OSPF基础（1）：工作过程、状态机、更新
OSPF基础
1、技术背景（与RIP密不可分，因为RIP中存在的问题）
- RIP中存在最大跳数为15的限制，不能适应大规模组网
- 周期性发送全部路由信息，占用大量的带宽资源
- 以路由收敛速度慢
- 以跳数作为度量值
- 存在路由环路可能性
- 每隔30秒更新
2、OSPF协议特点
- 没有跳数限制，适合大规模组网
- 使用组播更新变化的路由和网络信息
- 路由收敛快
- 以COST作为度量值
- 采用SPF算法有效避免环路
- 每隔30分钟更新
- 在互联网上大量使用，是运用最广泛的路由协议
注意：OSPF传递的是拓扑信息和路由信息，RIP传递的是路由表
3、OSPF三张表
邻居表：记录邻居状态和关系
拓扑表：链路状态数据库（LSDB）
路由表：记录由SPF算法计算的路由，存放在OSPF路由表中
4、OSPF数据包(可抓包)
(1)hello：hello包携带自己的router ID、被发现的邻居标识，用来周期保活的，发现，建立邻居关系。
(2)DBD（数据库描述报文）：仅包含LSA摘要
(3)LSR：请求自己没有的或则比自己更新的链路状态详细信息
(4)LSU：链路状态更新信息
(5)LSAck:对LSU的确认
因为OSPF数据包内容过长，博主将其单开了一篇博客，想要详细了解的请移步OSPF数据包
5、OSPF工作过程
- 邻居：双方通过hello报文，相互认识
- 邻接：邻居关系建立好后，进行一系列报文交互，当两台路由器LSDB同步完成，开始独立计算路由时，这两台路由器形成了邻接关系
（1）确认可达性，建立邻居
router ID :标明的是路由器身份
手工配置：IPV4地址格式
自动选举：
环回口:IP地址大的优先
物理口:IP地址大的优先
2-way前，确认DR/BDR
选举原因：广播网络中使路由信息交换更加高速有序，可以降低需要维护的邻接关系数量
- 选举范围：每个网段都需要选出一个DR和BDR（0-255）
- 选举规则：1.优先级大的优先，默认优先级是1；2.router-id大的优先
DR/BDR的选举没有抢占性
关系状态：DRother与DR建立邻接关系；
DRother与BDR建立邻接关系；
DR /BDR建立邻接关系；
DRother之间保持邻居关系
（2）摘要同步，开始建立邻接关系
- 向邻接路由器发送DBD报文，通告本地LSDB中所有LSA的摘要信息
- 收到DBD报文后，与本地LSDB对比，向对方发送LSR报文，请求发送本地所需要的LSA的完整信息
- 收到LSR后,把对方所需的LSA的完整信息打包为一条LSU报文，发送至对方
- 收到LSU后，向对方回复LSAck报文，进行确认
邻接建立过程：
（3）完整信息同步，完全邻接关系建立
完全邻接关系建立，LSDB表与路由表形成
6、OSPF的状态机
(1)down：关闭状态（稳定状态），这种情况处于手动指定邻居的情况下，发送hello包之后进入下一个状态
(2)INIT：初始化状态，收到对方的hello报文，但没有收到对方的hello确认报文
(3)Attempt：一般不会出现，只出现在NBMA网络中，发出hello，但收不到对方的hello包
(4)2-way（稳定状态）：双方互相发现，邻居状态稳定，并确认了DR/BDR的角色；
当选举完毕后，就算出现一台优先级更高的路由器，也不会替换成新的DR\BDR；
需要原DR\BDR失效，或重置OSPF进程才会成为新的DR\BDR；
<R1>reset ospf process2-way的前提：
- Router-id无冲突，修改router-id需要重置ospf进程使生效；
- 掩码长度一致（MA网络中）；
- 区域ID一致；
- 验证密码一致；
- hello-time一致；
- dead-time一致；
- 特殊区域类型一致；
(5)Exstart：交换开始状态；发送第一个DD报文，但不发送LSA摘要，仅用于确定LSDB协商的主从，ROUTER-ID大的成为master
(6)Exchange：交换状态；发送后续DD报文，用于通告LSDB摘要
(7)Loading：读取状态，进行LSA的请求（LSR）、加入(LSU)和确认(LSACK)
(8)Full：邻接状态（稳定状态），两端同步LSDB；
FULL的前提：两端MTU一致，否则可能卡在EXSTART\Exchange状态
能够计算路由的前提：两端网络类型一致，否则邻居状态full,但无法学习路由
7、LSDB的更新（了解）
注：广播网络中的更新：只由DR发起