OSPF邻居状态机

OSPF（Open Shortest Path First）协议的邻接关系状态机描述了两台OSPF路由器之间建立和维护邻接关系的过程。以下是每个状态的简要描述：

1. Down State（关闭状态）

   描述：这是OSPF邻接关系的初始状态，表示路由器尚未从邻居接收到任何Hello报文。
   特点：
   在此状态下，路由器认为邻居不可达。
   如果接口被启用或配置了OSPF，状态会从Down开始。
   如果在Dead Interval（死亡间隔）时间内仍未收到Hello报文，状态将保持为Down。

2. Init State（初始化状态）

   描述：当路由器收到邻居发送的Hello报文后，进入Init状态。
   特点：
   路由器已收到邻居的Hello报文，但尚未在Hello报文中看到自己的Router ID。
   此时，路由器知道邻居的存在，但尚未建立双向通信。
   如果路由器在Hello报文中看到了自己的Router ID，状态将迁移到Two-way状态。

3. Two-way State（双向通信状态）

   描述：当路由器在收到的Hello报文中看到自己的Router ID时，进入Two-way状态。
   特点：
   表示双向通信已经建立，双方都知道彼此的存在。
   在广播或多播网络中，此状态下还会进行DR（Designated Router）和BDR（Backup Designated Router）的选举。
   如果DR和BDR选举完成，非DR/BDR路由器的状态可能会停留在Two-way状态，而DR和BDR会继续进入后续状态。

4. Exstart State（交换开始状态）

   描述：在Two-way状态之后，如果路由器需要建立完全邻接关系（如需要交换LSA信息），则进入Exstart状态。
   特点：
   此状态用于协商主从关系（Master/Slave），确定哪台路由器先发送数据库描述（DD）报文。
   路由器会比较Router ID，Router ID较大的路由器成为主设备，较小的成为从设备。
   协商完成后，进入Exchange状态。

5. Exchange State（交换状态）

   描述：在Exstart状态协商完成后，进入Exchange状态，开始交换链路状态数据库（LSDB）的摘要信息。
   特点：
   路由器通过发送数据库描述（DD）报文，交换LSDB的摘要信息。
   DD报文包含LSA头部信息，用于判断双方的LSDB是否一致。
   如果发现LSDB不一致，路由器会请求缺失或更新的LSA。

6. Loading State（加载状态）

   描述：在Exchange状态之后，如果发现LSDB不一致，进入Loading状态。
   特点：
   路由器通过发送链路状态请求（LSR）报文，请求缺失或更新的LSA。
   收到请求的路由器会发送链路状态更新（LSU）报文，将缺失或更新的LSA发送给请求方。
   接收方收到LSU后，会更新自己的LSDB，并发送链路状态确认（LSAck）报文确认。

7. Full State（完全邻接状态）

   描述：当两台路由器的LSDB完全同步后，进入Full状态。
   特点：
   表示两台路由器的LSDB完全一致，邻接关系建立完成。
   路由器可以基于完整的LSDB计算路由信息。
   在Full状态下，路由器会定期发送Hello报文以维持邻接关系，并根据LSA的TTL值更新LSDB。

状态迁移总结

Down → Init：收到Hello报文，但未看到自己的Router ID。
Init → Two-way：在Hello报文中看到自己的Router ID。
Two-way → Exstart：需要建立完全邻接关系，开始协商主从关系。
Exstart → Exchange：协商完成，开始交换LSDB摘要信息。
Exchange → Loading：发现LSDB不一致，请求缺失或更新的LSA。
Loading → Full：LSDB完全同步，邻接关系建立完成。