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終身制

終身制也叫非搶占制。每一臺(tái)新加入的路由器并不急于參加選舉，而是先考察一下本網(wǎng)段中是否已存在DR。如圖10所示，如果目前網(wǎng)段中已經(jīng)存在DR，即使本路由器的DR優(yōu)先級(jí)比現(xiàn)有的DR還高，也不會(huì)再聲稱自己是DR，而是承認(rèn)現(xiàn)有的DR。因?yàn)榫W(wǎng)段中的每臺(tái)路由器都只和DR、BDR建立鄰接關(guān)系，如果DR頻繁更換，則會(huì)引起本網(wǎng)段內(nèi)的所有路由器重新與新的DR、BDR建立鄰接關(guān)系。這樣會(huì)導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)網(wǎng)段中有大量的OSPF協(xié)議報(bào)文在傳輸，降低網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。終身制有利于增加網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、提高網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。實(shí)際上，在一個(gè)廣播網(wǎng)絡(luò)或NBMA網(wǎng)絡(luò)上，最先啟動(dòng)的兩臺(tái)具有DR選舉資格的路由器將成為DR和BDR。

繼承制

如圖11所示，繼承制是指如果DR發(fā)生故障了，那么下一個(gè)當(dāng)選為DR的一定是BDR，其他的路由器只能去競(jìng)選BDR的位置。這個(gè)原則可以保證DR的穩(wěn)定，避免頻繁地進(jìn)行選舉，并且DR是有備份的（BDR），一旦DR失效，可以立刻由BDR來承擔(dān)DR的角色。由于DR和BDR的數(shù)據(jù)庫是完全同步的，這樣當(dāng)DR故障后，BDR立即成為DR，履行DR的職責(zé)，而且鄰接關(guān)系已經(jīng)建立，所以從角色切換到承載業(yè)務(wù)的時(shí)間會(huì)很短。同時(shí)，在BDR成為新的DR之后，還會(huì)選舉出一個(gè)新的BDR，雖然這個(gè)過程所需的時(shí)間比較長(zhǎng)，但已經(jīng)不會(huì)影響路由的計(jì)算了。

選舉過程

廣播鏈路或者NBMA鏈路上DR和BDR的選舉過程如下：

1. 接口UP后，發(fā)送Hello報(bào)文，同時(shí)進(jìn)入到Waiting狀態(tài)。在Waiting狀態(tài)下會(huì)有一個(gè)WaitingTimer，該計(jì)時(shí)器的長(zhǎng)度與DeadTimer是一樣的。默認(rèn)值為40秒，用戶不可自行調(diào)整。OSPF接口狀態(tài)的詳細(xì)描述，請(qǐng)參見OSPF接口狀態(tài)機(jī)。
2. 在WaitingTimer觸發(fā)前，發(fā)送的Hello報(bào)文是沒有DR和BDR字段的。在Waiting階段，如果收到Hello報(bào)文中有DR和BDR，那么直接承認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中的DR和BDR，而不會(huì)觸發(fā)選舉。直接離開Waiting狀態(tài)，開始鄰居同步。
3. 假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)存在一個(gè)DR和一個(gè)BDR，這時(shí)新加入網(wǎng)絡(luò)中的路由器，不論它的Router ID或者DR優(yōu)先級(jí)有多大，都會(huì)承認(rèn)現(xiàn)網(wǎng)中已有的DR和BDR。（歡迎關(guān)注公眾號(hào)@網(wǎng)絡(luò)工程師阿龍）
4. 當(dāng)DR因?yàn)楣收螪own掉之后，BDR會(huì)繼承DR的位置，剩下的優(yōu)先級(jí)大于0的路由器會(huì)競(jìng)爭(zhēng)成為新的BDR。
5. 只有當(dāng)不同Router ID，或者配置不同DR優(yōu)先級(jí)的路由器同時(shí)起來，在同一時(shí)刻進(jìn)行DR選舉才會(huì)應(yīng)用DR選舉規(guī)則產(chǎn)生DR。該規(guī)則是：優(yōu)先選擇DR優(yōu)先級(jí)最高的作為DR，次高的作為BDR。DR優(yōu)先級(jí)為0的路由器只能成為DR Other；如果優(yōu)先級(jí)相同，則優(yōu)先選擇Router ID較大的路由器成為DR，次大的成為BDR，其余路由器成為DR Other。

選舉過程驗(yàn)證

五臺(tái)路由器組成一個(gè)廣播網(wǎng)絡(luò)，R5作為純二層設(shè)備，R1～R4作為路由設(shè)備。R1～R4都規(guī)劃在OSPF的Area0區(qū)域內(nèi)，各路由器的IP地址及Router ID如圖12所示。

網(wǎng)絡(luò)中可以正常選舉出DR和BDR時(shí)

假設(shè)R1～R4各接口的配置已經(jīng)完成，這里僅給出OSPF相關(guān)的配置。

R1的配置

R2的配置

#
ospf 1 Router ID 10.2.2.2
  area 0.0.0.0 
  network 192.168.1.0 0.0.0.255 
#

R3的配置

R4的配置

#
ospf 1 Router ID 10.4.4.4
  area 0.0.0.0 
  network 192.168.1.0 0.0.0.255 
#

配置完成后，待網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定后查看當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中DR和BDR的選舉情況。

在R1上查看OSPF的鄰居信息。

可以看出，該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成了DR和BDR的選舉，R1是DR，R2是BDR，R3和R4是DR Other。這里R1是DR，R2是BDR跟系統(tǒng)的啟動(dòng)順序是直接相關(guān)的。本例中按照R1、R2、R3、R4的順序依次啟動(dòng)設(shè)備，所以R1和R2首先完成了初始化，自然成為了DR和BDR。

在R1、R2、R3和R4上查看OSPF鄰居的概要信息。

<R1> display ospf 1 peer brief

         OSPF Process 1 with Router ID 10.1.1.1
                   Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id         Interface                  Neighbor id      State
 0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.2.2.2         Full
 0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.3.3.3         Full
 0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.4.4.4         Full
 ----------------------------------------------------------------------------
 Total Peer(s):     3

<R3> display ospf 1 peer brief

        OSPF Process 1 with Router ID 10.3.3.3
                  Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id         Interface                  Neighbor id      State
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.1.1.1         Full
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.2.2.2         Full
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.4.4.4         2-Way
----------------------------------------------------------------------------
Total Peer(s):     3

可以看出，R1、R2和其他三臺(tái)路由器的鄰居關(guān)系都是Full，而R3和R4之間的鄰居關(guān)系是2-Way狀態(tài)。這表示DR、BDR與鄰居間建立的是鄰接關(guān)系，而DR Other之間建立的只是鄰居關(guān)系。OSPF鄰居狀態(tài)的詳細(xì)描述，請(qǐng)參見OSPF鄰居狀態(tài)機(jī)。

網(wǎng)絡(luò)中無法選舉出BDR時(shí)

如果在R2、R3、R4的接口GE1/0/1上執(zhí)行ospf dr-priority命令將接口的DR優(yōu)先級(jí)配置為0，那么這個(gè)時(shí)候這三臺(tái)路由器將失去DR和BDR的選舉資格，只能作為DR Other，網(wǎng)絡(luò)中僅存在一臺(tái)具備DR和BDR選舉資格的路由器，就是R1。

在R1上查看OSPF鄰居信息。

可以看到，此時(shí)DR是R1，BDR顯示為None，即網(wǎng)絡(luò)中不存在BDR。

<R1> display ospf peer

         OSPF Process 1 with Router ID 10.1.1.1
                 Neighbors

 Area 0.0.0.0 interface 192.168.1.1(GigabitEthernet1/0/1)'s neighbors
 Router ID: 10.2.2.2         Address: 192.168.1.2
   State: Full  Mode:Nbr is Master  Priority: 0
   DR: 192.168.1.1  BDR: None   MTU: 0
   Dead timer due in 38  sec
   Retrans timer interval: 5
   Neighbor is up for 00:04:31
   Authentication Sequence: [ 0 ]

 Router ID: 10.3.3.3         Address: 192.168.1.3
   State: Full  Mode:Nbr is Master   Priority: 0
   DR: 192.168.1.1  BDR: None   MTU: 0
   Dead timer due in 35  sec
   Retrans timer interval: 5
   Neighbor is up for 00:03:45
   Authentication Sequence: [ 0 ]

 Router ID: 10.4.4.4         Address: 192.168.1.4
   State: Full  Mode:Nbr is Master   Priority: 0
   DR: 192.168.1.1  BDR: None   MTU: 0
   Dead timer due in 33  sec
   Retrans timer interval: 5
   Neighbor is up for 00:03:36
   Authentication Sequence: [ 0 ]

在R1、R2、R3和R4上查看OSPF鄰居的概要信息。

可以看出，R2、R3、R4分別和R1建立了鄰接關(guān)系（狀態(tài)為FULL），而R2、R3、R4之間的鄰居狀態(tài)只停留在2-Way的狀態(tài)。

<R2> display ospf 1 peer brief

        OSPF Process 1 with Router ID 10.2.2.2
                  Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id         Interface                  Neighbor id      State
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.1.1.1         Full
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.3.3.3         2-Way
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.4.4.4         2-Way
----------------------------------------------------------------------------
Total Peer(s):     3

<R4> display ospf 1 peer brief

        OSPF Process 1 with Router ID 10.4.4.4
                  Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id         Interface                  Neighbor id      State
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.1.1.1         Full
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.2.2.2         2-Way
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.3.3.3         2-Way
----------------------------------------------------------------------------
Total Peer(s):     3

由此可知，如果在一個(gè)廣播網(wǎng)絡(luò)或NBMA網(wǎng)絡(luò)上只有一臺(tái)路由器具有選舉資格，那么這臺(tái)路由器將成為DR，并且在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上沒有BDR，其他所有的路由器都將只和DR建立鄰接關(guān)系。

網(wǎng)絡(luò)中無法選舉出DR和BDR時(shí)

在以上配置的基礎(chǔ)上，如果在R1的接口GE1/0/1上執(zhí)行ospf dr-priority命令將接口的DR優(yōu)先級(jí)配置為0，則R1也失去DR、BDR的選舉資格。此時(shí)該網(wǎng)絡(luò)中將沒有任何路由器具備DR和BDR的選舉資格。

在R1上查看OSPF鄰居信息。

在R1、R2、R3和R4上查看OSPF鄰居的概要信息。

可以看出，此時(shí)所有的鄰居狀態(tài)都只停留在2-Way的狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)不能建立鄰接關(guān)系，各個(gè)路由器之間不能完成路由信息的交互。

<R1> display ospf 1 peer brief

         OSPF Process 1 with Router ID 10.1.1.1
                   Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id         Interface                  Neighbor id      State
 0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.2.2.2         2-Way
 0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.3.3.3         2-Way
 0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.4.4.4         2-Way
 ----------------------------------------------------------------------------
 Total Peer(s):     3

<R3> display ospf 1 peer brief

        OSPF Process 1 with Router ID 10.3.3.3
                  Peer Statistic Information
----------------------------------------------------------------------------
Area Id         Interface                  Neighbor id      State
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.1.1.1         2-Way
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.2.2.2         2-Way
0.0.0.0         GigabitEthernet1/0/1       10.4.4.4         2-Way
----------------------------------------------------------------------------
Total Peer(s):     3

由此可知，如果在一個(gè)廣播網(wǎng)絡(luò)或NBMA網(wǎng)絡(luò)上不存在具備DR和BDR選舉資格的路由器，那么這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上將沒有DR或者BDR，而且也不會(huì)建立任何鄰接關(guān)系。這種情況下，網(wǎng)絡(luò)上所有路由器的鄰居狀態(tài)都將停留在2-Way狀態(tài)。

7OSPF狀態(tài)機(jī)

接口狀態(tài)機(jī)

OSPF設(shè)備從接口獲取鏈路信息后，與相鄰設(shè)備建立鄰接關(guān)系，交互這些信息。在建立鄰接關(guān)系之前，鄰居設(shè)備間需要明確角色分工才能正常建立連接。OSPF接口信息的State字段（可通過display ospf interface命令查看）表明了OSPF設(shè)備在對(duì)應(yīng)鏈路中的作用。

OSPF接口共有以下七種狀態(tài)：

• Down：接口的初始狀態(tài)。表明此時(shí)接口不可用，不能用于收發(fā)流量。
• Loopback：設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)的接口處于環(huán)回狀態(tài)。環(huán)回接口不能用于正常的數(shù)據(jù)傳輸，但可以通過Router-LSA進(jìn)行通告。因此，進(jìn)行連通性測(cè)試時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)到達(dá)這個(gè)接口的路徑。
• Waiting：設(shè)備正在判定網(wǎng)絡(luò)上的DR和BDR。在設(shè)備參與DR和BDR選舉前，接口上會(huì)啟動(dòng)Waiting定時(shí)器。在這個(gè)定時(shí)器超時(shí)前，設(shè)備發(fā)送的Hello報(bào)文不包含DR和BDR信息，設(shè)備不能被選舉為DR或BDR。這樣可以避免不必要地改變鏈路中已存在的DR和BDR。僅NMBA網(wǎng)絡(luò)、廣播網(wǎng)絡(luò)有此狀態(tài)。
• P-2-P：接口連接到物理點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)或者是虛擬鏈路，這個(gè)時(shí)候設(shè)備會(huì)與鏈路連接的另一端設(shè)備建立鄰接關(guān)系。僅P2P、P2MP網(wǎng)絡(luò)有此狀態(tài)。
• DROther：設(shè)備沒有被選為DR或BDR，但連接到廣播網(wǎng)絡(luò)或NBMA網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備被選舉為DR。它會(huì)與DR和BDR建立鄰接關(guān)系。
• BDR：設(shè)備是相連的網(wǎng)絡(luò)中的BDR，并將在當(dāng)前的DR失效時(shí)成為DR。該設(shè)備與接入該網(wǎng)絡(luò)的所有其他設(shè)備建立鄰接關(guān)系。
• DR：設(shè)備是相連的網(wǎng)絡(luò)中的DR。該設(shè)備與接入該網(wǎng)絡(luò)的所有其他設(shè)備建立鄰接關(guān)系。

OSPF接口根據(jù)不同的情況（即輸入事件）在各狀態(tài)中進(jìn)行靈活轉(zhuǎn)換，這樣就形成了一個(gè)高效運(yùn)作的接口狀態(tài)機(jī)，如圖13所示。

下表列出了不同狀態(tài)切換時(shí)的輸入事件InputEvent（圖13中簡(jiǎn)稱IE）。

鄰居狀態(tài)機(jī)

在OSPF網(wǎng)絡(luò)中，相鄰設(shè)備間通過不同的鄰居狀態(tài)切換，最終可以形成完全的鄰接關(guān)系，完成LSA信息的交互。

OSPF鄰居信息的State字段（可通過display ospf peer命令查看）表明了OSPF設(shè)備的鄰居狀態(tài)。

OSPF鄰居共有以下八種狀態(tài)：

• Down：鄰居會(huì)話的初始階段。

表明沒有在鄰居失效時(shí)間間隔內(nèi)收到來自鄰居設(shè)備的Hello報(bào)文。

除了NBMA網(wǎng)絡(luò)OSPF路由器會(huì)每隔PollInterval時(shí)間對(duì)外輪詢發(fā)送Hello報(bào)文，包括向處于Down狀態(tài)的鄰居路由器（即失效的鄰居路由器）發(fā)送之外，其他網(wǎng)絡(luò)是不會(huì)向失效的鄰居路由器發(fā)送Hello報(bào)文的。

• Attempt：這種狀態(tài)適用于NBMA網(wǎng)絡(luò)，鄰居路由器是手工配置的。

鄰居關(guān)系處于本狀態(tài)時(shí)，路由器會(huì)每隔HelloInterval時(shí)間向自己手工配置的鄰居發(fā)送Hello報(bào)文，嘗試建立鄰居關(guān)系。

• Init：本狀態(tài)表示已經(jīng)收到了鄰居的Hello報(bào)文，但是對(duì)端并沒有收到本端發(fā)送的Hello報(bào)文，收到的Hello報(bào)文的鄰居列表并沒有包含本端的Router ID，雙向通信仍然沒有建立。

• 2-Way：互為鄰居。本狀態(tài)表示雙方互相收到了對(duì)端發(fā)送的Hello報(bào)文，報(bào)文中的鄰居列表也包含本端的Router ID，鄰居關(guān)系建立。如果不形成鄰接關(guān)系則鄰居狀態(tài)機(jī)就停留在此狀態(tài)，否則進(jìn)入ExStart狀態(tài)。

DR和BDR只有在鄰居狀態(tài)處于2-Way及之后的狀態(tài)才會(huì)被選舉出來。

• ExStart：協(xié)商主從關(guān)系。建立主從關(guān)系主要是為了保證在后續(xù)的DD報(bào)文交換中能夠有序的發(fā)送。鄰居間從此時(shí)才開始正式建立鄰接關(guān)系。

• Exchange：交換DD報(bào)文。本端設(shè)備將本地的LSDB用DD報(bào)文來描述，并發(fā)給鄰居設(shè)備。

• Loading：正在同步LSDB。兩端設(shè)備發(fā)送LSR報(bào)文向鄰居請(qǐng)求對(duì)方的LSA，同步LSDB。

• Full：建立鄰接。兩端設(shè)備的LSDB已同步，本端設(shè)備和鄰居設(shè)備建立了完全的鄰接關(guān)系。

OSPF鄰居狀態(tài)的切換如圖14所示。

下表列出了不同狀態(tài)切換時(shí)的輸入事件InputEvent（圖13中簡(jiǎn)稱IE）。

下表 OSPF鄰居狀態(tài)切換的輸入事件

8OSPF鄰接關(guān)系的建立

鄰居關(guān)系

使能OSPF功能的接口會(huì)周期性地發(fā)送Hello報(bào)文，與網(wǎng)絡(luò)中其他收到Hello報(bào)文的路由器協(xié)商報(bào)文中的指定參數(shù)，包括區(qū)域號(hào)、驗(yàn)證模式、發(fā)送Hello報(bào)文的時(shí)間間隔、路由器失效時(shí)間等參數(shù)。

如果協(xié)商一致，則在返回的Hello報(bào)文的鄰居列表中添加發(fā)送該Hello報(bào)文的設(shè)備的Router ID，雙方建立雙向通信，鄰居關(guān)系建立。

鄰居關(guān)系建立后，如果在路由器失效時(shí)間內(nèi)沒有收到鄰居發(fā)來的Hello報(bào)文，則中斷鄰居關(guān)系。

鄰接關(guān)系

OSPF鄰接關(guān)系位于鄰居關(guān)系之上，兩端需要進(jìn)一步交換DD報(bào)文、交互LSA信息時(shí)才建立鄰接關(guān)系。

并非所有鄰居都會(huì)建立鄰接關(guān)系，是否建立鄰接關(guān)系主要取決網(wǎng)絡(luò)類型和DR/BDR。

在P2P鏈路和P2MP鏈路上，每一臺(tái)設(shè)備都需要交換LSA信息，因此只存在鄰接關(guān)系。

在廣播鏈路和NBMA鏈路上，因?yàn)镈R Other之間不需要交換LSA信息，所以建立的是鄰居關(guān)系。

而DR與BDR之間，DR、BDR與DR Other之間需要交互LSA信息，所以建立的是鄰接關(guān)系。

如圖1所示，兩臺(tái)DR Other各有三個(gè)鄰居，但是分別只有兩個(gè)鄰接。

鄰接關(guān)系建立過程

不同類型的網(wǎng)絡(luò)，OSPF鄰接關(guān)系建立過程不同。

廣播網(wǎng)絡(luò)

在廣播網(wǎng)絡(luò)中，DR、BDR和網(wǎng)段內(nèi)的每一臺(tái)路由器都形成鄰接關(guān)系，但DR other之間只形成鄰居關(guān)系。

鄰接關(guān)系建立的過程如圖15所示。

建立鄰居關(guān)系

• RouterA連接到廣播類型網(wǎng)絡(luò)的接口上使能了OSPF協(xié)議，并發(fā)送了一個(gè)Hello報(bào)文（使用組播地址224.0.0.5）。

此時(shí)，RouterA認(rèn)為自己是DR設(shè)備（DR=1.1.1.1），但不確定鄰居是哪臺(tái)設(shè)備（Neighbors Seen=0）。

• RouterB收到RouterA發(fā)送的Hello報(bào)文后，發(fā)送一個(gè)Hello報(bào)文回應(yīng)給RouterA，并且在報(bào)文中的Neighbors Seen字段中填入RouterA的Router ID（Neighbors Seen=1.1.1.1），表示已收到RouterA的Hello報(bào)文，并且宣告DR設(shè)備是RouterB（DR=2.2.2.2），然后RouterB的鄰居狀態(tài)機(jī)置為Init。

• RouterA收到RouterB回應(yīng)的Hello報(bào)文后，將鄰居狀態(tài)機(jī)置為2-Way狀態(tài)，下一步雙方開始發(fā)送各自的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。

在廣播網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)接口狀態(tài)是DR Other的設(shè)備之間將停留在此步驟。

主從關(guān)系協(xié)商、DD報(bào)文交換

• RouterA首先發(fā)送一個(gè)DD報(bào)文，宣稱自己是Master（即將DD報(bào)文中的MS字段置為1），并規(guī)定序列號(hào)Seq=X。I=1表示這是第一個(gè)DD報(bào)文，報(bào)文中并不包含LSA的摘要，只是為了協(xié)商主從關(guān)系。M=1說明這不是最后一個(gè)報(bào)文。

• 為了提高發(fā)送的效率，RouterA和RouterB首先了解對(duì)端數(shù)據(jù)庫中哪些LSA是需要更新的。

如果某一條LSA在LSDB中已經(jīng)存在，就不再需要請(qǐng)求更新了。

為了達(dá)到這個(gè)目的，RouterA和RouterB先發(fā)送DD報(bào)文，DD報(bào)文中包含了對(duì)LSDB中LSA的摘要描述（每一條摘要可以唯一標(biāo)識(shí)一條LSA）。

為了保證報(bào)文在傳輸過程中的可靠性，在DD報(bào)文的發(fā)送過程中需要確定雙方的主從關(guān)系，作為Master的一方定義一個(gè)序列號(hào)Seq，每發(fā)送一個(gè)新的DD報(bào)文將Seq加1，作為Slave的一方，每次發(fā)送DD報(bào)文時(shí)使用接收到的上一個(gè)Master的DD報(bào)文中的Seq。

• RouterB在收到RouterA的DD報(bào)文后，將鄰居狀態(tài)機(jī)改為ExStart，并且回應(yīng)一個(gè)DD報(bào)文（該報(bào)文中同樣不包含LSA的摘要信息）。

由于RouterB的Router ID較大，所以在報(bào)文中RouterB認(rèn)為自己是Master，并且重新規(guī)定了序列號(hào)Seq=Y。

• RouterA收到報(bào)文后，同意了RouterB為Master，并將鄰居狀態(tài)機(jī)改為Exchange。

RouterA使用RouterB的序列號(hào)Seq=Y來發(fā)送新的DD報(bào)文，該報(bào)文開始正式傳送LSA的摘要。

在報(bào)文中RouterA將MS字段置為0，說明自己是Slave。

• RouterB收到報(bào)文后，將鄰居狀態(tài)機(jī)改為Exchange，并發(fā)送新的DD報(bào)文來描述自己的LSA摘要，此時(shí)RouterB將報(bào)文的序列號(hào)改為Seq=Y 1。

上述過程持續(xù)進(jìn)行，RouterA通過重復(fù)RouterB的序列號(hào)來確認(rèn)已收到RouterB的報(bào)文。

RouterB通過將序列號(hào)Seq加1來確認(rèn)已收到RouterA的報(bào)文。當(dāng)RouterB發(fā)送最后一個(gè)DD報(bào)文時(shí)，在報(bào)文中寫上M=0。

LSDB同步（LSA請(qǐng)求、LSA傳輸、LSA應(yīng)答）

• RouterA收到最后一個(gè)DD報(bào)文后，發(fā)現(xiàn)RouterB的數(shù)據(jù)庫中有許多LSA是自己沒有的，將鄰居狀態(tài)機(jī)改為L(zhǎng)oading狀態(tài)。

此時(shí)RouterB也收到了RouterA的最后一個(gè)DD報(bào)文，但RouterA的LSA，RouterB都已經(jīng)有了，不需要再請(qǐng)求，所以直接將RouterA的鄰居狀態(tài)機(jī)改為Full狀態(tài)。

• RouterA發(fā)送LSR報(bào)文向RouterB請(qǐng)求更新LSA。

RouterB用LSU報(bào)文來回應(yīng)RouterA的請(qǐng)求。RouterA收到后，發(fā)送LSAck報(bào)文確認(rèn)。

NBMA網(wǎng)絡(luò)

在NBMA網(wǎng)絡(luò)中，所有路由器只與DR和BDR之間形成鄰接關(guān)系。鄰接關(guān)系建立的過程如圖16所示。

建立鄰居關(guān)系

• RouterB向RouterA的一個(gè)狀態(tài)為Down的接口發(fā)送Hello報(bào)文后，RouterB的鄰居狀態(tài)機(jī)置為Attempt。

此時(shí)，RouterB認(rèn)為自己是DR設(shè)備（DR=2.2.2.2），但不確定鄰居是哪臺(tái)設(shè)備（Neighbors Seen=0）。

• RouterA收到Hello報(bào)文后將鄰居狀態(tài)機(jī)置為Init，然后再回復(fù)一個(gè)Hello報(bào)文。

此時(shí)，RouterA同意RouterB是DR設(shè)備（DR=2.2.2.2），并且在Neighbors Seen字段中填入鄰居設(shè)備的Router ID（Neighbors Seen=2.2.2.2）。

在NBMA網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)接口狀態(tài)是DR Other的設(shè)備之間將停留在此步驟。

主從關(guān)系協(xié)商、DD報(bào)文交換過程與廣播網(wǎng)絡(luò)中鄰接關(guān)系建立過程相同。

LSDB同步（LSA請(qǐng)求、LSA傳輸、LSA應(yīng)答）過程與廣播網(wǎng)絡(luò)中鄰接關(guān)系建立過程相同。

點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)

在點(diǎn)到點(diǎn)/點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，鄰接關(guān)系的建立過程和廣播網(wǎng)絡(luò)一樣，唯一不同的是不需要選舉DR和BDR，DD報(bào)文在點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中是由組播發(fā)送的，在點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中是由單播發(fā)送的。

9OSPF區(qū)域

簡(jiǎn)介

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益擴(kuò)大，當(dāng)一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)中的路由器都運(yùn)行OSPF路由協(xié)議時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下問題：

• 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化概率增大，LSA泛洪嚴(yán)重，降低網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。
• 路由器數(shù)量增多，LSDB龐大，占用大量存儲(chǔ)空間，并使得運(yùn)行SPF算法的復(fù)雜度增加。
• 每臺(tái)路由器需要維護(hù)的路由表越來越大。

OSPF協(xié)議通過將自治系統(tǒng)劃分成不同的區(qū)域，將LSA泛洪限制在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率和路由的收斂速率；

每個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器數(shù)量減少，維護(hù)的LSDB規(guī)模降低，SPF計(jì)算也僅限于區(qū)域內(nèi)的LSA；每臺(tái)路由器需要維護(hù)的路由表也越來越小。此外，多區(qū)域提高了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性，有利于組建大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。

區(qū)域是從邏輯上將路由器劃分為不同的組，每個(gè)組用區(qū)域號(hào)（Area ID）來標(biāo)識(shí)。區(qū)域的邊界是路由器，而不是鏈路。一個(gè)網(wǎng)段（鏈路）只能屬于一個(gè)區(qū)域，或者說每個(gè)運(yùn)行OSPF的接口必須指明屬于哪一個(gè)區(qū)域。

在了解OSPF區(qū)域之前，需要先了解與區(qū)域相關(guān)的兩個(gè)概念：路由器類型和路由類型。

路由器類型

OSPF協(xié)議中常用到的路由器類型如圖17所示。

路由類型

AS區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間路由描述的是AS內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

AS外部路由則描述了應(yīng)該如何選擇到AS以外目的地址的路由。

OSPF將引入的AS外部路由分為Type1和Type2兩類。

表中按優(yōu)先級(jí)從高到低順序列出了路由類型。

區(qū)域類型

OSPF的區(qū)域類型包括普通區(qū)域、Stub區(qū)域、NSSA區(qū)域。

普通區(qū)域

缺省情況下，OSPF區(qū)域被定義為普通區(qū)域。普通區(qū)域包括：

• 標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域：最通用的區(qū)域，它傳輸區(qū)域內(nèi)路由，區(qū)域間路由和外部路由。
• 骨干區(qū)域：連接所有其他OSPF區(qū)域的中央?yún)^(qū)域，用Area 0表示。

骨干區(qū)域負(fù)責(zé)區(qū)域之間的路由，非骨干區(qū)域之間的路由信息必須通過骨干區(qū)域來轉(zhuǎn)發(fā)。

說明：

骨干區(qū)域自身必須保持連通。

所有非骨干區(qū)域必須與骨干區(qū)域保持連通。

Stub區(qū)域

Stub區(qū)域是一些特定的區(qū)域，Stub區(qū)域的ABR不傳播它們接收到的自治系統(tǒng)外部路由，因此這些區(qū)域中路由器的路由表規(guī)模以及路由信息傳遞的數(shù)量都會(huì)大大減少。

Stub區(qū)域是一種可選的配置屬性，但并不是每個(gè)區(qū)域都符合配置的條件。

一般情況下，Stub區(qū)域位于自治系統(tǒng)的邊界，是只有一個(gè)ABR的非骨干區(qū)域，為保證到自治系統(tǒng)外的路由依舊可達(dá)，Stub區(qū)域的ABR將生成一條缺省路由，并發(fā)布給Stub區(qū)域中的其他非ABR路由器。

Totally Stub區(qū)域允許ABR發(fā)布Type3缺省路由，不允許發(fā)布自治系統(tǒng)外部路由和區(qū)域間的路由，只允許發(fā)布區(qū)域內(nèi)路由。

說明：

骨干區(qū)域不能配置成Stub區(qū)域。

如果要將一個(gè)區(qū)域配置成Stub區(qū)域，則該區(qū)域中的所有路由器都要配置Stub區(qū)域?qū)傩浴?/p>

Stub區(qū)域內(nèi)不能存在ASBR，因此自治系統(tǒng)外部的路由不能在本區(qū)域內(nèi)傳播。

虛連接不能穿過Stub區(qū)域。

NSSA（Not-So-Stubby Area）區(qū)域

NSSA是Stub區(qū)域的一個(gè)變形，它和Stub區(qū)域有許多相似的地方。

NSSA區(qū)域不允許存在Type5 LSA。

NSSA區(qū)域允許引入自治系統(tǒng)外部路由，攜帶這些外部路由信息的Type7 LSA由NSSA的ASBR產(chǎn)生，僅在本NSSA內(nèi)傳播。

當(dāng)Type7 LSA到達(dá)NSSA的ABR時(shí)，由ABR將Type7 LSA轉(zhuǎn)換成Type5 LSA，泛洪到整個(gè)OSPF域中。

Totally NSSA區(qū)域不允許發(fā)布自治系統(tǒng)外部路由和區(qū)域間的路由，只允許發(fā)布區(qū)域內(nèi)路由。

說明：

骨干區(qū)域不能配置成NSSA區(qū)域。

如果要將一個(gè)區(qū)域配置成NSSA區(qū)域，則該區(qū)域中的所有路由器都要配置NSSA區(qū)域?qū)傩浴?/p>

NSSA區(qū)域的ABR會(huì)發(fā)布Type7 LSA缺省路由傳播到本區(qū)域內(nèi)。

所有域間路由都必須通過ABR才能發(fā)布。

虛連接不能穿過NSSA區(qū)域。

OSPF網(wǎng)絡(luò)劃分區(qū)域以后，一個(gè)區(qū)域內(nèi)參與SPF算法的只有區(qū)域內(nèi)的LSA，其他的區(qū)域的LSA不參與本區(qū)域的SPF算法。如圖18所示，Area 1中的鏈路質(zhì)量不好一直處于閃斷中，所以Area 1的SPF算法會(huì)頻繁運(yùn)算。但是這種影響僅局限在Area 1內(nèi)，其他區(qū)域不會(huì)因此而重新進(jìn)行SPF運(yùn)算，網(wǎng)絡(luò)的震蕩被限制在一個(gè)更小的范圍內(nèi)，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

Stub區(qū)域和Totally Stub區(qū)域

如圖19所示，OSPF劃分了Area 0和Area 2，并且Area 0內(nèi)的ASBR引入了外部路由。通常情況下，為了保證網(wǎng)絡(luò)的路由可達(dá)性，可能把網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)角落的路由全都發(fā)布進(jìn)了OSPF。

此時(shí)，雖然各路由設(shè)備都能夠到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)角落了，但如果網(wǎng)絡(luò)越來越大，設(shè)備越來越多，那么每臺(tái)設(shè)備的路由表項(xiàng)就會(huì)越來越大，而維護(hù)一個(gè)大規(guī)模的路由表項(xiàng)是需要消耗很多CPU及內(nèi)存資源的。特別是對(duì)于一些邊緣區(qū)域，設(shè)備性能可能比較低，維護(hù)大規(guī)模的路由表項(xiàng)會(huì)對(duì)設(shè)備性能帶來巨大壓力。

從網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的角度考慮，通常在保證網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性的同時(shí)應(yīng)盡量減小路由表項(xiàng)的規(guī)模，減少網(wǎng)絡(luò)中LSA報(bào)文的泛洪。Area 2如果作為一個(gè)常規(guī)區(qū)域，那么可能存在Type1、Type2、Type3、Type4、Type5共計(jì)5中類型的LSA。對(duì)于Area 2中的路由器，無論想到達(dá)區(qū)域外的哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，都必須首先到達(dá)到ABR路由器，也就是說這個(gè)時(shí)候Area 2中的其他路由器并不需要了解外部網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)。

這種情況下，就產(chǎn)生了OSPF的Stub區(qū)域。對(duì)于Area 2中的路由器來說，其實(shí)區(qū)域間的明細(xì)路由也沒必要都了解，僅保留一個(gè)出口讓Area 2中的路由器的數(shù)據(jù)包能夠出去就足夠了，這就產(chǎn)生了OSPF的Totally Stub區(qū)域。Totally Stub區(qū)域中，既不允許自治系統(tǒng)外部的路由在區(qū)域內(nèi)傳播，也不允許區(qū)域間路由在區(qū)域內(nèi)傳播，這樣就進(jìn)一步減少了區(qū)域內(nèi)LSA的數(shù)量。

NSSA區(qū)域和Totally NSSA區(qū)域

如圖20所示，假設(shè)Area 2原來作為一個(gè)Stub區(qū)域運(yùn)行，但是有個(gè)外部網(wǎng)絡(luò)需要通過Area 2接入到這個(gè)OSPF網(wǎng)絡(luò)，也就是需要將自治系統(tǒng)外部路由引入并傳播到整個(gè)OSPF自治系統(tǒng)中。此時(shí)可以在RouterA上將外部路由注入到OSPF自治系統(tǒng)，但是這樣RouterA將成為ASBR，因此，Area 2也就不是Stub區(qū)域了。針對(duì)這種場(chǎng)景，OSPF定義了NSSA區(qū)域。

相比于Stub區(qū)域，NSSA區(qū)域能夠?qū)⒆灾蜗到y(tǒng)外部路由引入并傳播到整個(gè)OSPF自治系統(tǒng)中，同時(shí)又不會(huì)學(xué)習(xí)來自O(shè)SPF網(wǎng)絡(luò)其它區(qū)域的路由。

在NSSA區(qū)域中，為保證到自治系統(tǒng)外的路由可達(dá)，NSSA區(qū)域的ABR將生成一條缺省路由，并發(fā)布給NSSA區(qū)域中的其他路由器。

在NSSA區(qū)域中，可能同時(shí)存在多個(gè)ABR，為了防止路由環(huán)路產(chǎn)生，邊界路由器之間不計(jì)算對(duì)方發(fā)布的缺省路由。

一個(gè)區(qū)域內(nèi)所有路由器上配置的區(qū)域類型必須保持一致。

OSPF在Hello報(bào)文中使用N-bit來標(biāo)識(shí)路由器支持的區(qū)域類型，區(qū)域類型選擇不一致的路由器不能建立OSPF鄰居關(guān)系。

雖然協(xié)議有要求，但有些廠商實(shí)現(xiàn)時(shí)違背了這一原則，在OSPF DD報(bào)文中也置位了N-bit。

為了和這些廠商互通，交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式是可以通過命令設(shè)置N-bit來兼容。

與Totally Stub區(qū)域類似，為了進(jìn)一步減少NSSA區(qū)域中LSA的數(shù)量，OSPF還定義了Totally NSSA區(qū)域。

OSPF區(qū)域間環(huán)路及防環(huán)方法

OSPF在區(qū)域內(nèi)部運(yùn)行的是SPF算法，這個(gè)算法能夠保證區(qū)域內(nèi)部的路由不會(huì)成環(huán)。

然而劃分區(qū)域后，區(qū)域之間的路由傳遞實(shí)際上是一種類似距離矢量算法的方式，這種方式容易產(chǎn)生環(huán)路。

為了避免區(qū)域間的環(huán)路，OSPF規(guī)定直接在兩個(gè)非骨干區(qū)域之間發(fā)布路由信息是不允許的，只允許在一個(gè)區(qū)域內(nèi)部或者在骨干區(qū)域和非骨干區(qū)域之間發(fā)布路由信息。

因此，每個(gè)ABR都必須連接到骨干區(qū)域。

假設(shè)OSPF允許非骨干區(qū)域之間直接傳遞路由，則可能會(huì)導(dǎo)致區(qū)域間環(huán)路。

如圖21所示，骨干區(qū)連接到其他網(wǎng)絡(luò)的路由信息會(huì)傳遞至Area 1。

假設(shè)非骨干區(qū)之間允許直接傳遞路由信息，那么這條路由信息最終又被傳遞回去，形成區(qū)域間的路由環(huán)路。

為了防止這種區(qū)域間環(huán)路，OSPF禁止Area 1和Area 3，以及Area 2和Area 3之間直接進(jìn)行路由交互，而必須通過骨干區(qū)域進(jìn)行路由交互。

這樣就能防止區(qū)域間環(huán)路的產(chǎn)生。

OSPF缺省路由

缺省路由是指目的地址和掩碼都是0的路由。

當(dāng)設(shè)備無精確匹配的路由時(shí)，就可以通過缺省路由進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。

由于OSPF路由的分級(jí)管理，Type3缺省路由的優(yōu)先級(jí)高于Type5或Type7路由。

OSPF缺省路由通常應(yīng)用于下面兩種情況：

• 由區(qū)域邊界路由器（ABR）發(fā)布Type3缺省Summary LSA，用來指導(dǎo)區(qū)域內(nèi)設(shè)備進(jìn)行區(qū)域之間報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。
• 由自治系統(tǒng)邊界路由器（ASBR）發(fā)布Type5外部缺省ASE LSA，或者Type7外部缺省NSSA LSA，用來指導(dǎo)自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)設(shè)備進(jìn)行自治系統(tǒng)外報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)。

OSPF缺省路由的發(fā)布原則如下：

• OSPF路由器只有具有對(duì)區(qū)域外的出口時(shí)，才能夠發(fā)布缺省路由LSA。
• 如果OSPF路由器已經(jīng)發(fā)布了缺省路由LSA，那么不再學(xué)習(xí)其它路由器發(fā)布的相同類型的缺省路由LSA。

即路由計(jì)算時(shí)不再計(jì)算其它路由器發(fā)布的相同類型的缺省路由LSA，但數(shù)據(jù)庫中存有對(duì)應(yīng)LSA。- 外部缺省路由的發(fā)布如果要依賴于其它路由，那么被依賴的路由不能是本OSPF路由域內(nèi)的路由，即不是本進(jìn)程OSPF學(xué)習(xí)到的路由。因?yàn)橥獠咳笔÷酚傻淖饔檬怯糜谥笇?dǎo)報(bào)文的域外轉(zhuǎn)發(fā)，而本OSPF路由域的路由的下一跳都指向了域內(nèi)，不能滿足指導(dǎo)報(bào)文域外轉(zhuǎn)發(fā)的要求。

不同區(qū)域缺省路由發(fā)布原則:

普通區(qū)域

缺省情況下，普通OSPF區(qū)域內(nèi)的OSPF路由器是不會(huì)產(chǎn)生缺省路由的，即使它有缺省路由。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中缺省路由通過其他路由進(jìn)程產(chǎn)生時(shí)，路由器必須將缺省路由通告到整個(gè)OSPF自治系統(tǒng)中。

實(shí)現(xiàn)方法是在ASBR上手動(dòng)通過命令進(jìn)行配置，產(chǎn)生缺省路由。

配置完成后，路由器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)缺省ASE LSA（Type5 LSA），并且通告到整個(gè)OSPF自治系統(tǒng)中。

Stub區(qū)域

Stub區(qū)域不允許自治系統(tǒng)外部的路由（Type5 LSA）在區(qū)域內(nèi)傳播。

區(qū)域內(nèi)的路由器必須通過ABR學(xué)到自治系統(tǒng)外部的路由。

實(shí)現(xiàn)方法是ABR會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一條缺省的Summary LSA（Type3 LSA）通告到整個(gè)Stub區(qū)域內(nèi)。

這樣，到達(dá)自治系統(tǒng)的外部路由就可以通過ABR到達(dá)。

Totally Stub區(qū)域

Totally Stub區(qū)域既不允許自治系統(tǒng)外部的路由（Type5 LSA）在區(qū)域內(nèi)傳播，也不允許區(qū)域間路由（Type3 LSA）在區(qū)域內(nèi)傳播。

區(qū)域內(nèi)的路由器必須通過ABR學(xué)到自治系統(tǒng)外部和其他區(qū)域的路由。

實(shí)現(xiàn)方法是配置Totally Stub區(qū)域后，ABR會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一條缺省的Summary LSA（Type3 LSA）通告到整個(gè)Stub區(qū)域內(nèi)。

這樣，到達(dá)自治系統(tǒng)外部的路由和其他區(qū)域間的路由都可以通過ABR到達(dá)。

NSSA區(qū)域

NSSA區(qū)域允許引入通過本區(qū)域的ASBR到達(dá)的少量外部路由，但不允許其他區(qū)域的外部路由ASE LSA（Type5 LSA）在區(qū)域內(nèi)傳播。即到達(dá)自治系統(tǒng)外部的路由只能通過本區(qū)域的ASBR到達(dá)。

只配置了NSSA區(qū)域是不會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生缺省路由的。

此時(shí)，有兩種選擇：

• 如果希望到達(dá)自治系統(tǒng)外部的路由通過該區(qū)域的ASBR到達(dá)，而其它外部路由通過其它區(qū)域出去。此時(shí)，ABR會(huì)產(chǎn)生一條Type7 LSA的缺省路由，通告到整個(gè)NSSA區(qū)域內(nèi)。這樣，除了某少部分路由通過NSSA的ASBR到達(dá)，其它路由都可以通過NSSA的ABR到達(dá)其它區(qū)域的ASBR出去。
• 如果希望所有的外部路由只通過本區(qū)域NSSA的ASBR到達(dá)。則必須在ASBR上手動(dòng)通過命令進(jìn)行配置，使ASBR產(chǎn)生一條缺省的NSSA LSA（Type7 LSA），通告到整個(gè)NSSA區(qū)域內(nèi)。這樣，所有的外部路由就只能通過本區(qū)域NSSA的ASBR到達(dá)。

上面兩種情況的區(qū)別是：

• 在ABR上無論路由表中是否存在缺省路由0.0.0.0，都會(huì)產(chǎn)生Type7 LSA的缺省路由。
• 在ASBR上只有當(dāng)路由表中存在缺省路由0.0.0.0時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生Type7 LSA的缺省路由。

因?yàn)槿笔÷酚芍皇窃诒綨SSA區(qū)域內(nèi)泛洪，并沒有泛洪到整個(gè)OSPF域中，所以本NSSA區(qū)域內(nèi)的路由器在找不到路由之后可以從該NSSA的ASBR出去，但不能實(shí)現(xiàn)其他OSPF域的路由從這個(gè)出口出去。Type7 LSA缺省路由不會(huì)在ABR上轉(zhuǎn)換成Type5 LSA缺省路由泛洪到整個(gè)OSPF域。

Totally NSSA區(qū)域

Totally NSSA區(qū)域既不允許其他區(qū)域的外部路由ASE LSA（Type5 LSA）在區(qū)域內(nèi)傳播，也不允許區(qū)域間路由（Type3 LSA）在區(qū)域內(nèi)傳播。

區(qū)域內(nèi)的路由器必須通過ABR學(xué)到其他區(qū)域的路由。

實(shí)現(xiàn)方法是配置Totally NSSA區(qū)域后，ABR會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一條缺省的Type3 LSA通告到整個(gè)NSSA區(qū)域內(nèi)。

這樣，其他區(qū)域的外部路由和區(qū)域間路由都可以通過ABR在區(qū)域內(nèi)傳播。

10OSPF LSA類型

簡(jiǎn)介

OSPF網(wǎng)絡(luò)中劃分了不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都維護(hù)自己獨(dú)立的LSDB，同時(shí)路由器也被定義成不同的類型。封裝了路由描述信息的LSA根據(jù)路由器的類型也可以分門別類。

圖22是一個(gè)被劃分區(qū)域的OSPF網(wǎng)絡(luò)。R4上配置了靜態(tài)路由，在R4上將靜態(tài)路由引入到OSPF進(jìn)程中。

R1、R2、R3、R4的Router ID及各接口的IP地址如表所示。

表 數(shù)據(jù)規(guī)劃

下面結(jié)合圖22所示的網(wǎng)絡(luò)介紹各類LSA。

Router-LSA

Router-LSA是一種最基本的LSA，即Type1 LSA。

OSPF網(wǎng)絡(luò)里的每一臺(tái)路由設(shè)備都會(huì)發(fā)布Type1 LSA。

這種類型的LSA用于描述設(shè)備的鏈路狀態(tài)和開銷，在路由器所屬的區(qū)域內(nèi)傳播。

以R2為例，如圖23所示，R2在Area 0、Area 1會(huì)分別發(fā)布Router-LSA。

以R2在接口GE1/0/1上泛洪的一條Router-LSA為例，該LSA中包含的信息如圖24所示。

LSA報(bào)文包括LSA頭部和LSA信息字段。所有類型的LSA報(bào)文，其LSA頭部包含的字段都是一樣的，唯一不同的是Link State ID字段含義。在LSA頭部中，主要關(guān)注以下三個(gè)字段：

• Link-State Advertisement Type：LSA類型。
• Link State ID：鏈路狀態(tài)ID。在Router-LSA中代表始發(fā)該LSA的設(shè)備的Router ID，這里即是R2自己的Router ID。
• Advertising Router：通告路由器。

Router-LSA的信息字段有三個(gè)，用于將自己連接的所有鏈路的狀況以及開銷告訴該LSA泛洪區(qū)域的其他路由器。

圖3所示的LSA描述的信息為：鏈路類型（Type）為一個(gè)傳送網(wǎng)絡(luò)（Transit），DR接口的IP地址（ID）為192.168.23.2，和網(wǎng)絡(luò)相連的通告路由器接口的IP地址是192.168.23.1（Data），到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)的開銷（Metric）是1。收到該LSA報(bào)文的路由器根據(jù)這些鏈路狀態(tài)的描生成拓?fù)洹?/p>

其中，Link Type有四種類型，并且ID和Data的值會(huì)根據(jù)Link Type而有不同：

• P2P（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）：此時(shí)ID表示鄰居路由設(shè)備的Router ID，Data表示和網(wǎng)絡(luò)相連的通告路由器接口的IP地址。
• Transit（傳送網(wǎng)絡(luò)）：此時(shí)ID表示DR接口的IP地址，Data表示和網(wǎng)絡(luò)相連的通告路由器接口的IP地址。
• Stub（末梢網(wǎng)絡(luò)）：此時(shí)ID表示IP網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)地址，Data表示網(wǎng)絡(luò)的IP地址或子網(wǎng)掩碼。
• Virtual Link（虛鏈路）：此時(shí)ID表示鄰居路由設(shè)備的Router ID，Data表示通告路由器接口的MIB-II ifIndex值。

Network-LSA

Network-LSA，也就是Type2 LSA，由DR（Designated Router）產(chǎn)生，描述本網(wǎng)段的鏈路狀態(tài)，在所屬的區(qū)域內(nèi)傳播。

如圖25所示，R3向R2發(fā)送一條Network-LSA，列出了所有與DR形成完全鄰接關(guān)系的路由器的Router ID。

該Network-LSA中包含的信息如圖26所示。

在Network-LSA中，Link State ID字段的含義是DR接口上的IP地址。

通過Router-LSA和Network-LSA在區(qū)域內(nèi)洪泛，區(qū)域內(nèi)每個(gè)路由器可以完成LSDB同步，這就解決了區(qū)域內(nèi)部的通信問題。

Network-summary-LSA

Network-summary-LSA，也叫Type3 LSA，由ABR發(fā)布，用來描述區(qū)域間的路由信息。

ABR將Network-summary-LSA發(fā)布到一個(gè)區(qū)域，通告該區(qū)域到其他區(qū)域的目的地址。

實(shí)際上，ABR是將區(qū)域內(nèi)部的Type1和Type2的信息收集起來并匯總之后擴(kuò)散出去，這就是Summary的含義。

如圖27所示，R2作為ABR，將Area 0和Area 1中的路由信息分別發(fā)布對(duì)方區(qū)域。

如圖28所示，是R2在接口GE1/0/1上發(fā)布的一條Network-summary-LSA。

在Network-summary-LSA中，Link State ID字段代表該LSA所描述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址。從LSA的信息中可以看出，該LSA由R2發(fā)布（10.2.2.2），可以到達(dá)192.168.12.0，掩碼為255.255.255.0的網(wǎng)絡(luò)，代價(jià)為1。R2將Area 1中的網(wǎng)絡(luò)地址在Area 0中發(fā)布，從而讓Area 0中的路由器知道去該網(wǎng)絡(luò)的路徑，實(shí)現(xiàn)區(qū)域間的通信。

如果—臺(tái)ABR在與它本身相連的區(qū)域內(nèi)有多條路由可以到達(dá)目的地，那么它將只會(huì)始發(fā)單一的一條網(wǎng)絡(luò)匯總LSA到骨干區(qū)域，而且這條網(wǎng)絡(luò)匯總LSA是上述多條路由中代價(jià)最低的。

Network-summary-LSA不會(huì)通告給Totally Stub和Totally NSSA區(qū)域。

ASBR-Summary-LSA

ASBR-summary-LSA，也叫Type4 LSA，由ABR發(fā)布，描述到ASBR的路由信息，并通告給除ASBR所在區(qū)域的其他相關(guān)區(qū)域。

如圖29所示，R3作為ABR通告ASBR-summary-LSA到Area 0中。

ASBR-summary-LSA信息如圖30所示。其中，Link State ID表示該LSA所描述的ASBR的Router ID（10.4.4.4），即R4，發(fā)布該LSA的路由設(shè)備是R3（10.3.3.3），R3到達(dá)R4的代價(jià)是1。

AS-external-LSA

AS-external-LSA，也叫Type5 LSA，由ASBR產(chǎn)生，描述到AS外部的路由，通告到除Stub區(qū)域和NSSA區(qū)域以外所有的區(qū)域。

如圖31所示，R4作為ASBR發(fā)布了一條OSPF AS到外部目的網(wǎng)絡(luò)的路由信息。

AS-external-LSA中包含的信息如圖32所示。其中，Link State ID代表外部網(wǎng)絡(luò)目的IP地址，轉(zhuǎn)發(fā)地址是指到達(dá)該外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包應(yīng)該被轉(zhuǎn)發(fā)到的地址。此處的轉(zhuǎn)發(fā)地址為0.0.0.0表示數(shù)據(jù)包將被轉(zhuǎn)發(fā)到始發(fā)ASBR上。

NSSA LSA

除了上述幾種LSA之外，還有一種比較特殊的LSA，NSSA LSA，也叫Type7 LSA。NSSA LSA由ASBR產(chǎn)生，描述到AS外部的路由，僅在NSSA區(qū)域內(nèi)傳播。NSSA區(qū)域的ABR收到NSSA LSA時(shí)，會(huì)有選擇地將其轉(zhuǎn)化為Type5 LSA，以便將外部路由信息通告到OSPF網(wǎng)絡(luò)的其它區(qū)域。

如果圖22中的Area 2為NSSA區(qū)域，R4的接口GE1/0/2會(huì)始發(fā)一條NSSA LSA，如圖33所示。

NSSA LSA所有的字段與AS-external-LSA字段均相同，但這兩種LSA泛洪的區(qū)域不同。AS-external-LSA是在整個(gè)AS泛洪，而NSSA LSA僅在NSSA區(qū)域中泛洪。

NSSA區(qū)域允許引入外部路由，但描述外部路由信息的NSSA LSA只能在本區(qū)域泛洪。為了使外部路由能被引入到除NSSA區(qū)域以外的其他區(qū)域，NSSA LSA在ABR（R3）上會(huì)轉(zhuǎn)換成AS-external-LSA，并且泛洪到骨干區(qū)直至整個(gè)自治系統(tǒng)中。

• P-bit（Propagate bit）用于告知轉(zhuǎn)化路由器該條Type7 LSA是否需要轉(zhuǎn)化。
• 缺省情況下，轉(zhuǎn)化路由器是NSSA區(qū)域中Router ID最大的ABR。
• 只有P-bit置位并且FA（Forwarding Address）不為0的NSSA LSA才能轉(zhuǎn)化為AS-external-LSA。FA用來表示發(fā)送的某個(gè)目的地址的報(bào)文將被轉(zhuǎn)發(fā)到FA所指定的地址。
• 區(qū)域邊界路由器產(chǎn)生的NSSA LSA缺省路由不會(huì)置位P-bit。

Opaque LSA

Opaque LSA包括Type9 LSA，Type10 LSA和Type11 LSA，用于OSPF的擴(kuò)展通用機(jī)制。

• Type9 LSA僅在接口所在網(wǎng)段范圍內(nèi)傳播。用于支持GR的Grace LSA就是Type9 LSA的一種。
• Type10 LSA在區(qū)域內(nèi)傳播。用于支持TE的LSA就是Type10 LSA的一種。
• Type11 LSA在自治系統(tǒng)內(nèi)傳播，目前還沒有實(shí)際應(yīng)用的例子。

LSA在各區(qū)域中傳播的支持情況如表所示。

表 LSA在各區(qū)域中傳播的支持情況