開放最短路徑優先

OSPF協議是IETF提出的一個使用鏈路狀態算法實現內部網關協議的標準（RFC2328，OSPFv2），

由於鏈路狀態選路算法使用SPF計算最短路徑，在網站規模變大時比距離向量算法具有更好的拓展性，因此，OSPF也具有了更好的性能。OSPF的廣泛應用得益於其開放性。為了鼓勵OSPF的推廣，協議標準是完全開放的，其實現和使用無需任何許可費用。這最終使OSPF變得非常流行，成為了域間路由協議的主流和其他路由協議的替代。 ^[1] 

OSPF支持負載均衡（Loading Balancing）和基於服務類型的選路（TOS Routing），也支持多種路由形式，如特定主機路由和子網路由等。若存在到某個路由謎底網絡的多條費用相等的最佳通路，OSPF能夠將流量均勻地分配到這幾條路由上。同時，OSPF可支持去往某個目的網絡的多條路由，分別對應於某種服務類型（TOS）優先級。在進行分組選路時，路由器可根據IP分組頭中目的IP地址和TOS字段來選擇路由。OSPF是最早能夠提供域內負載均衡和TOS選路的路由協議之一。 ^[2] 

OSPF支持內部的層次化選路，將域內網絡劃分成若干區域（Area）。區域自包含的（Self-Contained）,區域內的拓撲結構對其他區域隱藏。各個區域能夠合作地利用OSPF進行選路，同時又使個區域保留了獨立改變其內部拓撲結構的能力。這使得OSPF協議更易於拓展和整理，能夠使用於大規模網絡。

在信息交換的安全性上，OSPF規定了路由器之間的任何信息交換在必要時都可以經過認證或鑑別（Authentication），以保證只有可信的路由器之間才能傳播選路信息。OSPF支持多種鑑別機制，並且允許各個區域間採用不同的鑑別機制。OSPF對鏈路狀態算法在廣播式網絡（如以太網）中的應用進行了優化，以儘可能地利用硬件廣播能力來傳遞鏈路狀態報文。通常鏈路狀態算法的拓撲圖中一個結點代表一個路由器。若K個路由器都連接到以太網上，在廣播鏈路狀態時，關於這K個路由器的報文將達到K的平方個。為此，OSPF在拓撲結構圖允許一個結點代表一個廣播網絡。每個廣播網絡上所有路由器發送鏈路狀態報文，報告該網絡中的路由器的鏈路狀態。

OSPF為了便於拓展和管理，支持在AS內部繼續劃分選路層次。在一個AS中網絡可以劃分成若干各區域（Area）。區域在OSPF中用來定義AS中的一個路由器和網絡中的集合。在OSPF網絡中，必須定義一個骨幹區域（區域0）。所有其他非骨幹區域（非0區域）都必須通過一個區域邊界路由器（ABR）連接到區域0。在一個區域內部的路由器之間相互發布和交換鏈路狀態通告，併為該區域建立一個統一的拓撲結構圖（即鏈路狀態數據庫）。在不同區域之間通過ABR相互傳遞有關某一特定網絡和拓撲的概括性信息。這樣，對於每一個路由器來説，它保存了有關其所在區域中所有網絡及路由器的完整信息，以及有關本區域以外網絡及路由器的概括性信息。這樣，每一個路由器都能夠掌握足夠的信息來講分組通過某個合適的ABR轉發到另一個區域中。這種層次化有利於OSPF在大型網絡中的拓展。 ^[1] 

OSPF的消息報文直接封裝在IP分組中傳送。在IP分組中，OSPF報文所對應的協議號W為89。 OSPF的報文可以直接利用組播方式來傳達。例如，使用組播地址224.0.0.5可將一個報文發送到所有的OSPF路由器上；使用組播地址224.0.0.6可將一個報文發送到所有指派路由器及備用指派路由器上。OSPF報文由24字節的報文頭即後面的數據區構成，其中，OSPF報文頭中的控制字段包括： ^[1] 

（1）版本號，1字節，指出本報文所使用的OSPF協議的版本號。

（2）報文類型，1字節，指出了報文的類型，報文類型的編碼定義入下：

（3）路由器標識，即報文發送方路由器的32位IP地址。

（4）區域標識符，給出了32比特的區域標識符。

（5）校驗和，16為的校驗和用於保護整個OSPF報文，符合標準的IP校驗和算法。

（6）鑑別類型和鑑別數據，用於進行報文真實性的鑑別和認證。鑑別類型指定報文所使用的鑑別機制。類型0為無鑑別，類型1為簡單口令鑑別，類型2為密碼學鑑別。 ^[2]