【加精】OSPF建立邻居关系八部曲

    ospf使用邻居状态机制的目的在于在路由器之间交换路由信息，不是所有的路由器之间都会形成邻居关系，尤其在广播网络和NBMA网络中。邻居状态是通过hello报文建立和维护的。

    路由器会周期性的发出hello报文到他的邻居。如果某路由器在其邻居的hello包中被列出，那么他们之间会成为two-way状态，在广播和NBMA网络中，周期性的发送hello报文用来选举DR和BDR。当two-way关系建立以后，路由器之间会考虑是否建立邻接关系，这决定于邻居路由器的状态以及网络的类型。如果网络的类型是广播或者非广播，那么仅仅会在DR和BDR路由器之间建立邻接关系。在其他类型的网络中（NBMA），邻接关系只会在邻居路由器之间建立。

    形成邻接关系的第一步是进行路由器之间的数据库的同步，每个路由器通过DB报文描述它的LS数据库，但是在路由器之间交换的信息只包含LSA的报头信息，在交换的过程中会选举maste和slave，而且每个路由器都会对其接受的LSA做一个标记，在数据库同步完成的时候，路由器会发送ls的request数据包，来请求那些在数据库同步过程中被标记的那些lsa。邻居路由器会发送LSU数据包给对方，当对方收到LSU数据包之后，会发送LSack数据包给对方。此时，数据库同步完成。

   

ospf的状态机有以下几种状态:

1. Down
2. Attempt
3. Init
4. 2-way
5. Exstart
6. Exchange
7. Loading
8. Full

下面我们对以上的几种状态进行详细的介绍。

1、Down State

  如图，R1和R2上运行ospf，邻居状态显示为Down，这意味着在邻居之间没有任何信息进行交换。

2、Attempt State

  这个状态在NBMA网络中也有效，如果一个邻居在这个状态下，这意味着不会从邻居路由器收到任何信息。但是在这个状态下，路由器会在每个hello interval发送hello包给邻居路由器，在上图中R1会发送hello包给R2，告知R1的数据库中没有任何数据，并且其不知道DR是哪个路由器。如图：

 

3、Init State

  在这个状态下，R1会发送Hello数据包，在R2收到Hello包以后，会发送一个1－way状态，因为其在R1发送的数据包中看不到自己。如图：

 

4、2-way state

  这种状态是在双方建立了双向的通信关系以后，会进入2-way状态，也就是说，R1和R2在彼此发送的Hello包中能发现自己。这个状态是OSPF邻接状态的开始，在广播网络或者NBMA网络中，DR和BDR就是在这个阶段产生的。在下图中，R2会发送数据包给R1表明R2在R1发送的数据包中发现了自己。并且选举自己（R2）为DR。

 

5、Exstart State

 

  在这个状态被用来初始化ospf数据库的同步，Master和Slave会在这个阶段被选举出来。第一个swquence number也在这个阶段决定。如图：R1发送第一个DB数据包，R2也发送第一个DB数据包。拥有最高router ID的路由器将成为Master，在这个例子中R2的router ID较大，因此，R2成为了Master。如图：

 

6、Exchange State

 

  在这个状态下，路由器会通过DD报文描述其本身所有的LSA的，每个LSA都以摘要的形式显示，即只显示LSA的header。在这个状态下，ospf会来请求其他的路由器发送新的LSA实例给自己，即我们常说的LSU。下图详细描述了这个状态：

  在上图中我们可以看到，两个路由器会交换他们的lSA的数据库信息，最后一个箭头说明了在LSA包中的M位被置0，说明没有其他的数据可以交换了。R1也会把M位置1，说明其没有数据要交换了。到此数据库交换过程结束。

 

7、Loading State

 

   在这个状态下，路由器会发送LSR来请求在exchange过程中没有被交换的LSA，在下图中我们可以看到，R1发送LSR以请求更多的LSA，从而达到更新Database的目的。

 

8、Full State

 

  在这个状态形成了邻接关系。这个状态有一点需要注意，这个状态下之后hello，LSU，以及LSAck三种数据包在周期的发送。