OSPF的七种状态机

Posted 2020-10-02

Router ID：在一个OSPF域内，用于标识每台路由器的ID。

选举规则：

1.手工指定（建议）

2.如果没有手工指定，使用Loopback接口中最大的IP地址作为Router ID

3.如果没有配置Loopback接口，那么使用物理接口中最大的IP地址作为Router ID

链路状态信息

链路信息包括有：

1.链路的类型

2.接口IP地址和掩码

3，链路上所连接的邻居路由器

4.链路的带宽（开销）

Hello报文：

作用：发现建立并维护邻居关系

OSPF内的路由器在交换链路状态信息时，首先需要建立一个邻居关系，这个关系是通过Hello报文实现的。邻居关系建立之后，Hello报文周期性的发送以实现邻居保持的功能，如果在一定的时间内没有收到Hello报文，则会中断邻居关系。

OSPF邻居建立的过程

状态含义：

Down：没有启用OSPF的状态；邻居失效后变为该状态

Init：初始化状态，第一次收到对端发来的hello包（包含对端route-id）时，将对端的状态设置为init

2-way：邻居状态，相互间周期发送hello的状态（双方建立会话）

Exstart：交换信息的初始化状态

发送DBD（包含本地的LSA的摘要信息）报文，选举主从路由器（利用HELLO报文中的ID和优先权来进行选举，不允许抢占，DR没了，DBDR才能上）

Exchange：交换信息的状态

该状态下，相互间发送DBD，告知对端本地所有的LSA的目录；同时，可以发送 LSR,LSU,LSACK来学习对端的LSA

Loading：加载状态（没有学习完的状态）

发送LSR,LSU,LSACK，专门学习对端的LSA的详细信息

Full：邻接状态（学习完的状态）

彼此的LSDB同步，即所有的LSA相同

成为邻居的6个条件：

1.RID不同

2.特殊区域的flag字段相同

3..子网掩码相同

4.验证相同

5.区域号相同

6.hello/dead相同

邻居建立如下：

1.RTA和RTB的Router ID分别为1.1.1.1和2.2.2.2。RTA启动OSPF后，RTA会发送第一个Hello报文（以组播的方式发送，目的地址为224.0.0.5），此时状态为Down，RTB收到RTA的Hello报文后，状态置为init

上图是RTA首次发送一个Heloo报文。需要主要的是，首次发送hello包的时候不包括邻居字段，包的长度为44。

2.RTB发送Hello报文，RTA收到RTB发送的报文之后，状态为Init

3.RTB向RTA发送邻居列表为1.1.1.1的Hello报文，Hello报文发送三个周期（也有超过3个周期），RTA在收到RTB发来的报文邻居列表中发现自己的Router ID，而且匹配6个条件（建立邻居的6个条件）成功之后，状态为2-way，也称为邻居状态

4.RTA向RTB发送邻居列表为2.2.2.2的hello报文，Hello报文发送三个周期（也有超过3个周期），RTB在收到hello报文邻居列表中发现自己的Router ID，而且匹配6个条件（建立邻居的6个条件）成功之后， 状态置为2-way，也称为邻居状态

OSPF有多种类型的网络（p2p，broadcast,NBMA,P2MP）

首先说一下什么是MA网络：

MA网络就是 Multiaccess 多路访问网络，它分为两种： 一是Broadcast 广播，二是Nonbroadcast Multiacccess（NBMA）非广播的多路访问网络，MA网络在OSPF中需要选出DR和BDR，来减小LSA的泛滥。

broadcast（广播）

两台或者两台以上的路由器通过共享介质互联

支持广播，组播

Hello Interval时间为10s ，Dead Interval时间为40s，选举DR/BDR

NBMA（非广播多路访问）：

Hello Interval时间为30s ，Dead Interval时间为120s

在NBMA网络内，因为NBMA默认不支持广播和组播，所以无法发送Hello包，邻居也就无法接受到信息，所以，在这个网络内，需要手工指定邻居，指定邻居之后才能支持DR/BDR。

P2P（点到点）：

仅有2台路由器相连

支持广播和组播

Hello Interval时间为10s ，Dead Interval时间为40s，不选举DR/BDR就可以直接达到full状态

P2MP（点到多点）：

Hello Interval时间为30s ，Dead Interval时间为120s

支持广播和组播

在P2P网络中，不选举DR/BDR，可以直接达到full状态

一个路由器的接口类型改为broadcast，另一个接口改为P2P，是否能通信呢

可以看出，他们已经建立起了邻居，建立邻居的条件还是那6个条件，他们都能满足，但是他们并不能传递路由，因为broadcast支持DR/BDR，P2P不支持DR/BDR。所以，在建立邻居关系的基础上，同有或者同无DR/BDR，可以传递路由。

发送第一个DBD报文，来协商主从关系

R1

R2

上图的意思是：我是主，这不是我发的第一个报文，以后也没有更多的报文

上图的意思是：我是从，这不是我发的第一个报文，以后也没有更多的报文

这样，DBD交互完成

PS：DBD报文间用序列号进行确认，主发送的序列号递增，从序列号跟主序列号是一样的，来进行确认。这是隐式确认。

收到对方发来的第一个DBD报文，就把对方的状态设成EXSTART。

在EXCHANGE状态下，就开始发送LSR,来请求LSA（请求本地没有的）

接收到LSR的路由器，会返回一个LSU

接收到LSU的路由器之后，不仅会发送LSU，还会发送一个LSACK确认

当收到对方发来的LSU，并且更新了LSU后，如果学完了，直接进入full状态，如果没有学习完，则进入loading状态。

PS：判断OSPF有没有路由，就看他有没有LSA

1.Link-state Request 链路状态请求包 LSR 可靠

2.Link-state Update 链路状态更新包 LSU 可靠

3.Link-state Acknowledment 链路状态确认包 LSACK

如何去处理一个接收到的LSA？

如果没有，就把它放入LSDB当中，同时用LSACK确认，并且需要LSA的泛洪；通过SPF算法，去计算最优路由。

如果有，而且优于自己的LSA，就把他放入自己的LSDB，同时用LSACK确认，并且需要LSA的泛洪；通过SPF算法，去计算最优路由。

如果次于自己的LSA，OSPF就会把自己的LSA发送给对方，让对方去学习

如果他们接收到的LSA是一样的话，就会忽略掉。

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