OSPF工作过程

OSPF工作过程

要说明OSPF的工作过程，就要从5种包和7种状态开始说起

５种数据包

Hello包：发现、建立邻居（邻接）关系、维持、周期保活；存在全网唯一的RID，使用IP地址表示

DBD包：data basic describe　数据库描述包、本地数据库的目录（LSDB的目录（所有LSA集合））

LSR包：Link　status　Request　链路状态查询（请求）包　目的是基于DBD包中的未知信息进行查询

LSU包：Link　status　Update　链路状态更新包　携带了真正的LSA信息（链路状态通告），路由信息或拓扑信息 ，单播回复LSR，用于确认LSR请求

LSACK包：Link　status　Acknowledge　链路状态确认包，对传递LSA信息进行确认，保障可靠性

OSPF数据包跨层封装于3层报头

７种状态机

Down ： 未启动协议，一旦启动OSPF协议后，进行hello的收发，进入下一状态

Init（初始化）：，若收到了携带了自己的RID的hello包，则和对方一起进入下一状态

two-way（双向通信）：邻居关系建立的标志；此时进行条件匹配，若成功，RID大的优先进入下一状态；若失败，则保持邻居关系，hello包10s周期保活即可

条件匹配：点到点网络直接进入下一状态；MA网络将进行DR/BDR选举
选举DR：
1.比较接口的优先级（0-255），越大越优
2. 比较router-id ，越大越优。
注意：
DR是接口概念
DR不能抢占
若优先级为0，视为放弃选举

Exstart（预启动）：使用类似hello 的DBD进行主从关系选举，route-id数值大为主；优先进入下一状态；若MTU不一样的话，就停留在这个状态，MTU在OSI中是2层或3层 2层的大于3层

类Hello的DBD包：这里的DBD包中并没有真正的数据库信息，只是为了选出一个在下一个状态优先共享自己LSDB的主路由器

主从选举的目的： 在下一状态时，被选举为主路由器的优先将自己的LSDB发送出去

如下图，Exstart时，RID大者在下一状态优先将自己的LSDB共享出去

Exchange（准交换）：使用真正的DBD包进行数据库目录的共享，共享的是LSDB；（交换完成后需要用LSAck包进行确认）

Loading （加载）：使用LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息(共享拓扑图)

Full（转发）:邻接（毗邻）关系建立的标志

另外，由于OSPF网络类型的不同则还有一种特殊的状态
Attempt（尝试） ：在NBMA等网络类型中，路由器之间不能自动建立邻居关系，必须使用单播邻居建立，若邻居指定发生错误，则进入该状态.

将以上的5包7状态串联起来就组成了OSPF的工作过程，整个过程是围绕三个表来运作的，下面就根据三个表来详细说明OSPF的工作过程

1. 邻居表
2. 数据库表
3. 路由表

启动完协议后（down后），本地使用组播地址224.0.0.5收发OSPF的hello包，若收到的hello包中携带了本地的RID之后，邻居关系建立，生成邻居表；

此时进行条件匹配，匹配失败将维持邻居关系，仅hello包10s周期保活即可；匹配成功者间可以建立邻接关系，邻居间使用DBD进行数据库目录的比对；之后使用LSR查询目录中未知的LSA信息，对端使用LSU来携带传递LSA，最终需要LSack进行接收确认；当本地收集到区域内所有设备的LSA后，生成LSDB—链路状态数据库表；

本地基于LSDB启用SPF算法，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到路由表内；

两种关系的建立标志
邻居关系：two-way双向通信
邻接关系：Full状态