OSPF鄰居狀態(tài)機的詳細講解

1、背景

我們都知道，任何新技術(shù)的誕生，都是有它一定的自然規(guī)律的。絕逼不是憑白無故的產(chǎn)生。所以，龍哥希望大家學(xué)習(xí)一個技術(shù)時，學(xué)會多關(guān)聯(lián)相關(guān)協(xié)議，聯(lián)想他們各自的特點，學(xué)會把知識串聯(lián)起來，這樣你就不會覺得學(xué)技術(shù)好難啊，就不會總是跟龍哥抱怨：總是記不住怎么辦呢？

會有鏈路狀態(tài)協(xié)議的OSPF產(chǎn)生，是因為前面距離矢量路由協(xié)議存在兩個非常嚴(yán)重的問題：

1、收斂速度緩慢，就是太磨嘰了；2、容易產(chǎn)生路由環(huán)路。

OSPF，全稱Open Shortest Path First，即開放最短路徑優(yōu)先，是由IETF的OSPF工作組在1989年10月開發(fā)的，發(fā)表的RFC為1131， OSPFv1從此誕生，該協(xié)議是基于著名的DijKstra算法。不過版本1一直都是在實驗室中使用，未推廣成功。版本2才開始被廣泛使用，在RFC2328說明。

注：IETF：國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（The Internet Engineering Task Force，簡稱 IETF。1985年年底成立。

2、LSDB

LSDB，全稱是Link State DataBase，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。為啥會有它呢？還不是因為距離矢量路由協(xié)議RIP，是個“傳言”路由協(xié)議，在距離矢量路由協(xié)議中，鄰居說有啥路由，你就信啥，你心中自己都沒有一張地圖，就很容易經(jīng)常被騙，所以會導(dǎo)致環(huán)路。所以O(shè)SPF干脆就給區(qū)域內(nèi)每臺路由器都搞一張地圖，這樣就不會上當(dāng)受騙了，這個地圖就是LSDB，這樣就使得OSPF可以保證區(qū)域內(nèi)無環(huán)，區(qū)域間無環(huán)，通過一些規(guī)則來限制，這樣區(qū)域內(nèi)外都能保證無環(huán)。下面，簡單介紹一下：

簡單說明一些，區(qū)域內(nèi)路由器一旦配置了OSPF，每臺路由器就會開始泛洪LSA（包含IP地址、掩碼、開銷、網(wǎng)絡(luò)類型等信息），每臺都能收到LSA，會構(gòu)建一張數(shù)據(jù)庫，即LSDB。然后每臺路由器都會以自己為根節(jié)點，構(gòu)建一顆最短路徑樹，然后從這棵樹中計算路由，將最優(yōu)的放進路由表，用于指導(dǎo)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

可能上圖小白看著會覺得有點抽象，很難受。行吧，那龍哥動手搭個環(huán)境，聯(lián)系實際場景，可能就會更好理解了。

現(xiàn)在我登錄到每臺設(shè)備給大家演示一下如何查看LSDB（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫）：

從以上截圖來看，相信大家應(yīng)該發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象了，那就是每臺路由器的LSDB是一樣的，說明區(qū)域內(nèi)每臺路由器的“地圖”都是長一個樣的。

然后我再每臺路由器都創(chuàng)建loopback 0，都宣告到OSPF，目的是驗證計算路由。不然上述環(huán)境，直連路由優(yōu)先OSPF路由，所以查看路由表是不會看到OSPF路由的。

創(chuàng)建后隨便登錄一臺路由器就可以了（因為每臺路由器LSB都是一樣的），去查看1類LSA（1類LSA每臺路由器都會產(chǎn)生的）

然后我們在R1查看路由表中的OSPF路由：

我們可以看到只有2條OSPF路由，10．10．10．10沒有在里面，是因為它不是最優(yōu)的，因為它是直連路由，直連路由（優(yōu)先級0）比OSPF（優(yōu)先級10）優(yōu)。

3、報文類型

不管你學(xué)什么協(xié)議，都繞不開學(xué)習(xí)報文。報文，就是協(xié)議之間互相交付的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

OSPF在層次模型中，是基于IP層之上的，協(xié)議號是89。

上圖看完，我們是不是就可以定位出OSPF其實也是跟TCP、UDP同一傳輸層級別的協(xié)議了。

現(xiàn)在，是不是明白了，為啥OSPF報文需要LSAck了吧？ 因為OSPF不是基于TCP，TCP有確認(rèn)機制，所以O(shè)SPF如果要確認(rèn)機制，就需要開發(fā)一個報文類型，用來做確認(rèn)，即LSAck。

現(xiàn)在，我們來總結(jié)一下OSPF的報文類型有：

Hello報文：用于發(fā)現(xiàn)、建立、維護鄰居關(guān)系。

DBD報文：鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的目錄，即摘要信息。

LSR報文：發(fā)現(xiàn)自己缺少哪些摘要信息的，就去請求缺少的LSA。

LSU報文：完整的LSA信息。

LSAck報文：確認(rèn)收到LSA。

本期主題龍哥于大家分享的是OSPF鄰居狀態(tài)機，所以重點介紹一下OSPF的Hello報文。

有些人遇到OSPF鄰居不能建立成功，總是不知所措；或者有些考試應(yīng)付考試，來問龍哥，影響OSPF鄰居建立因素好幾條，總是記不住怎么辦呀？其實，這個問題很簡單，就是你沒有把Hello報文格式內(nèi)容給了解透徹。

你細品Hello報文，再去看影響OSPF鄰居建立的因素，就清晰多了：（1）router id（2）area id（虛鏈路的area id可以不一致，什么意思）（3）認(rèn)證（4）hello／dead（5）區(qū)域類型（option位，e＝1、n＝0為普通／骨干區(qū)域，e＝0、n＝0為stub區(qū)域，e＝0、n＝1為nssa區(qū)域）（6）接口的地址掩碼（ma網(wǎng)絡(luò)，LSA2的掩碼描述接口的掩碼，如果掩碼不一致會認(rèn)為有兩臺DR，p2p沒有問題）不在hello包（7）接口mtu（鄰接關(guān)系出問題）（8）ospf進程下靜默