：区域内的最短路径树，路由器自己作为根得出。使用Dijkstra算法从收集的路由器连接和网络连接中得出。
认证类型：在一个区域内使用的认证类型。认证类型在附录E中定义。所有OSPF包交换都是认证的。不同的区域可使用不同的认证计划。
如无特别说明，本文档的余下章节都是针对单个区域的协议*作。
7. 生成邻接
OSPF在相邻的路由器间生成邻接的目的是交换路由信息，但并不是每两个相邻的路由器都会成为邻接，本节包含生成邻接的一般性内容，更深的细节见第10章。
7.1 Hello协议
Hello协议是用来建立和管理邻居关系的，它了保证了在邻居间的双向通信。Hello包定期在路由器的所有接口传出，双向通信可使路由器在邻居的Hello包中看到自己。
在多路访问网络中，Hello协议选择网络指定的路由器，指定路由器控制网络中生成什么样的邻接（见下文）。
Hello协议在广播网络中和非广播网络比较工作是不同的，在广播网络中，每个路由器通过定期的组播Hello包来公告它自己，允许动态地发现邻居，这些Hello包含有和指定路由器等同的路由器的视图，和最近收到Hello包的路由器的列表。
在非广播网络对Hello协议的*作必须配置一些信息，每个可能成为指定路由器都有一个与网络相连的其它路由器的列表，一个可能成为指定路由器的路由器，路由器的接口在所连接的非广播网络第一次开始*作时向所有其它可能成为指定路由器发送Hello信息，试图在网络中找到指定路由器。如果路由器自己被选为指定路由器，它开始向与网络中相连的其它路由器发送Hello包。
在发现一个邻居之后，确认双向通信，如果在一个多路访问网络则选择一个指定路由器，并决定是否将邻居作为邻接（见10.4节）。在点对点网络和虚拟连接中总是试图建立邻接。建立邻接的第一步是同步相邻的拓朴数据库，在下节讲解。
7.2 同步数据库
在基于SPF的路由算法中，所有路由器的拓朴数据库保持同步是很很重要的。OSPF只是简单地请求邻接的路由器保持同步。同步处理在开始试图建立邻接时就开始了，每个路由器通过向邻居发送一系列的数据库描述包来解释它自己的数据库，当邻居看到一个连接状态公告比它自己的同样的公告还要近时，它就注解这个新的公告应当为请求包。
这种传送和接收数据库描述包被称为“数据库交换处理”，在这个过程中，两个路由器形成一个主／次关系，每个数据库交换包有一个顺序号，数据库描述包由主（查询）方发送，由次方通过对照顺序号进行确认。所有的查询和响应组成了连接状态数据的汇总。主方是仅允许传输数据库描述包，它在固定间隔内传送，这个长度配置为常量：RxmtInterval。
每个数据库描述包含一个后面有包的指示－即M位，当路由器由到一个发送的数据库包中的M位置为结束时，数据库交换处理才算结束。
在数据库交换处理结束后，每个路由器有一个邻居已最后更新的连接状态公告的列表。这些会在连接状态请求包中请求。连接状态请求包是在固定的时间间隔RxmtInterval内没有完成的请求。当所连接状态请求都完成后，数据库得到了同步，路由器也完成了邻接建立。此时邻接已全功能运行，在两个路由器连接状态公告中广播。
邻接在数据库交换过程开始时用来传播，这种简单的数据库同步，保证了在预定的固定时间内完成。
7.3 指定路由器
每个多路访问网络都有一个指定路由器。指定路由器完成下面路由协议的两个重要功能：
* 指定路由器为网络组织网络连接状态公告，这个公告列出了当前与网络相连的路由器的集合（包含指定路由器自身）。这个公告的连接状态ID为指定路由器接口的IP地址。IP网络数即可根据子网／网络掩码算出。
* 指定路由器在网络中是所有其它路由器的邻接。因为连接状态数据库是通过邻接同步（通过邻接建立和广播过程），指定路由器在同步过程中作为中心的角色。
指定路由器由Hello协议选出，一个路由器的Hello包中有它自己的优先级，这个优先级是在每个接口基本配置时给出的，通常，当到一个网张的一个路由器的接口第一次激活时，它首先检查网络中是否有指定路由器，如果有，它接受这个指定路由器，而不管它自己的优先级。（这使得定期确定指定路由器比较困难，但确保指定路由器不经常更换，见下文）。否则，如果它是这个网络中最优先级的路由器则宣布自己为指定路由器。更详细（精确）内容参加9.4节的选择指定路由器。
指定路由器是很多邻接的端点，在广播网络为了优化广播过程，指定路由器使用地址为AllSPFRouters的组播它的连接状态更新包，而不用向每个邻接单独发送包。
在本文档的第二章讨论了区域的有向图表示，路由器节点上标有路由器的ID值，广播网络节点标准确地标有指定路由器的IP地址。当指定路由器改变时，图中的网络节点将被新的节点替代。这将引起网络及它所连接的路由器组织新的连接状态公告，直到拓朴数据库再次收敛，一些暂时性的连接丢失可能发生，结果是在ICMP中发送不可到达信息作为数据传输的响应。为此，指定路由器应很少发生变化。应当配置路由器的优先级使网络中较可靠的路由器最终成为指定路由器。
7.4 后备指定路由器
为了平滑过渡到新的指定路由器，在每个多路访问网络中有一个后备的指定路由器。后备的指定路由器在网络中和其它的路由器邻接，在前面的指定路由器失败时成为指定的路由器。如果网络中没有后备的指定路由器，当必须产生一个新的指定路由器时，在路由器之间及和网络连接的其它路由器之间生成新的邻接。部分生成邻接的过程了是拓朴数据库同步的过程，这可能化费很长一段时间，在这段时间里，网络将不能可靠地传输数据。后备的指定路由器消除了这个过程，因为它已经存在。这意味着传输中断的周期仅是一次新的连接状态公告在网络中传播的时间（宣布新的指定路由器）。
后备的指定路由器不在网络中生成网络连接公告（如果这样做，则传输一个新的指定路由器将非常的快，然而，这需要在数据库的大小和当指定路由器消失后收敛速度之间权衡）。
后备的指定路由器也是由Hello协议选出，每个Hello包中有一个字段为网络标识后备的指定路由器。
在广播的一些步聚中，后备的指定路由器伴演一种消极的角色，让指定路由器做更多的工作。这可大大减少本地路由的能信，详细信息参见13.3节。
7.5 邻接图
一个邻接绑定到网络是两个路由器所共有的。如果两个路由器共有多个网络，则在他们之间有多个邻接。
可以用一种无向图表示网络中邻接的集合。竖向由路由器组成，如果两个路由器为邻接则有一条边界线相连。邻接图描述了穿越自治系统的路由协议包的流向和详细的连接状态更新。
可能有两种图，依赖于网络是否为多路访问网络。在物理的点对点网络（和虚拟连接），在他们的数据库同步后，网络中的两个路由器将成为邻接。在多路访问网络，所有指定路路由器和后备的指定路由器是与网络连接的其它路由器的邻接，及所有邻接的帐户。
这些图在图10中表示。后备的指定路由器和指定路由器在广播过程中完成很少的功能（见13.3节）。这也是用虚线连接后备的指定路由器的原因。
图10：邻接图
8. 协议包处理
本节讨论路由协议包的常规处理，路由器的拓朴数据库保持同步是非常重要的，因为这个原因，路由协议包无论在发送和接收上，都应该比常规的数据包更优先对待。
路由协议包只在邻接问发送（Hello包除外，它用于发现邻接）。这意味着所有的协议包只传送一个IP跳数，除了那些在虚拟连接上的传送。
所有的路由协议包都有标准的头，下面的内容给出如何填写和校验这个标准的包头。对每个包类型，给出了针对此类型处理的更多细节。
8.1 传送协议包
当一个路由器传送一个路由协议包时，它填写如下的标准包头的字段，关于包头的更多细节参见附录2。
图11：接口状态发生变化
版本#：设置为1，在本规范中的协议文档版本号。
包类型：OSPF包类型，如连接状态更新或Hello包。
包长度：用字节表示的整个OSPF包长度，包括标准包头。
路由器ID：标识路由器自己的号（谁组织的包）。
区域ID：包将被传递的区域号。
检查和：对标准IP的整个OSPF包生成的16位余数检查和，包含64位的认证字段。这个检查和应当在将包传送到相应的认证过程之前计算出来。
认证类型和认证：每个OSPF包交换都是经过认证的。认证类型按协议划分详见文档的附录D。不同的认证类型可以用在OSPF的每个区域。64位的认证字段由相应的认证过程设置。这个过程应当是在形成发送包的最后一个被调用。认证字段的值的设置由包的内容和认证关键字（基于每接口配置）共同确认。
包的IP目的地址按如下选择：在物理点对点网络，IP地址总是设为AllSPFRouters。在其它类型网络中（含虚拟连接），多数的OSPF包使用单播，如直播传送到另一端的邻接，假如这样，IP目的地址正好是另一端邻接的邻居的IP地址（见第10章），只在广播网络不使用单播，在这些网络中Hello包使用组播目的地址AllSPFRouters。指定路由器和它的后备在发送连接状态更新和连接状态确认包都使用组播地址AllSPFRouters，其它路由器发送他们的连接状态更新和连接状态确认包都使用组播地址AllDRouters。
重传连接状态包总是使用单播。
IP源地址就设为发送接口的IP地址。接口到无编号点对点网络无连接的IP地址，在这样的接口，IP源地址设为路由器的其它任意的IP地址。为此原因，路由器必须至少有一个连接的IP地址（路由器的所有接口都是无编号点对点连接是可能的，如果这样，路由器必须设一个IP地址，这个地址在路由器的路由连接公告中作为一个主机路由）。大部分情况下，虚拟连接正好同样可以做为无编号点对点网络，然而，每个虚拟连接都有一个接口IP地址（在构造路由表处理是发现）在虚拟连接上发送包时作为IP源地址。
特点包类型格式的大部分信息构成如下：
类型
包名字
详述章节
1
Hello
9.5节
2
数据库描述
10.8节
3
连接状态请求
10.9节
4
连接状态更新
13.3节
5
连接状态确认
13.5节
8.2 接收协议包
只要路由器接收到一个协议包，它就标注上是接收包的接口。对于配有虚拟连接的路由器，将不能立即发现与包相连的接口，例如，图6中的路由器RT11，如果RT11在它的接口到网络N8的OSPF协议包，它可能想把它与在区域2的接口相联，或与路由器RT6的虚拟连接相联（是主干中的部分）。下面我们假定包初始与无虚拟连接相联。
为了使包在IP级别上接受，在包传递到OSPF处理以前，必须进行以下测试：
* IP包检查和必须正确。
* 包的IP目的地址必须是接由端口的IP地址，或是IP组播地址AllSPFRouters和AllDRouters中的一个。
* IP协议为规定的OSPF类型（89）。
* 本地组织的包不应传到OSPF，确切地说，应检查源IP地址确保这个包的组播不是路由器自己产生的。
下一步，OSPF包的头被校验，包头中的特定字段应和接收端口的配置相匹配，如果不匹配，则包被丢弃。
* 版本字段必须是协议版本1。
* OSPF包内容的16位检查和必须检验，记住必须从检查和计算中除去64位的认证字段。
* OSPF头中的区域ID必须进行检验，如果以下两项均失败，则包被丢掉。头中的区域ID应满足下面中的一项：
－匹配接收接口的区域ID。假如这样，包传送中经过了一跳，因此，包的源IP地址必须和接收接口在同一个网络内。这可用比较包的源IP地址和接口的IP地址来确定，用相同的接口掩码地址对地址进行掩码。
－指示主干。假如这样，包通过虚拟连接传送过来，接收路由器必须是一个区域边界路由器，包中指定的路由器ID（源路由器）必须是虚拟连接配置的另一端。接收接口必须连接到虚拟连接配置的穿过区域。如果所有这些检查都通过，包被接收并人此开始与虚拟连接关联（和主干区域）。
* 包的目的IP地址为AllDrouters，只有指定路由器或后备的指定路由器的接口可以接收（见9.1节）。
* 认证类型必须和相应区域特定的认证相匹配。
下一步，包被认证。这依赖于特定的认证类型（见附录D）。所有其它类型的包都只在邻接间传递。即包必须传到路由器的一个活跃的邻居。发送者的路由器ID号（源路由器）可在OSPF的包头中找到。接收接口相关联的数据结构由活跃的邻居列表组成。和任意的活跃邻居都不匹配的包被丢弃。
在这点上，所有接收到的协议包都与活跃的邻居相联，更深地特定包类型的输入处理过程，参考以下章节：
类型
包名字
详细章节（接收）
1
Hello
10.5节
2
数据库描述
10.6节
3
连接状态请求
10.7节
4
连接状态更新
13节
5
连接状态确认
13.7节
9. 接口数据结构
一个OSPF接口是路由器和网络之间的连接。对每个连接的网络都有单一的一个OSPF接口结构；每个接口结构至少有一个IP接口地址（见下文）。对一个接口多个地址的支持需要更深的考虑。
一个OSPF接口可以考虑成属于包含相连网络的一个区域，所有由路由器组织通过这个接口的路由协议包都标有这个接口的区域号。一个或多个路由器邻接通过一个接口发展，一个路由器的连接状态公告反映了这个接口的状态和他们相连的邻接。
下面是与接口相关的数据选项，注意这里的一些选项是与相关网络的配置信息，这些选项对与网络相接的路由器必须是相同的。
类型（Type）：与接口相接的网络类型。它的值可以为：广播（broadcast）、非广播但为多路访问、点对点或虚拟连接。
状态（State）：一个接口的功能层次。状态确定是否在所有接口上允许全邻接。状态也会在连接状态公告中反映。
IP接口地址：与接口相连的IP地址。通过些接口组织的所有路由协议包中都会把它作为源IP地址出现。无编号点对点网络无相连的IP地址。
IP接口掩码：标识与相联结的网络的IP地址的一部分。常常指子网掩码。用接口的IP地址和此掩码进行掩模得到相连网络的IP网络数量。
区域ID：相连网络属于的区域ID值。所有由此接口组织的路由协议包中都标有此区域ID号。
Hello间隔（HelloInterval）：用秒表示的时间长度，路由器通过接口发送Hello包的时间间隔。从此接口发送出去的Hello包中公告。
路由器死亡间隔：在路由器的邻居宣布它关闭前的秒数，当他们停止收听路由器的Hello时。从此接口发送出去的Hello包中公告。
接口传输延迟：通过这个接口传输一个连接状态更新包估计经过的秒数。更新包中的连接状态公告在传输前要增加此值到他的生命中。这个值应当计入传输帐户和传播延迟，它必须大于0。
路由器优先级：一个8位的无符号整数。当连结到网络的两个路由器都想成为指定路由器时，其中优先级高的将获得。一个优先级被设为0的路由器在相连接的网络上要成为指定的路由器是不合格的。从此接口发送出去的Hello包中公告。
Hello计时器：一个间隔计时器，使接口定期发送Hello包。每隔Hello间隔后激发。在无广播网络中每个单独的Hello包被发往每个有资格的邻居。
等待计时器：一个单发计时器，使接口退出等待状态，结果在网络中选定一个指定路由器。时间的长度为路由器死亡间隔。
邻居路由器列表：与这个网络相接的其它路由器。在多路访问网络中，这个表由Hello协议形成，邻接将成为这些邻居的一部分。检查所有这些邻居的状态可以确定邻接的邻居集。
指定路由器：为连接的网络选择的指定路由器。在多路访问网络中由Hello协议选出指定路由器。有两个标识保留给指定路由器：路由器ID和在网络上接口的IP地址。指定路由器在网络中广播连接状态，网络连接状态公告中标有指定路由器的IP地址，这个项目初始值为0，表示没有指定路由器。
后备的指定路由器：后备的指定路由器也是在多路访问网络中由Hello协议选出的。网络中所有的路由器都与指定路由器和后备的指定路由器邻接。在当前指定路由器失效时后备的指定路由器成为指定路由器。初始值为o,表示没有后备的指定路由器。
接口出口代价：通过这个接口发送包的代价，用连接状态尺度表示。在路由器的连接公告中作为接口的连接代价公告。对每个IP服务类型可能会有不同的值，接口的代价值必须大于0。
连接公告间隔：对属于这个接口的邻接，在连接状态公告重传间的间隔秒数。也用于重传数据库描述和连接状态请求包。
认证关键字：这个配置数据允许认证过程生成或检验OSPF头中的认证字段。认证关键字可基于每接口配置。如，如果认证类型要求简单的口令，认证关键字将是64位的口令。在组织路由协议包时这个关键字直接插入到OSPF包头中，且对不同的网络可以有单独的口令。
9.1 接口状态
本节中将讲解路由器接口的多种状态。这些状态按处理功能列表，如：无效状态列在第一个，接下来为中间状态，后是最终状态，所有的状态都列出。这样可做为参考时按顺序使用，如“这些接口的状态大于X”。
图11是一个接口状态变化图，图上的弧线上标有引起状态变化的事件，这些事件在9.2节说明。接口状态表将在9.3节详细描述。
关闭（Down）：这是接口的初始状态。即低层协议标识接口不能用。在这样的接口不会有协议通信的传送和接收。接口的参数应设为它的初始值。所有的接口计时器都应是关闭的，接口应当没有相关的邻接。
回环（Loopback）：这种状态下，路由器的接口到网络是回环的，接口可以是硬件或软件方式。接口对正常的数据传输是不可用的。但它可以提供接口查询所期望的信息，可通过发送ICMP的ping命令或其它的位错误测试。这样，在回环状态IP包仍可通过编址到接口。这种接口在连接状态公告中作为单主机路由广播，它的目标地址为接口的IP地址。
等待（Waiting）：这种状态下，接口试图确定网络后备的指定路由器的标识。路由器监视它接收到的Hello包。路由器不允许选定后备的指定路由器或指定路由器直到等待状态的时间超出为止。这样可阻止（后备的）指定路由器的不必要变更。
点对点（Point-to-point）：这种状态下，接口是可*作的，连接可以是物理上的点对点连接也可是虚拟连接。基于这种情况，路由器试图和相邻的路由器形成邻接，Hello包在每个Hello间隔内发到邻居的路由器。
非指定路由器（DR Other）：接口在多路访问网络中，但该网络已有指定路由器。而它自己也没有被选为后备的指定路由器。该路由器和指定路由器及后备的指定路由器（如果存在）形成邻接。
后备（Backup）：这种状态下，路由器自己在它连接的网络上是后备的指定路由器。在当前指定路由器失败的情况下它会成为指定路由器。它和网络上其它连接的路由器形成邻接。后备的指定路由器执行和指定路由器相比在广播过程中轻微的不同功能（见13.3节）。后备的指定路由器执行的功能在7.4节详细描述。
指定路由器（DR）：这种状态下，路由器在它连接的网络上是指定路由器。它和网络上所有其它的路由器形成邻接。该路由器必须为网络结点组织网络连接公告。这个公告将包括网络连接的所有路由器（包括指定路由器自身）。指定路由器执行的功能将在7.3节中详述。
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