AS之内的路由器在执行OSPF协议、建立本机转发用的IP路由表的过程中，是否、如何存储完整的路由信息？
核心：OSPF的路由信息存储绝不是单一维度的“完整路由表”
首先要明确一点，AS内的OSPF路由器在构建其最终的IP转发用的路由表（Forwarding Information Base, FIB）时，并不会直接存储“完整的路由信息”的原始副本。OSPF的运作机制更加精妙，它分阶段、分层次地处理和存储信息，最终目的是计算出最优的转发路径，而不是把所有看到的东西都塞进FIB里。
那么，OSPF路由器在建立FIB的过程中，到底存储了哪些信息，又是如何存储的呢？我们可以从以下几个关键的数据库说起：
1. 邻接数据库 (Adjacency Database, AD / Neighbor Table):
存储什么： 这是OSPF路由器与直接相连的、并且也运行OSPF的邻居之间建立的通信状态信息。它存储了每个邻居的Router ID、其使用的OSPF接口以及邻居在TwoWay状态后所交互的数据库交换信息（比如Hello包中的一些标志位，确认了邻居关系）。
如何存储： 通常是以列表或哈希表的形式存储，键通常是邻居的Router ID或接口信息，值包含邻居的详细状态。
重要性： 这个数据库是OSPF邻居关系建立的基石。没有建立好的邻接关系，就无法进行后续的链路状态信息交换。它保证了路由器只与合法的、可通信的OSPF邻居进行交互。
2. 链路状态数据库 (LinkState Database, LSDB) / 拓扑数据库 (Topology Database):
存储什么： 这是OSPF协议的灵魂所在。它存储了AS内所有Router LSA（Router Link State Advertisement）、Network LSA、Summary LSA、ASBR Summary LSA以及External LSA（和NSSA External LSA）的副本。简单来说，它包含了AS内所有路由器发布的关于它们直接连接的网络（直连链路）、它们所连接的网段（Stub网络、Transit网络）、汇总的路由信息以及外部路由注入的信息。
如何存储： LSDB的存储是核心。它是一个以链路状态宣告 (LinkState Advertisement, LSA) 为基本单元的数据集合。每一条LSA都包含了特定的信息，例如：
Router LSA (Type 1): 由每个路由器生成，描述了该路由器连接到的所有网络（包括点对点链路、Stub网络）。它包含了Router ID、连接的网络信息（网络地址、掩码、度量值）以及连接类型。
Network LSA (Type 2): 由DR（指定路由器）生成，描述了一个多路访问网络段的成员（包括DR本身和其他连接到该网络的路由器）。它包含了DR的Router ID、网络地址、掩码以及该网络上的所有路由器ID。
Summary LSA (Type 3): 由ABR（区域边界路由器）生成，用于在区域之间传递路由信息。它汇总了其所属区域内其他路由器的信息，描述了一个目标网络（通常是另一个区域的内部网络或一个汇总地址）的路由。
ASBR Summary LSA (Type 4): 由ABR生成，用于告知其他区域内路由器如何到达ASBR（自治系统边界路由器）。它包含了ASBR的Router ID。
External LSA (Type 5): 由ASBR生成，用于将外部路由（来自其他IGP或EGP，如BGP）注入到OSPF域中。它包含了外部路由的目标网络、掩码、度量值以及外部路由协议的标签（Forwarding Address, External Forwarding Type）。
NSSA External LSA (Type 7): 在NSSA（NotSoStubby Area）区域中使用，用于将外部路由注入NSSA区域，避免生成Type 5 LSA，以减少区域内的LSDB大小。
LSDB的存储结构是一个共享的、一致的集合。当一个路由器收到一条LSA时，它会进行校验（CRC），并将其存储在本地的LSDB中。然后，它会将这条LSA通过SPF计算中使用的特定OSPF接口泛洪（flood）给所有邻居。
重要性： LSDB包含了生成SPF计算所需的所有原始链路状态信息。它描绘了整个OSPF域（或区域内）的完整拓扑结构，从每个路由器的角度来看都是一致的。
3. SPF树数据库 / 最优路径表:
存储什么： 这是Dijkstra算法计算后得到的结果。路由器根据LSDB中的信息，以自己为根节点，运行Dijkstra算法，计算出到达AS内所有网络的最短路径。这个结果通常以SPF树的形式存储，其中包含了到达每个目的网络的最优路径的下一跳信息（包括下一跳的IP地址和出接口）。
如何存储： SPF树可以理解为一种树形结构，其中每个节点代表一个路由器或一个网络，边代表最优链路。存储时，可能以类似于图的表示方式，记录每个目的网络的最优路径所对应的下一跳路由器IP和出接口。
重要性： 这是从原始链路状态信息向转发路径信息转化的关键中间步骤。它体现了OSPF的核心优势——基于全局拓扑的最优路径计算。
4. IP路由表 (Forwarding Information Base, FIB):
存储什么： 最终的IP路由表，用于指导数据包转发。它存储了到达各个目的网络（Network Prefix）的最优下一跳（NextHop IP Address）和出接口（Outgoing Interface）。
如何存储： 通常是以哈希表或特定优化数据结构的形式存储，以便快速查找。每一条目都对应一个目的网络前缀，并指向最佳的下一跳和出接口。
重要性： 这是实际执行数据包转发的“行动指南”。路由器的转发引擎（如ASIC或线卡上的查找引擎）会直接利用FIB中的信息来决定数据包的去向。
AS内OSPF路由信息的存储和构建流程：
1. Hello包交互与邻接建立： 路由器发送Hello包，发现并与直接相连的OSPF邻居建立邻接关系。在这个阶段，维护了邻接数据库。一旦邻居状态达到Full，就开始交换LSA。
2. LSA泛洪与LSDB同步： 路由器发送自己的LSA（基于接口状态和连接的网络），并通过邻居关系泛洪给其他路由器。同时，接收来自邻居的LSA，校验后更新本地的链路状态数据库(LSDB)。这个LSDB会逐渐在整个区域内（对于Type 1、2）甚至整个OSPF域（对于Type 3、4、5）保持一致性。
3. Dijkstra算法计算SPF： 当LSDB中的LSA发生变化（新增、老化、改变）并被所有路由器同步后，每个路由器都以自身为根节点，在本地的LSDB上独立运行Dijkstra算法。
算法的输入是：LSDB（描述了网络拓扑和链路成本）和所有已建立邻居的接口信息。
算法的输出是：SPF树，即到达AS内每个网络的最优路径（包括下一跳和出接口）。
4. SPF树到路由表的转换： 路由器根据SPF计算的结果，将最优路径信息填充到其本地的IP路由表(FIB)中。
对于直接连接的网络（LinkState type为PointtoPoint或Stub Network），下一跳通常是邻居路由器，出接口是连接到该邻居的接口。
对于通过其他路由器间接连接的网络，下一跳是SPF树计算出来的、通往该网络的第一个中转路由器，出接口是连接到该下一跳的接口。
对于不同区域之间的路由（Type 3 LSA），ABR会将其汇总的路由信息转换为本地路由表条目。
对于外部注入的路由（Type 5/7 LSA），ASBR或代理ASBR会将其转换为本地路由表条目。
关键点总结：
LSDB是基石： 路由器存储了完整的LSA集合，这构成了其对AS内部拓扑的认知。
独立计算： 每个路由器独立运行Dijkstra算法，基于其本地LSDB计算最优路径。
SPF树是中间结果： 计算出的SPF树是直接用于生成路由表的信息，它包含了指向每个目的地的最优路径。
FIB是最终的转发决策： 最终的IP路由表（FIB）只包含最优路径的下一跳和出接口信息，并不包含完整的LSA或拓扑结构。它是一个高度优化的、用于快速查找的结构。
所以，与其说路由器存储了“完整的路由信息”，不如说它存储了构成完整拓扑的“链路状态信息”（LSDB），并利用这些信息计算并存储了通往AS内所有已知目的地的最优路径（在SPF树和最终的FIB中体现）。它并不需要把每一条可能存在的路径都保存在FIB里，这是OSPF高效性的体现。这种分层存储和计算机制，使得路由器能够快速响应网络变化，并做出最优的转发决策。
网友意见
题主应该是没做过路由器或者交换机，所以把路由器想象成一个类似于APP之类的东西。
实际上，路由器相当于一台计算机，而OSPF相当于计算机里的一个程序。同时，BGP，RIP，报文转发，IP路由表维护等等，这些都类似于一个一个独立的程序。
在OSPF内部，是存储了当前OSPF路由协议范围内的拓扑信息的，这个拓扑信息，只要OSPF建立起邻居关系就有了，并且一直存在。
在IP路由表这个模块程序里，它是不负责存储任何拓扑结构的，IP表里只有一个的东西，就是某个目的地址的下一跳是哪里——也就是路由表。
在路由器里，各种路由协议都是独立运行的，甚至某个路由协议还有多个实例（OSPF多实例），每个路由协议根据自己协议的情况获取网络拓扑情况，并计算出协议内的最优路由表，然后把这个路由表通告给IP路由模块。
IP路由模块可能会同时收到不同协议下、不同结果的路由信息，IP路由模块唯一的工作就是根据优先级选路，以及计算递归路由。
IP路由模块计算完最终生效的路由表以后，会下发给二层模块，二层模块会根据下一跳信息计算出具体报文要经过哪个二层接口（可能是虚拟的，也可能是物理的）发出，同时还要考虑到负载平衡等因素。
二层处理完这些信息以后，会通知物理层驱动去操作硬件，完成路由表写入硬件的动作。
所以：
1. IP路由表里不储存完整路由和拓扑信息，它只负责选路；
2. 各个协议内部自己维护自己的路由表，这个路由表跟IP层看到的，不一定相同，这些信息一般情况下都保存在内存中，可能是链表，可能是数组，也可能是其它形式；
3. 不存在“执行协议”这个动作，不同层次的驱动做不同的事情。
不知道题主是不是要实现OSPF协议，事先说明，OSPF协议非常复杂，即使实现基本功能，也需要大量的代码（几万行），这还不包括协议的支撑部分（核心路由管理）。
OSPF路由表的数据结构是一个route_entry的结构：
1. 需要一个指针指向一个二叉树（或者就是一个树），二叉树里是具体的路由结构。为什么是个二叉树呢，因为路由是可能合并的。
2. 需要一个path的vector，也就是路径节点。
3. 需要一些辅助信息，比如metric，distance等。
4. 需要一个selected_path指向一个path_entry的结构，也就是选路的具体信息。
path_entry里需要包含的成员有：
1. 各种辅助信息，比如类型、flag、metric之类
2. area号
3. 一个vector成员记录着下一跳信息
4. 一个vector成员记录着对应的lsa信息
5. 一个path_entry指向最终的、翻译后的path
以上是路由表的结构，需要route_entry和path_entry两套。
同时，LSA这些还需要额外的数据结构。
一套商业的OSPF代码大概需要5-10万行代码才能实现。不包含底层驱动，不包含核心表。
评论区有人推荐用zebra，我查了一下，这个东西就是我评论里提到的ZebOS的开源版本，在这里：
Zebra - Free Software Directory
可以下载到一个副本（页面右侧链接），貌似现在这个版本维护的比较少了。我做路由协议这一块是十几年前的事情了，对最新的技术状态不是特别了解。
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