3.5【OSPF】NP十二班第四天-OSPF接口状态机及DR和BDR选举-1

OSPF接口状态机及DR和BDR选举

OSPF协议：《TCP/IP协议卷一》《OSPF和IS-IS详解》

  研究OSPF这本书好，建议读，  比卷一还好；

  经过上课入门，课后探讨，多 动手实验；自学重要

 

经过什么方式以什么方式记得更牢？

一、隔一段时间常常复习

二、当个讲师把理论知识好好沉淀 

 

华为面试一次5000块钱

 

什么状况下一边down一边Init状态？

Init状态:初始化状态：收到hello报文而且检测经过了

 

经过ACL能够过滤IP包，一端拒绝全部的接收报文可是能够发送；

对端维护本段状态是Init；本段维护对端状态是down状态

选举主从的目的是为了保证DD报文的可靠性

LSACK能够一次确认多个LSA

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OSPF接口状态机

RFC-开发的一个标准化文档

RFC2328

https://www.ietf.org/rfc/rfc2328.txt

 +----+   UnloopInd   +--------+

                                  |Down|<--------------|Loopback|

                                  +----+               +--------+

                                     |

                                     |InterfaceUp

                          +-------+  |               +--------------+

                          |Waiting|<-+-------------->|Point-to-point|

                          +-------+                  +--------------+

                              |

                     WaitTimer|BackupSeen

                              |

                              |

                              |   NeighborChange

          +------+           +-+<---------------- +-------+

          |Backup|<----------|?|----------------->|DROther|

          +------+---------->+-+<-----+           +-------+

                    Neighbor  |       |

                    Change    |       |Neighbor

                              |       |Change

                              |     +--+

                              +---->|DR|

                                    +--+

 

一、DOWN->LOOPBACK (LOOPBACK接口)

若是一个接口是逻辑口，宣告进OSPF之后，接口 UP会从DOWN变成LOOPBACK状态，

二、DOWN->POINT-TO-POINT(串口、（点到点、点到多点）)

若是一个接口是串口，宣告进OSPF之后

三、DOWN->Waiting->(DR\BDR\DRother) （广播网、非广播网）

 若是一个接口是

 DR：指定路由器（waiting时间超时，从Waiting过渡到DR）

 BDR： 备份的指定路由器（BackupSeen）

 DRother：不是一个指定路由器(没有选举权，不参与选举)

 

Waiting有时间限制，在广播网中，时间是40s

 

接口状态机和邻居状态机没有关系

OSPF算是最复杂 的 IGP协议

 

如今有3台路由器，3台路由器里面会有几个DR?

会有2个DR: DR指的是接口的状态

在一个广播域（网段 ）里面只存在一个DR和一个BDR，而Dother能够有多个，如今是有两个网段，有两个DR，主要的做用是为了减小LSA的泛洪。

 

43:25

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DR和BDR

 

 

广播网里面有5台设备，1路由器一样的LSA须要通告4次，每个邻接都要通告一次；一样的LSA须要屡次去发送，这样意味着发送的LSA是重复的，重复的LSA会带来性能和带宽的浪费，怎么避免这个问题？让LSA只发送一次其余的设备都能收到？

 

这个方案就是在网络里面去选几台指定设备-DR；你们都和指定设备DR创建邻接关系，其余的设备之间是不创建邻接关系的，由指定设备收集全部的LSA，而后再通告给你们。LSA只发送一次，发给DR，再由DR转发给你们；DR负责收集全部设备的LSA，再由DR统一发送，这样就能够避免LSA的屡次发送。能够减小性能的利用率和带宽占用率。

 

同时，在OSPF里面，为了网络可靠性的保证，除了有一个DR，还有一个BDR，BDR至关于DR的备份。DR挂了之后，BDR会升级为DR，会从新选举，选举BDR；DR是必须的，BDR是能够没有的。在一个广播网里面只能有一个DR和一个BDR。

 

全部的设备都会和DR和BDR创建邻接关系，全部的DRother设备之间只能创建邻居关系。若是DR失效，BDR设备会升级为DR，而后从新从DRother中选举BDR。

 

DR和BDR之间也是邻接关系。

 

如何选举DR和BDR?

一、先比较优先级，在HELLO报文里面有一个字段DR Prority 8个比特，默认状况下优先级为1，优先级大的称为DR设备

二、若是优先级同样，比较router-id,大的一段称为DR

//看hello报文

 

DR选举出来，能被抢占吗？

一旦DR和BDR选举以后，不能被抢占：接口优先级为0表示这台设备不能参与选举，没有选举权，会立刻进入DRother状态，1是DR，2是DRother，1和2创建完成之后，3优先级调整为10，3状态仍是BDR，3仍是不能抢占，为了保证OSPF网络的稳定性，由于DR的设备有很关键的做用，它会通告一种LSA（2类LSA）:若是DR设备容易被抢占，2类LSA就会由新的DR设备从新发，从新发的话就会影响OSPF网络的整个区域从新执行一次SPF算法，引发不稳定，DR一旦选举出来之后，是不能被抢占的。

 

若是重启的话，3会变成DR

  DR规则：

1.在选举期内，优先级高的成为DR，其次的成为BDR；

2.在选举期内，若是优先级同样，Router-ID高的成为DR，其次的成为

BDR；

3.在选举期外，不存在抢占性；

4.DR失效之后，BDR升级成为DR，从新选举BDR；

5.clear ip ospf process（重启OSPF进程）能够重选；

6.DR正常时，BDR只接收全部信息，转发LSA和同步LSDB的任务由DR完 成，当DR故障时，BDR自动成为DR，完成原DR的工做，并选举新的 BDR

 

实际的选举步骤是先选举BDR，由BDR升级为DR，再去选一个新的BDR，优先级为0表示没有选举权。

 

DR和BDR选举以后，3是后加入的，3是如何知道网络里面是否已经存在DR和BDR？

广播网里面，正常状况下是40s的选举期，选举期内会等待，HELLO报文里面有DR address和BDR address 接口的IP地址；若是网络中存在络DR和BDR，在发送的HELLO报文里面会通告DR和BDR接口的IP地址。

若是DR是携带IP地址的，BDR为空，说明网络里面存在DR不存在BDR；若是DR和BDR都为空，说明网络里面不存在DR和BDR

 

 

在校园网中，router-id本身选举，容易冲突，必定要手动合理去规划router-id

 

DR和BDR是在哪一个阶段去选举的？

DR和BDR是接口状态机，和邻居状态机没什么关系，是在2WAY状态，进入邻居状态之后再进行DR和BDR的选举。

（1）有效时间内，接口的waiting-time尚未超时，已经进入2WAY状态，邻居状态之后，    Backupseen触发，能够交互hello报文进行DR和BDR的选举；

（2）有效时间以外进入2WAY状态，一旦有效状态以外过渡到2WAY，说明网络之中已经存在DR了。

 

先宣告1的接口进入OSPF，40s以后再宣告3的接口进OSPF，已知1的优先级为1，3的优先级为10；1和3之间谁是DR，谁是BDR?

1是DR，3是BDR，1已经超时， 说明有效时间已经超时了，超时之后在有效时间范围以内都没有选举出来DR，1会认为本身是DR；1再去发送hello报文给3，hello报文里面已经填充了DR设备的接口的IP地址，3收到1的HELLO报文，从这HELLO报文中能够得知，网络中已经存在DR设备，而BDR是空的，因为DR和BDR是不能被抢占的，3只能成为BDR；

 

 

改一下，20s以后把3宣告进OSPF，在有效时间范围内交互HELLO报文，DR和BDR字段都是空的，能够进行正常的选举，3的优先级大于1的优先级，3就会变成DR，1就会变成BDR。

 

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2WAY状态会去选举DR和BDR，2没有选举权，1和3是有效优先级；

（1）若是网络里面没有DR和BDR，先选举BDR；先选举BDR，BDR升级为DR，BDR位置空出来，从新选举BDR

（2）若是网络里面存在DR,不存在BDR，直接选举一个BDR

（3）若是网络里面没有DR,存在BDR，由BDR升级为DR，空闲出BDR的位置再去选举一个BDR。

（4）既有DR又有BDR，不用选

网络里面如今没有DR和BDR，先选举BDR，3成为BDR；BDR升级为DR，BDR位置空出来，从新选举BDR

 

为何这样选？由于RFC规定，在有效时间范围以内，须要先选举BDR再去选举DR，不能一步到位。

 

若是3台设备优先级都为0，则直接变为Dother,都处于2WAY状态

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总结：区分开接口状态机和邻居状态机；接口状态机：接口状态UP之后，若是是广播网或者是非广播网，接口状态会从DOWN->Waiting;waiting的时间会等于一个dead的时间，广播网是40s；等待一个DR和BDR的选举，邻居状态机变为2WAY之后才开始选举的过程，若是在waiting的时间范围以内都没有选举出来谁是DR,会认为本身是DR,2WAY等待DR选举出来之后会过渡到exstart.

 

若是加一台设备，在40s选举期间，那台设备会变为DR，新加入者收到HELLO报文，发现DR和BDR都为空，则本身为DR

 

为何通告DR和BDR填充IP地址而不是router-id?

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什么缘由会影响OSPF邻接的创建？

一、MTU不匹配（exstart-exstart或者exstart-exchange）

二、DR P=0,DR的优先级都为0   (2WAY)

三、链路请求列表和重传列表不为空(loading)

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【DR和BDR的选举实验】1:49

2:0

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在一个广播域里面（VLAN划分广播域），只能存在一个DR和一个BDR，其余设备都是DOTHER。

 

在一个广播域里面如何存在两个DRother?一山不容二虎的过渡状态

确定存在一山二虎的状况的，好比说，弄到不一样的 VLAN里面好比R1在VLAN1，R4在VLAN4里面，不通的，不通不能交互HELLO报文，接口UP40秒之后 ，没有选举出DR会认为本身是DR；两端都认为本身是DR之后，再把端口划到同一个VLAN，交互包，这时，同一个广播域里面存在两个老大，就会火拼看谁胜出，经过优先级和router-id来选的；

或者，经过修改hello时间来演示；ip ospf hello-interval 双方都不接收对方发送的hello报文。

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在发送hello报文的时候DR和BDR字段填充的是DR和BDR接口的IP地址，为何这么作而不是填充router-id?

在广播网中选举DR/BDR是为了减小LSA泛洪，邻居状态进入2WAY状态之后，开始选举DR/BDR，在网络里面须要存在DR，能够没有BDR；选举出来之后，全部的其余设备DRother都须要和DR去交互LSA，发送DD报文。

 

这种交互方式是通告单播去执行的，不是经过组播，如今只须要将LSA交互给DR，由DR分发给你们，须要以单播的方式交互给DR，须要知道目标的IP地址，这就是为何 填充的是IP地址而不是router-id；（如今处于2WAY状态没有交互LSA，目的是为了去交互LSA）

 

router-id是一个虚拟地址，能够随便配置

 

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组播组地址224.0.0.6 ALLDRouters全部指定路由器

 

只有DR和BDR才会去监听组播组地址，其余设备DRother是不会监听的；DRother会向这个组播组地址去通告报文，而它的目的就是将报文通告给DR和BDR

 

有两种状况：

1.创建邻接关系：DBD LSR LSU（创建邻接之初-下载地图）

2.后续按期维护LSA状态（LSU去维护一个 LSA状态；经过LSU-通告实时路况）；后续DRother每隔1800s向这个组播组地址224.0.0.6去通告一个LSU，维护LSA状态；

LSA老化时间3600s，发一次LSA老化时间归0；出问题以后，3600s以后没收到LSU，会将LSA从LSDB中删除掉

 

 

224.0.0.6只有DR/BDR才会监听；224.0.0.5全部的设备都会监听。

全部的 DRother往224.0.0.6发LSU报文，发的是LSU，通告的本身LSDB里的LSA信息；DR/BDR收到这个LSU之后，首先更新本身的LSDB，后续，会将最新的LSA向224.0.0.5发送出去，全部的DRother会收到，作更新。

 这样能够保证LSA只发送 一次，正常状况下DR往224.0.0.5发送。

 

DRother之间创建的是 邻居关系；DR与DRother之间创建的邻接 关系

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【实验验证】224.0.0.5/224.0.0.6组播组地址2:40

BDR须要监听224.0.0.6去维护LSDB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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