Network系列：OSPF建立邻接关系详细过程（四）

OSPF建立邻接关系详细过程

1. OSPF工作过程概览

2. 建立邻居关系

R1和R2路由器相互发送Hello报文，第一个Hello报文包含的邻居列表为空。

R2收到R1发送的Hello报文后，如果各项参数匹配，再次发送Hello报文时，将R1加入自己的邻居列表。

在以太网链路上，通常以组播形式发送Hello报文：

• 224.0.0.5的组播地址为OSPF设备的预留IP组播地址。
• 224.0.0.6的组播地址为OSPF DR/BDR的预留IP组播地址。

对于不支持组播的链路，OSPF支持采用单播的方式发送Hello报文。

Hello报文

•Hello

报文的主要作用：

邻居发现：自动发现邻居路由器。

邻居建立：完成Hello报文中的参数协商，建立邻居关系。

邻居保持：通过周期性发送和接收，检测邻居运行状态。

3.建立邻接关系

1. R1和R2的Router ID分别为10.0.1.1和10.0.2.2并且二者已建立了邻居关系。当R1的邻居状态变为ExStart后，R1会发送第一个DD报文。此报文中，M设置为1，表示后续还有DD报文要发送，MS设置为1，表示R1宣告自己为Master。DD序列号被随机设置为X，I设置为1，表示这是第一个DD报文。
2. 同样当R2的邻居状态变为ExStart后，R2也会发送第一个DD报文。此报文中，DD序列号被随机设置为Y（I=1，M=1，MS=1，含义同上）。由于R2的Router ID较大，所以R2将成为真正的Master。收到此报文后，R1会产生一个Negotiation-Done事件，并将邻居状态从ExStart变为Exchange。
3. 当R1的邻居状态变为Exchange后，R1会发送一个新的DD报文，此报文中包含了LSDB的摘要信息，序列号设置为R2在步骤2中使用的序列号Y，I=0，表示这不是第一个DD报文，M=0，表示这是最后一个包含LSDB摘要信息的DD报文，MS=0，表示R1宣告自己为Slave。收到此报文后，R2将邻居状态从ExStart变为Exchange。
4. 当R2的邻居状态变为Exchange后，R2会发送一个新的DD报文，此报文包含了LSDB的摘要信息。DD序列号设置为Y+1, MS=1，表示R2宣告自己为Master。
5. 虽然R1不需要发送新的包含LSDB摘要信息的DD报文，但是作为Slave，R1需要对Master发送的每一个DD报文进行确认。所以，R1向R2发送一个新的DD报文，序列号为Y+1，该报文内容为空。发送完此报文后，RTA产生一个Exchange-Done事件，将邻居状态变为Loading。R2收到此报文后，会将邻居状态变为Full（假设R2的LSDB是最新最全的，不需要向R1请求更新）。

1. 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、并且在本地LSDB中没有的链路状态信息。
2. R2向R1发送LSU报文，LSU报文中包含了那些被请求的链路状态的详细信息。R1在完成LSU报文的接收之后，且没有其他待请求的LSA后，会将邻居状态从Loading变为Full。
3. R1向R2发送LSAck报文，作为对LSU报文的确认。

4. DR与BDR

DR与BDR的选举规则（ExStart状态开始选举）

DR/BDR的选举是非抢占式的，是基于接口的。

接口的DR优先级越大越优先，接口的DR优先级相等时，Router ID越大越优先。

广播链路或者NBMA链路上DR和BDR的选举过程如下：

1. 接口UP后，发送Hello报文，同时进入到Waiting状态。在Waiting状态下会有一个WaitingTimer，该计时器的长度与DeadTimer是一样的。默认值为40秒，用户不可自行调整。
2. 在WaitingTimer触发前，发送的Hello报文是没有DR和BDR字段的。在Waiting阶段，如果收到Hello报文中有DR和BDR，那么直接承认网络中的DR和BDR，而不会触发选举。直接离开Waiting状态，开始邻居同步。
3. 假设网络中已经存在一个DR和一个BDR，这时新加入网络中的路由器，不论它的Router ID或者DR优先级有多大，都会承认现网中已有的DR和BDR。
4. 当DR因为故障Down掉之后，BDR会继承DR的位置，剩下的优先级大于0的路由器会竞争成为新的BDR。
5. 只有当不同Router ID，或者配置不同DR优先级的路由器同时起来，在同一时刻进行DR选举才会应用DR选举规则产生DR。