重温OSPF——OSPF邻居建立

一、DOWN ：
双方没有进行任何交互活动。

二、INIT ：

收到对方的hello包，但是还没收到含有自己RID的hello包，即对方没有收到自己的hello包。

这个时候发送 hello（224.0.0.5）中DR字段为全零，因为还没有选出 DR。

Hello包的参数：

1、自己RID  2、Area ID  3、hello-interval  4、hello-deadinterval  5、网络掩码  6、优先级 7、DR/BDR  8、邻居RID  9、认证信息
只有hello包中的2、3、4、5、9字段一致，才能形成邻居。如有一项不相同的丢弃。
hello包TTL值是 1，在E1中每 10 秒发送一次。

三、TWO-WAY： 

两个OSPF路由器都从对端发来的hello包中发现自己的RID。建立邻邻居关系。

建立邻居关系后，邻居路由器之间会判断是否需要建立邻接关系

　　

1、 如果是point-to-point链路，需要建立邻接关系

2、 如果是point-to-multipoint链路，需要建立邻接关系

3、 如果网络类型是虚链路，需要建立邻接关系

4、 本地路由器是网段上的DR，需要建立邻接关系

5、 本地路由器是网段上的BDR，需要建立邻接关系

6、 邻居路由器是网段上的DR，需要建立邻接关系

7、 邻居路由器是网段上的BDR，需要建立邻接关系

广播网络这个阶段选举DR/BDR。
DR/BDR选举步骤：
step1:根据ospf路由器的接口的优先级选举DR/BDR（每个接口默认的优先级都是1）其中优先级最大的成为DR,次大的成为BDR,其它的都是DR-Other。 如果有路由器的pri为0，表示放弃DR/BDR的选举。(priority:设置命令 route(config-if)#ip ospf cost {priority} 0~255)
priority:1--255 (串口默认没有优先级，因为它默认是POINT_TO_POINT，不需要选举DR/BDR的。)
step2:如果接口的优先级相同,将使用router-id来决定DR/BDR的选举:其中router-id最大的成为DR,次大的成为BDR,其他的都是DR-other。

DR 一旦当选，除非路由器故障，否则不会更换，即使后来的路由器priority 更高

为什么DR和BDR的选举根据同一网段而不是同一区域

HELLO包在广播和P2MP网络中是以组播形式发送的，而在NBMA和P2P网络中是以单播发送，都是三层转发。OPSF在广播型网络和NBMA网络中需要选举DR/BDR。如果DR/BDR的选举是根据同一区域而不是同一网段，也就是说可以跨路由器进行选举，那么，首先组播就不能跨路由，其次既然DR/BDR都还没选出来，跨网段的路由也是没有的，单播也自然无法通过。这样一来，由于HELLO包根本无法传到，何谈选举DR/BDR？（一句话：由于HELLO包只能在邻居间交互，而邻居间必须是同一网段，所以DR/BDR选举也要在同一网段进行）。

四、EXSTART ：

预启动状态，OSPF路由器建立主从关系，然后由主确定一个发送DD的序列号。

选主从原则：RID大的为主。
选主从原因：传输DD之前，先由主确定一个序列号，并且只能有主对序列号进行修改。为确定唯一的DD序列号，让数据可靠到达。因为 ip 是不可靠传输，采用确认＋超时重传。

头两个 dd 报文为空，不包含 lsa 的数据，用于协商序列号。这时候都认为自己是主。

在EX-START状态开始进行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（Database Description）报文的序列号（Sequence Number），而Router-ID大的那个OSPF路由器的接口将会成为Master，由它来决定DD Sequence Number，对端则成为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，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，在一系列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，如果一个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。

五、EXCHANGE：
交换状态。DRother和DR 开始交换数据，主先发送LSDB报文，此报文只是一个index（如同一本书的目录）不包含实际的路由数据，从也发送报文，发送主没有的。
DD包信息：
1、I-bit （intial-bit）
标示位，如果置1，则只有1个DD包，如果是子DD包，则置0.
2、M-bit  （more-bit）
如置1，表示该DD包不是最后一个。如置0，表示其为最后一个。DD包发送结束。
3、MS-bit  （master/slave-bit）
如置1，表示该包为主发的包，置0表示从发的包。
4、DD sequence number
DD包序列号

六、LOADING： 
装入状态。从DD 报文中查看那个是自己需要的路由数据，发送LSR 请求发送数据，对端发送LSU,此报文包含所需的全部数据。 
LSR信息：
1、link state type 。总共有11种，但是思科公司未实现全部。

常见：

1）router lsa：LID为RID。描述路由器与OSPF区域接口的信息，只在本区域内flooding。

2)  network lsa：LID为DR连接该区域的接口IP。有DR产生，描述本区域的路由器信息。是保证在广播网络中只产生一个network lsa 。
3）network summary lsa：LID为目的网络号。由ABR产生，描述其所知道的其他区域网络。
4）asbr las：LID为asba的RID。由ASBR产生，描述自己的位置，使其他路由器可以找到并到达它。
5）as external lsa ：LID为外部网络号。由ASBR产生，描述到达外部网络的路由信息。
6）nssa external lsa：LID为外部网络号。由ASBR产生，描述nssa区的直连外部路由。它会被包含到第5类lsa中，以便可以被分发到支持第5类lsa的区域。
2、link id：
不同lsa的link id 不同。
3、advertising router ：
发送lsa的RID。
LSU信息:
数据链路更新包，LAS包含在LSU中。
LSA (数据链路通告，LSA是包含在LSU中的)的传播更新规律 ：
Step1：如果本路由器从来没有收到过此LSA,那么路由器就将其加入LSDB,并且转发/泛洪此LSA。
Step2:   如果本路由器,曾经收到描述同一个网络的LSA:
    2-1:   如果LSA的序号，与自己已有的相同,则丢弃此LSA。
    2-2:   如果LSA的序号，比自己的新，则同step1。
    2-3:   如果LSA的序号，比自己的旧，就将自己较新的LSA发送给源。

七、FULL:
收到LSU报文后发送确认，完成充满状态。 
存在DR/BDR时，DR收到LSU后是不发送LSAck的。因为当DR将LSU在该区域内flooding，当发送路由器侦听到该LSA时，就认为是一个确认。
当不存在DR/BDR时，接收路由器发送LSAck。
完成full状态，说明该区域中所有路由都拥有相同的LSDB了。
Full状态是DR/BDR和DRother连接的正常状态。而two-way状态是DRother之间连接的正常状态

从INIT--LOADING 是路由器第一次交换信息的时候才出现，到了 full 以后,如果在有路由变化那么就只发送lsu 

完成full状态后。路由器使用spf算法，以自己为根，计算出到达已知网络的最佳路径。

若出现无法建立邻居的情况：

1、检查物理链路

检查路由器之间IP地址是否正确，直连能否PING通，如果不通，看看接口有没有打开。

检查命令：show ip ospf interface bri

2、检查OSPF的配置

检查OSPF是否配置正确，相应的接口有没有宣告成功，或者宣告的地址是否匹配，或者是区域等不匹配，再或者是命令本身的错误。

检查命令：show run | s router ospf 

3、检查路由器之间OSPF是否有认证存在

可以使用debug ip ospf adj 来查看,可以自己使用不同的情况来验证，如果日志开启，也应该会有提示显示

检查命令:debug ip ospf adj 

4、检查OSPF宣告的区域类型是否匹配

区域类型通常有三种Stub/transit/NSSA，也可以通过DEbug来检查：

R1#debug ip ospf adj 

5、MTU是否不匹配

邻居建立过程中MTU需要匹配，通常MTU不匹配的情况下，邻居关系始终停留在EXSTART状态，MTU默认为1500,可以通过 

命令：Show ip ospf interface +接口来查看，也可以通过Debug。

6、检查是否有访问控制列表ACL禁止了OSPF流量，或者接口被PASSIVE

OSPF通常使用组播地址 224.0.0.5 来发送Hello包，如果被阻止，OSPF邻居无法建立。

检查命令有：show ip os int bri  , show ip os nei ,  show ip access-list .

7、两个路由器的Router id相同，

如果两个路由器的Router id相同，则ospf的master和slave关系不能确定。

检查命令： show ip os , show ip prot , show run | s router ospf

8、另外还有很多原因可导致OSPF邻居不能建立

如：Hello/dead 间隔不匹配  ； 

使用了第二地址secondary IP来建立OSPF adjacency