OSPF邻居建立过程及报文详解
R1配置如下：
router ospf 1
router-id 1.1.1.1
启
network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
network 192.168.1.0 0.0.0.3 area 0
R2配置如下：
router ospf 1
router-id 10.10.10.10
network 10.10.10.10 0.0.0.0 area 0 //在相应网段的接口上开启OSPF，属于区域0
network 192.168.1.0 0.0.0.3 area 0
OSPF邻接已经建立成功，下面我们就来分析下整个邻接建立过程：
首先来总结一下OSPF邻接各个阶段：
1.down state:路由器还末收到邻居发来的HELLO包
2.init state:路由器收到邻居发来的HELLO包，但在邻居阶段中看不到自己的ROUTER-ID
3.two-way state:路由器在收到邻居发来的HEELO包中，能够看到自己的ROUTER-ID，就进入该状态(需要选举DR和BDR的在这阶段选举)
4.exstart state:在选举DR和BDR之后，开始选主从（ROUTER-ID大的为主，作用为了同步DBD的序列号）
5.exchange state:主从协商完成后，进行DBD的同步
6.loading state：DBD同步完成后，进行LSA的同步
7.full state:LSA同步完成之后
在NBMA还有个attempt(尝试状态)：为NBMA网络中的一个正常过滤状态，即我发送了HELLO等待对方的回应，如果对方不回应则一直滞留在此状态。
现在我们来分析一下每个报文的作用：
1.R1的接口上启用了OSPF后，会向外组播发送OSPF的HELLO报文。SIP＝192.168.1.1 DIP：224.0.0.5 TTL＝1 （有DR和BDR网络中，DR和BDR路由器向外送LSA的目标地址为224.0.0.5,DRother路由器向DR和BDR发送LSA的目标地址为224.0.0.6）
OSPF的头部格式：
Version：OSPF的版本号，对于OSPFv2来说，其值为2，IPV6为3。
Message Type：OSPF报文的类型。数值从1到5，分别对应Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报文。
Packet length：OSPF报文的总长度，包括报文头在内，单位为字节。
Router ID：始发该LSA的路由器的ID。(优先采用手工指定，没有则looopback最大的，再接口IP最大的，必须得有)
Area ID：始发LSA的路由器所在的区域ID。
Checksum：对整个报文的校验和。
AuType：验证类型。可分为不验证、简单（明文）口令验证和MD5验证，其值分别为0、1、2。
Authentication：其数值根据验证类型而定。当验证类型为0时未作定义，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。
说明：MD5验证数据添加在OSPF报文后面，不包含在Authenticaiton字段中。
HELLO报文格式：
Network Mask：发送Hello报文的接口所在网络的掩码
HelloInterval：发送Hello报文的时间间隔。
Router-id Pri：路由器优先级。如果设置为0，则该路由器接口不能成为DR/BDR（0-255）。
RouterDeadInterval：失效时间。如果在此时间内未收到邻居发来的Hello报文，则认为邻居失效。
Designated Router：指定路由器的接口的IP地址。
Backup Designated Router：备份指定路由器的接口的IP地址。
Neighbor：邻居路由器的Router ID。（上图中还没有形成邻居所以没有）
2.R2的接口上启用了OSPF后，会向外组播发送OSPF的HELLO报文。SIP＝192.168.1.2 DIP：224.0.0.5 TTL＝1 （有DR和BDR网络中，DR和BDR路由器向外送LSA的目标地址为224.0.0.5,DRother路由器向DR和BDR发送LSA的目标地址为224.0.0.6）
格式同上！
3.R1收到对方发来的HELLO包，并在邻居字段中能看到自己的ROUTER-ID，进入TWO－WAY状态。
active neighbor字段中为R1的ROUTER-ID 1.1.1.1 ,进入TWO-WAY状态
4.R2收到对方发来的HELLO包，并在邻居字段中能看到自己的ROUTER-ID，进入TWO－WAY状态。
active neighbor字段中为R1的ROUTER-ID 10.10.10.10 ,进入TWO-WAY状态
需要选举DR和BDR的在这个阶段中开始选举，接口优先级高的优先成为DR或BDR，优先级相等时，ROUTER-ID大的为DR或BDR，其它的路由器为DRother。
5.在选举DR和BDR（或不需要选举DR和BDR）后，进入exstart state，开始选主从（ROUTER-ID大的为主，作用为了同步DBD的序列号）R1和R2分别向外发DBD报文，都认为自己为主，其中的I、M、MS位分别置1,I表示为第一个包，M表示后面还有更多包，MS表示为主
DBD报文的格式：
包括OSPF的首部信息+DBD信息 OSPF首部格式看前面有介绍，这里不说了
Interface MTU：在不分片的情况下，此接口最大可发出的IP报文长度为1500。
options:可选项(见下面)
I（Initial）：当发送连续多个DD报文时，如果这是第一个DD报文，则置为1，否则置为0。
M（More）：当连续发送多个DD报文时，如果这是最后一个DD报文，则置为0。否则置为1，表示后面还有其他的DD报文。
MS（Master/Slave）：当两台OSPF路由器交换DD报文时，首先需要确定双方的主（Master）从（Slave）关系，Router ID大的一方会成为Master。当值为1时表示发送方为Master。
DD Sequence Number：DD报文序列号，由Master方规定起始序列号，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。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。
OSPF的可选项，但功能都是一样的，下面讲一下各个可选项的作用：
DN：用于基MPLS的×××
O：表明始发路由器是支持Opaque LSA(类型9、10和11)
DC：当始发路由器支持按需电路上的OSPF能力时，该位被设置
L：包含链路本地信念
N/P：只用在Hello包中N=1说明支持NSSA 外部LSA，N＝0,那么路由器不发送和接收NSSA外部LSA P只用在NSSA中头部 通知ABR把7类LSA转化成5类LSA
MC ：当路由器具有转发IP组播能力时，被设置
E：E＝1,接收5类LSA，＝0不接收5类LSA
MT：设置了该位表示始发路由器支持多拓扑OSPF（MT-OSPF）
6.通过比较ROUTER-ID，R2的ID大所以成为主，R1成为备，R1使用R2的序列号497发送LSA的头部信息给R2（I＝0,M＝1,MS＝0）不为第一个包，后面还有包，为从
在BDB的主从协商完毕就进入了exchange状态了。
7.R2收到R1发来的DBD中的LSA头部信息，同时向R1发送DBD报文，携带LSA的头部。
（I＝0,M＝1,MS＝1）不为第一个包，后面还有包，为主，序列号+1为498
同时R2先知道自己的数据库是否同步，所以发送LSR，请求没同步的LSA
LSA的头部格式：
LS age：LSA产生后所经过的时间，以秒为单位。LSA在本路由器的链路状态数据库（LSDB）中会随时间老化（每秒钟加1），但在网络的传输过程中却不会。
LS type：LSA的类型。常用有1、2、3、4、5、7类LSA。
Link State ID：具体数值根据LSA的类型而定。
Advertising Router：始发LSA的路由器的ID。
LS sequence number：LSA的序列号，其他路由器根据这个值可以判断哪个LSA是最新的。
LS checksum：除了LS age字段外，关于LSA的全部信息的校验和。
length：LSA的总长度，包括LSA Header，以字节为单位。
R2发送LSR请求，请求末同步的LSA，就是一些LSA的头部信息
LS type：LSA的类型号 //上图中为路由器LSA
Link State ID：链路状态标识，根据LSA的类型而定。 //LDID 1.1.1.1
Advertising Router：产生此LSA的路由器的Router ID。//通告AD 1.1.1.1
8.R1收到R2发过来的BDB，要发送DBD的确认给DBD的主路由器也就R２,同时R1没有DBD的包了，所以M＝0,表示为最后一个DBD包。（但如果主再发DBD包过来，从还是要发DBD进行确认，这叫隐式确认）
DBD的确认就是发送一个DBD包，序列号为主的序列号，这叫隐式确认。
同时，R1也知道自己的数据库哪些末同步，也向R２发送LSR请求末同步的LSA，也就是一些LSA的头部信息
LS type：LSA的类型号 //上图中为路由器LSA 1类LSA
Link State ID：链路状态标识，根据LSA的类型而定。 //LDID 10.10.10.10
Advertising Router：产生此LSA的路由器的Router ID。//通告AD 10.10.10.10
在发送LSR时就进入了loading状态。
R1收到R2发过来的LSR请求，则发回LSU给R1
发达LSU给LSR请求的路由（包含具体的LSA信息）
Number of LSAs：该报文包含的LSA的数量。
LSAs：该报文包含的所有LSA。
9.R2收到R1发来的LSU要对收到的LSU进行确认，发送LSACK叫做显式确认。
LSAck报文用来对接收到的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。
LSA Headers：该报文包含的LSA头部。
同时接收到R1的LSR请求，发送LSU
包含多条LSA的具体信息
同时R2后面没有DBD数据包了，要发送出最后一个DBD（M＝0），告诉R1没有DBD包了
10.R1收到LSU后，对该LSU发送确认LSACK
R1收到R2发来的最后一个DBD包后，还是要发回确认的。
exchange和loading之间没有严格的界限，在exchange状态也会传送LSR、LSU、LSACK等信息，大家明白就好，不必太追究。这期间可能还有更多的LSA请求、更新、确认，直到LSDB的完全同步。
至此R1和R2的LSDB完全同步了，进入FULL状态，R1和R2建立邻接关系，每隔10s发送HELLO报文，运行SPF算法计算路由，把最最佳路由加入到全局路由表中。
PS：写博文有半个多月了，虽然写得不怎么样，但毕竟还是原创，写起来还真不是一件易事，每次写一篇至少要花2-3个小时，希望大家多多支持啊，你们的支持是我的动力！谢谢各位！