ospf协议建立邻接的过程中有多少个状态

Posted 2023-03-09

1.Down：此状态还没有与其他路由器交换信息。首先从其ospf接口向外发送hello分组，还并不知道DR（若为广播网络）和任何其他路由器。发送hello分组使用组播地址224.0.0.5。

2.Attempt: 只适于NBMA网络，在NBMA网络中邻居是手动指定的，在该状态下，路由器将使用HelloInterval取代PollInterval来发送Hello包.

3.Init: 表明在DeadInterval里收到了Hello包，但是2-Way通信仍然没有建立起来.

4.two-way: 双向会话建立，而RID彼此出现在对方的邻居列表中。（若为广播网络：例如：以太网。在这个时候应该选举DR,BDR。）

5.ExStart: 信息交换初始状态，在这个状态下，本地路由器和邻居将建立Master/Slave关系，并确定DD Sequence Number，路由器ID大的的成为Master.

6.Exchange: 信息交换状态，本地路由器和邻居交换一个或多个DBD分组（也叫DDP）。DBD包含有关LSDB中LSA条目的摘要信息）。

7.Loading: 信息加载状态：收到DBD后，将收到的信息同LSDB中的信息进行比较。如果DBD中有更新的链路状态条目，则向对方发送一个LSR，用于请求新的LSA。

8.Full: 完全邻接状态，邻接间的链路状态数据库同步完成，通过邻居链路状态请求列表为空且邻居状态为Loading判断。 参考技术A OSPF

wireshark抓取OSPF协议交互的5种报文分析OSPF路由协议建立邻接关系的过程

前言

上一章节根据5种报文和8种邻居状态机给大家介绍了OSPF协议的基本工作原理。5种报文、8种邻居状态机详解OSPF工作原理

今天我们做一个简单的OPSF实验，抓取OSPF协议交互的5种报文分析下OSPF路由协议建立邻接关系的过程。

正文

1 OSPF 5种 报文头格式
OSPF用IP报文直接封装协议报文，协议号为89。OSPF分为5种报文，Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报文。

OSPF报文头格式：

OSPF这五种报文具有相同的报文头格式，长度为24字节。

1、Type： 1字节 ，表示OSPF报文的类型，有下面几种类型：Hello报文；DD报文；LSR报文；LSU报文；LSAck报文。

2、Packet length ：2字节，OSPF报文的总长度，包括报文头在内，单位为字节。

3、Router ID ：4字节，发送该报文的路由器标识。

4、Area ID： 4字节 ，发送该报文的所属区域。

5、Checksum ：2字节，校验和，包含除了认证字段的整个报文的校验和。

6、AuType ：2字节 ，验证类型值有如下几种表示， 0表示不验证；1表示简单认证；3表示MD5认证。

7、Authentication ：8字节 ，鉴定字段，其数值根据验证类型而定。当验证类型为0时未作定义；类型为1时此字段为密码信息；类型为2时此字段包括Key ID、MD5验证数据长度和序列号的信息。MD5验证数据添加在OSPF报文后面，不包含在Authenticaiton字段中。

OSPF Hello报文格式

Hello报文是最常用的一种报文，其作用为建立和维护邻接关系，周期性的在使能了OSPF的接口上发送。报文内容包括一些定时器的数值、DR、BDR以及自己已知的邻居。

报文的字段解释上一章解已经介绍过：5种报文、8种邻居状态机详解OSPF工作原理

OSPF DD 报文格式

两台路由器在邻接关系初始化时，用DD报文（Database Description

Packet）来描述自己的LSDB，进行数据库的同步。报文内容包括LSDB中每一条LSA的Header（LSA的Header可以唯一标识一条LSA）。

LSA Header只占一条LSA的整个数据量的一小部分，这样可以减少路由器之间的协议报文流量，对端路由器根据LSA Header就可以判断出是否已有这条LSA。

在两台路由器交换DD报文的过程中，一台为Master，另一台为Slave。由Master规定起始序列号，每发送一个DD报文序列号加1，Slave方使用Master的序列号作为确认。

1、Interface MTU： 16比特 ，在不分片的情况下，此接口最大可发出的IP报文长度。

2、Options： 8比特 ，可选项

3、DD sequence number ：32比特 DD报文序列号。主从双方利用序列号来保证DD报文传输的可靠性和完整性。

4、LSA Headers ：可变 ，该DD报文中所包含的LSA的头部信息。

OSPF LSR报文格式

两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的和哪些LSA是已经失效的，这时需要发送LSR报文（Link State Request Packet）向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。

LSR报文格式如下图所示，其中LS type、Link State ID和Advertising Router可以唯一标识出一个LSA，当两个LSA一样时，需要根据LSA中的LS sequence number、LS checksum和LS age来判断出所需要LSA的新旧。

1、LS type：32比特，LSA的类型号。

2、Link State ID：32比特，根据LSA中的LS Type和LSA description在路由域中描述一个LSA。

3、Advertising Router：32比特，产生此LSA的路由器的Router ID。

OSPF LSU报文格式

用来向对端Router发送其所需要的LSA或者泛洪自己更新的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。

LSU报文（Link State Update Packet）在支持组播和广播的链路上是以组播形式将LSA泛洪出去。为了实现Flooding的可靠性传输，需要LSAck报文对其进行确认。对没有收到确认报文的LSA进行重传，重传的LSA是直接发送到邻居的。

Number of LSAs：32比特，LSA的数量。

OPSF LSAck报文格式

用来对接收到的LSU报文进行确认。内容是需要确认的LSA的Header（一个LSAck报文可对多个LSA进行确认）。

LSAck（Link State Acknowledgment Packet）报文根据不同的链路以单播或组播的形式发送。

LSAs Headers：可变，通过LSA的头部信息确认收到该LSA。

2 搭建ENSP实验通过wireshark抓取ospf的5种报文

实验拓扑以及配置:

如图所示：PC1和PC2通过OSPF路由协议实现互通，所有路由器都划分为骨干区域area 0。

下面我们看下每台路由器的配置:

R2:

#

interface Ethernet0/0/0     //配置PC1的网关

ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

#

interface GigabitEthernet0/0/0   //配置和R1的互联IP

ip address 10.1.1.1 255.255.255.252

#

interface LoopBack0          //配置loopback作为router id

ip address 2.2.2.2 255.255.255.255

#

ospf 1 router-id 2.2.2.2    //配置OSPF的进程号为1，手动配置router id 为2.2.2.2

area 0.0.0.0                 //进入area 0视图

network 192.168.1.0 0.0.0.255

network 2.2.2.2 0.0.0.0

network 10.1.1.0 0.0.0.3

#

R1:

#

interface GigabitEthernet0/0/0

ip address 10.1.1.2 255.255.255.252

#

interface GigabitEthernet0/0/1

ip address 10.1.2.1 255.255.255.252

#

interface LoopBack0

ip address 1.1.1.1 255.255.255.255

#

ospf 1 router-id 1.1.1.1

area 0.0.0.0

network 1.1.1.1 0.0.0.0

network 10.1.1.0 0.0.0.3

network 10.1.2.0 0.0.0.3

#

R3:

#

interface Ethernet0/0/0

ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

#

interface GigabitEthernet0/0/0

ip address 10.1.2.2 255.255.255.252

#

interface LoopBack0

ip address 3.3.3.3 255.255.255.255

#

ospf 1 router-id 3.3.3.3

area 0.0.0.0

network 3.3.3.3 0.0.0.0

network 192.168.2.0 0.0.0.255

network 10.1.2.0 0.0.0.3

配置完成后，查看邻居状态：可以看到邻居状态都达到FULL状态了。

配置完成后，查看路由表

ping测试：可以看到PC1可以ping 通PC2

在路由器R1的g0/0/0上进行抓包

看下路由器R1和R2的交互过程；

第一阶段：R1和R2通过Hello报文交互建立邻居关系以及DR/BDR选举，状态从down-init-2-way

A、路由器R1和R2初始状态为down，配置了ospf后，会向组播地址224.0.0.5发送hello报文。

如图所示为R1发送的hello报文，R2发送的hello报文类似：

从IP报文头可以得到：

1、Hello报文的源是R1的g0/0/0接口IP 10.1.1.2，目的IP是组播地址224.0.0.5.

2、Protocol字段为89，表示上层是OSPF报文。

从ospf 报文中可以得到：

1. 该报文类型为OSPF报文

2、OSPF报文的总长度为44字节。

3、发送该报文的路由器Router ID为1.1.1.1 。

4、发送该报文的所属区域Area ID为 0.0.0.0。

6、认证类型表示不验证；

B、路由器R2收到了邻居R1发送的第一个hello报文，状态变为init，并且向R1发送一个hello报文，hello报文的邻居中加入1.1.1.1。（R1收到该报文状态变为2-way）

C、路由器R1收到R2发送的第一个hello报文后，状态变为init，并会向R2发送一个hello报文，hello报文中邻居中加入2.2.2.2。（R2收到该报文状态变为2-way）

D、通过hello报文选取DR和BDR，图中可以看到DR为10.1.1.1 BDR为10.1.1.2. (R1和R2的hello报文为1，R1的router id 为1.1.1.1 ，R2的routerID wei 2.2.2.2 .优先级相同时，则比较Router ID，值越大越优先被选举为DR，因此R2为BR，R1为BRD)

第二阶段：R1和R2通过DD报文交互进行主从路由器的选举和数据库摘要信息的交互，状态从exstart-exchange。

A、R2邻居状态变为ExStart以后，R2向R1发送第一个DD报文，在这个报文中，DD序列号被设置为345724，R2宣告自己为主路由器。

B、R1也向R2发送第一个DD报文，在这个报文中，DD序列号被设置为345726。R1也宣告自己为主路由器。

由于R2的Router ID比R1的大，所以R2应当为真正的主路由器。

C、R2发送一个新的DD报文，序列号设置为345724。表示经过协商后R2 是主路由器.

D、R1发送一个新的DD报文，在这个新的报文中包含LSDB的摘要信息，序列号设置为R2第一次发送时使用的序列号（表示承认R2为真正的主路由器），因此R1将邻居状态改变为Exchange。

E、邻居状态变为Exchange以后，R2发送一个新的DD报文，该报文中包含LSDB的描述信息，DD序列号设为345725（上次使用的序列号加1）。

F、即使R1不需要新的DD报文描述自己的LSDB，但是作为从路由器，R1需要对主路由器R2发送的每一个DD报文进行确认。所以，R1向R2发送一个内容为空的DD报文，序列号为345725（R2上次使用的序列号加1）。

第三阶段：R1和R2通LSR/LSU/LSACK报文交互建立完全邻接关系，状态从loading-FULL。

1、发送完最后一个DD报文之后，R1将邻居状态改变为Loading；邻居状态变为Loading之后，R1开始向R2发送LSR报文，请求那些在Exchange状态下通过DD报文发现的，而且在本地LSDB中没有的链路状态信息。

2、R2收到LSR报文之后，向R1发送LSU报文，在LSU报文中，包含了那些被请求的链路状态的详细信息。R1收到LSU报文之后，将邻居状态从Loading改变成Full。

3、R1向R2发送LSACK报文，用于对已接收LSA的确认。