OSPF邻居关系建立及维护（一） / 四六文摘

一

邻居建立过程

在初始情况下,A. B在某个接口激活了OSPF后,都会开始在这个接口，上去发组播的HELLO包,目的是发现OSPF邻居。HELLO 包里,有个active neighbor字段,用来存储路由器在某个OSPF接口.上发现的邻居,当然,初始情况下,这个HELLO包里是不包含任何活跃的邻居的(也就没有active neighbor字段),因为他谁也没发现。

当OSPF路由器(B )在某个OSPF接口上收到邻居发来的HELLO包(里面没有装active neighbor),它会记录下A(在自己的OSPF接口数据结构中)并且将A的状态视为init ,然后将A的RouterID存储在自己将要发送的HELLO包的active neighbor字段里发送出去,这样A就会收到这个hello包,并且在这个hello包当中找到自己的RouterID ,那么A会认为，与B已经完成了双边关系的建立,因此A会将B的邻居状态置为two-way.与此同时,A也会继续发送HELLO包,并且将B的routerID放置于HELLO包中,而B收到这个hello包并看见了自己的RouterlD后, B也会将A的状态置为two-way , 至此OSPF的第一个稳态就达到了。

接下去A、B会进入ex-start状态并开始进行master、slave 的协商,协商M/S的目的是为了决定在后续的LSA交互中,谁来决定DD的序列号,而RouterID大的那个OSPF路由器的接口将会成为master ,由它来决定DD seq ,对端成为slave.这里要注意master不是DR ,要注意与DR的概念进行区分。这个协商过程,是由交互DBD包实现的,注意这里使用的是空的DBD包,也就是不包含任何LSA头部的DBD包，这个包当中,有三个位非常关键:I、M、MS。用于ex-start阶段协商master.slave的DBD包,I位(或叫做init位)都是置0的,另外MS位如果置1 ,表示DBD报文始发路由器认为自己的master ,当然起初大家都这么认为,在-系列DBD交换后,就会得到选举结果,被选举为slave的OSPF接口,会将发送的DBD包MS位置为0;另外M位表示more ,如果-个OSPF接口发送的DBD包M位置1 ,在表示这不是最后一个DBD ,后续还有DBD包待发送。

当OSPF接口收到-个DBD包且其中1位置0的时候,它就知道与该邻居的ex-start阶段已经过去了, 于是将邻居的状态置为ex-change ,并存储对端发来的DBD包所包含的LSA头部，当然,他自己也发送关于自己OSPF DB的摘要给邻居。如此一来,双方都能通过DBD的交互，了解到对方OSPF DB中的摘要情况。在这个过程中,可能交互数个DBD报文,并要注意,这些报文的1位都置0,且M位一般也置0 ,除非这是某个OSPF接口发送的最后一个DBD包。

当RouterA收到-个M位置0的DBD包的时候,它就知道,这是邻居发来的最后一个DBD包了,如果它搜集完这个邻居(假设是B)发来的DBD并且发现,这些DBD里有它感兴趣的LSA,它期望更详细的LSA信息时,它将B置为Loading状态,并且开始发送LSR报文去请求特定LSA的详细信息。B收到这个LSR后,会以LSU进行回应,其中就包含了对方请求的LSA详细信息, 因此,只有在LSU报文中,才能看到LSA的完整信息。

收到LSU后,A将LSU中所包含的LSA放进自己的LSDB,并且给B发-个Lsack进行确认。当OSPF接口上所有的待请求的LSA全部收到更新后,它会将邻居置为FULL。至此, OSPF邻接关系的建立达到全毗邻。在这里我们有个地方需要留意,我们通常说, OSPF路由器A与B进入了xx状态,其实这句话并不严谨,原因之一,是因为OSPF是接口敏感型协议,许多的操作都是以OSPF接口作为立足点去考虑的,譬如邻居关系的建立,再如DR和BDR ,我们不能说-台路由器是DR ,准确的说,应该是某路由器的某个接口是DR ;再者，说两台路由器之间是xx状态,这个也不严谨,所谓的邻居状态,必须是以某台路由器为观察点,在其某个接口上观察到的某个邻居的状态,因此可能出现的一个情况是，在A上,看到的B的状态为Loading ,但是在B上,A的状态已经是FULL了。

二

状态机

Down

在DOWN状态下, OSPF接口仍然有尝试发现邻居的意愿,因此会不断的发送组播hello包。

Attempt

如果-个路由器,它邻居处于这种状态,则表示它从邻居没有收到任何信息,但是做了努力来与邻居联系。

仅在NBMA网络上存在当NBMA网络上具有DR选取资格的路由器和其邻居路由器相连的接口开始变为有效(Activ/e)时,或者当这台路由器成为DR或BDR时，这台具有DR选取资格的路由器将会把邻居路由器的状态转换到Attempt状态。在Attempt状态下,路由器将使用hellointerval时间代替pllinterval的时间来作为向邻居发送hello数据包的时间间隔。

init

当OSPF接口收到链路上某个邻居发来的第一个HELLO包的时候,它会在接口.上将该邻居置为init 状态,

注意这个hello包中可能并未包含任何的邻居信息。但是这至少证明,我这个OSPF接口在这个链路上，至

少有个活的邻居。

下面是一个没有发现任何active neighbor的hello包:

Two-way

当OSPF路由器在某个链路上发现了邻居后,它自己发送的hello包里就会增加active neighbor 字段,用于

存储在该链路上发现的OSPF邻居。当-台OSPF router 看到自己(的RouterlD )出现在邻居发过来的的

hello分组中,它就会将该邻居置为Two-way.该状态是OSPF邻居之间可以具有的最基本的关系,也是第

一个稳态,但是此时两者还不能共享路由信息。

下面是一个已经在链路上发现了邻居1.1.1.1的hello :

ExStart

一台OSPF路由器在将某个邻居置为2way状态后, 就开始发送空的DBD包,用于协商master/slave.这个就是ex-start状态。两台router间用空的BDB分组确定master和slave关系(注意不是DR和BDR),在DBD包中有3个标记位用来管理邻接关系的建立过程:

● I位

或称为初始位( initial bit)用于ex-start协商主从关系的初始化协商的DBD包,该位置1

● M位

或称为后继位( More bit)如果这不是 OSPFrouter发送的最后- -个 DBD ,该位置1

● MS位

或称为主/从位 ( Master/slave bit)如果始发路由器是 Master ,则该位置1，如果某台OSPF router收到邻居发来的DBD J位也就是init位置0则意味着ex-start状态结束并且MS/slave已经选出来了那么该路由器会将邻居置为exchange状态开始用包含LSA头部的DBD交换各自的LSBD.

下面是一个用于初始化协商的DBD消息:

Exchange 状态

这个过程,双方使用包含自己LSA头部的DBD报文进行交互,并且将对方发过来的LSA头部、并且自己感兴趣的LSA (或自己没有的LSA )存储在一个本地OSPF接口的队列里,以便在下一个阶段进行LSA详细信息的请求。当某个OSPF接口收到邻居发来的DBD , M位置0 ,则表示对方已经发完DBD了,与此同时，如果该路由器的这个OSPF接口上存在待请求的LSA ,那么它会将这个邻居置为loading状态。

下面是-一个装载了LSA头部的DBD消息:

loading 状态

OSPF router 使用LSR去请求LSA的详细信息,对方使用LSU发来更新,因此只有LSU里才有LSA的完整信息。在收到LSU后,一方面本地使用LSAack进行确认，另一方面将LSU中包含的LSA装载进自己的LSDB.

以下是一个LSR消息,非常的简单:

Full Adjacency状态

Loading状态结束后,也就是本地OSPF接口上再没有待更新的LSA队列后,将邻居置为FULL。

OSPF邻居关系建立及维护（一）

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