SPOTO思博網(wǎng)絡聊聊OSPF的八種狀態(tài)機
概述
在OSPF網(wǎng)絡中，為了交換路由信息，鄰居設備之間首先要建立鄰接關系，鄰居（Neighbors）關系和鄰接（Adjacencies）關系是兩個不同的概念。
鄰居關系
OSPF設備啟動后，會通過OSPF接口向外發(fā)送Hello報文，收到Hello報文的OSPF設備會檢查報文中所定義的參數(shù)，如果雙方一致就會形成鄰居關系，兩端設備互為鄰居。
鄰接關系
形成鄰居關系后，如果兩端設備成功交換DD報文和LSA，才建立鄰接關系。
鄰居狀態(tài)機
OSPF共有8種狀態(tài)機
分別是：Down、Attempt、Init、2-way、Exstart、Exchange、Loading、Full。
?Down：鄰居會話的初始階段，表明沒有在鄰居失效時間間隔內收到來自鄰居路由器的Hello數(shù)據(jù)包。
?Attempt：該狀態(tài)僅發(fā)生在NBMA網(wǎng)絡中，表明對端在鄰居失效時間間隔（dead interval）超時前仍然沒有回復Hello報文。此時路由器依然每發(fā)送輪詢Hello報文的時間間隔（poll interval）向對端發(fā)送Hello報文。
?Init：收到Hello報文后狀態(tài)為Init。
?2-way：收到的Hello報文中包含有自己的Router ID，則狀態(tài)為2-way；如果不需要形成鄰接關系則鄰居狀態(tài)機就停留在此狀態(tài)，否則進入Exstart狀態(tài)。
?Exstart：開始協(xié)商主從關系，并確定DD的序列號，此時狀態(tài)為Exstart。
?Exchange：主從關系協(xié)商完畢后開始交換DD報文，此時狀態(tài)為Exchange。
?Loading：DD報文交換完成即Exchange done，此時狀態(tài)為Loading。
?Full：LSR重傳列表為空，此時狀態(tài)為Full。
在廣播網(wǎng)絡中建立OSPF鄰接關系
1.建立鄰居關系
a.RouterA的一個連接到廣播類型網(wǎng)絡的接口上激活了OSPF協(xié)議，并發(fā)送了一個Hello報文（使用組播地址224.0.0.5）。此時，RouterA認為自己是DR路由器（DR=1.1.1.1），但不確定鄰居是哪臺路由器（Neighbors Seen=0）。
b.RouterB收到RouterA發(fā)送的Hello報文后，發(fā)送一個Hello報文回應給RouterA，并且在報文中的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報文，并且宣告DR路由器是RouterB（DR=2.2.2.2），然后RouterB的鄰居狀態(tài)機置為Init。
c.RouterA收到RouterB回應的Hello報文后，將鄰居狀態(tài)機置為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。
注意：在廣播網(wǎng)絡中，兩個接口狀態(tài)是DR Other的路由器之間將停留在此步驟。
2.主/從關系協(xié)商、DD報文交換
a.RouterA首先發(fā)送一個DD報文，宣稱自己是Master（MS=1），并規(guī)定序列號Seq=X。I=1表示這是第一個DD報文，報文中并不包含LSA的摘要，只是為了協(xié)商主從關系。M=1說明這不是最后一個報文。
為了提高發(fā)送的效率，RouterA和RouterB首先了解對端數(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，就不再需要請求更新了。為了達到這個目的，RouterA和RouterB先發(fā)送DD報文，DD報文中包含了對LSDB中LSA的摘要描述（每一條摘要可以惟一標識一條LSA）。為了保證在傳輸?shù)倪^程中報文傳輸?shù)目煽啃裕贒D報文的發(fā)送過程中需要確定雙方的主從關系，作為Master的一方定義一個序列號Seq，每發(fā)送一個新的DD報文將Seq加一，作為Slave的一方，每次發(fā)送DD報文時使用接收到的上一個Master的DD報文中的Seq。
b.RouterB在收到RouterA的DD報文后，將RouterA的鄰居狀態(tài)機改為Exstart，并且回應了一個DD報文（該報文中同樣不包含LSA的摘要信息）。由于RouterB的Router ID較大，所以在報文中RouterB認為自己是Master，并且重新規(guī)定了序列號Seq=Y。
c.RouterA收到報文后，同意了RouterB為Master，并將RouterB的鄰居狀態(tài)機改為Exchange。RouterA使用RouterB的序列號Seq=Y來發(fā)送新的DD報文，該報文開始正式地傳送LSA的摘要。在報文中RouterA將MS=0，說明自己是Slave。
d.RouterB收到報文后，將RouterA的鄰居狀態(tài)機改為Exchange，并發(fā)送新的DD報文來描述自己的LSA摘要，此時RouterB將報文的序列號改為Seq=Y+1。
上述過程持續(xù)進行，RouterA通過重復RouterB的序列號來確認已收到RouterB的報文。RouterB通過將序列號Seq加1來確認已收到RouterA的報文。當RouterB發(fā)送最后一個DD報文時，在報文中寫上M=0。
3.LSDB同步（LSA請求、LSA傳輸、LSA應答）
a.RouterA收到最后一個DD報文后，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)機改為Loading狀態(tài)。此時RouterB也收到了RouterA的最后一個DD報文，但RouterA的LSA，RouterB都已經(jīng)有了，不需要再請求，所以直接將RouterA的鄰居狀態(tài)機改為Full狀態(tài)。
b.RouterA發(fā)送LSR報文向RouterB請求更新LSA。RouterB用LSU報文來回應RouterA的請求。RouterA收到后，發(fā)送LSAck報文確認。
上述過程持續(xù)到RouterA中的LSA與RouterB的LSA完全同步為止，此時RouterA將RouterB的鄰居狀態(tài)機改為Full狀態(tài)。當路由器交換完DD報文并更新所有的LSA后，此時鄰接關系建立完成。
在NBMA網(wǎng)絡中建立OSPF鄰接關系
NBMA網(wǎng)絡和廣播網(wǎng)絡的鄰接關系建立過程只在交換DD報文前不一致，如圖中的藍色標記。
在NBMA網(wǎng)絡中，所有路由器只與DR和BDR之間形成鄰接關系。
1.建立鄰居關系
a.RouterB向RouterA的一個狀態(tài)為Down的接口發(fā)送Hello報文后，RouterB的鄰居狀態(tài)機置為Attempt。此時，RouterB認為自己是DR路由器（DR=2.2.2.2），但不確定鄰居是哪臺路由器（Neighbors Seen=0）。
b.RouterA收到Hello報文后將鄰居狀態(tài)機置為Init，然后再回復一個Hello報文。此時，RouterA同意RouterB是DR路由器（DR=2.2.2.2），并且在Neighbors Seen字段中填入鄰居路由器的Router ID（Neighbors Seen=2.2.2.2）。
2.主/從關系協(xié)商、DD報文交換過程
同廣播網(wǎng)絡的鄰接關系建立過程。
3.LSDB同步（LSA請求、LSA傳輸、LSA應答）過程
同廣播網(wǎng)絡的鄰接關系建立過程。
關于OSPF的八種狀態(tài)機， SPOTO思博網(wǎng)絡今天就跟大家分享到這里，更多相關OSPF的內容請繼續(xù)關注SPOTO思博網(wǎng)絡：SPOTO思博網(wǎng)絡是全球IT技術人才在線培訓學習基地，致力于培育優(yōu)質的IT人才，加速IT互聯(lián)網(wǎng)技術人才職業(yè)技能進階。我們在思科認證、華為認證、CISSP信息安全認證、Linux、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等領域為客戶提供有競爭力的培訓產品和可信賴的服務，持續(xù)為客戶創(chuàng)造價值，釋放個人潛能。始終圍繞客戶需求持續(xù)創(chuàng)新，加大課程研發(fā)投入，厚積薄發(fā)，推動個人成長，加速職業(yè)進程，為世界節(jié)省培養(yǎng)ICT架構師的時間。
