動態路由核心：OSPF (Open Shortest Path First) 運作原理
OSPF 是一種應用最廣泛的 內部閘道協定 (IGP)，屬於 鏈路狀態 (Link-State) 路由協定。與傳統的距離向量協定（如 RIP）不同，OSPF 路由器會建立整個網路的完整地圖，從而計算出最短、最優的路徑。
OSPF 的核心概念：地圖繪製者
想像 OSPF 路由器是一群地圖繪製者。每臺路由器不只是告訴鄰居「我能去哪裡」（像距離向量協定），而是告訴所有人「我的周邊是什麼樣的」（鏈路狀態）。

1. 鄰居關係建立 (Neighbor Adjacency)
   OSPF 運作的第一步是找到並確認鄰居路由器，並與之建立穩定的關係。

A. Hello 協定

用途： OSPF 路由器使用 Hello 封包 來發現鄰居並維持鄰居關係。Hello 封包週期性地在 OSPF 介面上發送（預設 10 秒）。
關鍵匹配項： 兩臺路由器必須在以下項目上達成一致，才能建立鄰居關係：
Hello/Dead Intervals： 兩端的計時器必須匹配。
Area ID： 兩端必須屬於同一個 OSPF 區域。
Authentication： 認證方式和密碼必須匹配。
Subnet Mask： 在廣播 (Broadcast) 和非廣播多點存取 (NBMA) 網路上必須匹配。
狀態機： OSPF 鄰居關係會經歷多個狀態（Down → Init → Two-Way → ExStart → Exchange → Loading → Full）。只有達到 Full (完全) 狀態，它們才開始交換路由資訊。

B. DR/BDR 選舉 (在多點存取網路上)

在乙太網路（多點存取網路）上，為了減少訊務量，OSPF 會選出兩臺特殊的路由器：
DR (Designated Router, 指定路由器)： 負責收集網路上所有路由器的鏈路狀態資訊，並分發給所有其他路由器。

1. BDR (Backup Designated Router, 備份指定路由器)： DR 的備份，一旦 DR 故障，BDR 會立即接替其工作。

2. 其他人 (DROther)： 只與 DR/BDR 建立鄰居關係。

3. 這樣做的好處是：鏈路狀態資訊只需發送給 DR/BDR，而不是發送給網路上所有路由器，從而大幅減少 LSA 的泛洪 (Flooding) 流量。

4. 鏈路狀態通告 (LSA) 與資料庫同步
   一旦鄰居關係達到 Full 狀態，路由器就會開始交換網路拓撲資訊。

A. LSA (Link-State Advertisement)

定義： LSA 是 OSPF 用來描述網路拓撲片段的資料結構。每臺路由器發送的 LSA 描述了它自己的鏈路狀態、成本（Metric）以及它連線的網路類型。
LSA 泛洪 (Flooding)： 路由器將 LSA 封裝在 LSU (Link-State Update) 封包中，可靠地傳送給所有鄰居。鄰居收到後會回覆 LSAck (Link-State Acknowledgement)，並將 LSA 轉發給它們的其他鄰居，直到整個區域 (Area) 內的所有路由器都收到。

B. LSDB (Link-State Database)

定義： 每臺 OSPF 路由器都會儲存所有收到的 LSA 副本，這個資料庫被稱為 鏈路狀態資料庫 (LSDB)。
同步性： 在一個 OSPF 區域內，所有路由器的 LSDB 必須是完全同步的，因為這個資料庫構成了整個區域的拓撲圖。

3. 最短路徑優先演算法 (SPF)
   當 LSDB 同步完成後，路由器就擁有了完整的網路地圖。接下來，它使用 Dijkstra 演算法（也稱為 SPF 演算法）來計算到達每個目的地的最短路徑。
   計算過程：
   每臺路由器將自己設定為樹的「根」。
   它根據 LSDB 中的資訊和鏈路成本（通常基於頻寬計算），計算出從自己到網路上所有其他目的地的最短路徑。
   這個計算結果形成一棵 SPF 樹。
   路由表生成： 最終，根據 SPF 樹計算出的最短路徑及其成本，被安裝到路由器的 IP 路由表 中，用來進行實際的封包轉發。

總結來說：
發現 (Discovery)： 使用 Hello 協定建立鄰居關係。
學習 (Learning)： 透過 LSA 泛洪建立和同步 LSDB (網路地圖)。
計算 (Calculation)： 使用 SPF 演算法 計算出最短路徑樹。
轉發 (Forwarding)： 將最佳路徑安裝到路由表，用於轉發數據封包。