CCIE学习（37）―― OSPF数据库交换（二）

●LAN中的指定路由器
OSPF通过指定路由器（designated router, DR）来优化LSA的洪泛过程。如果不使用DR，共享一条数据链路的每对路由器都会建立完全的邻接关系。例如，如果LAN中有六个路由器，在没有DR的情况下，存在15个路由器对，这意味着要建立15次完全邻接关系，显然这样的效率是无法让人满意的。而DR（或后备DR，即BDR）的使用，可以有效地减少冗余LSA的不必要交换。
（注意：DR还有另一个主要功能，它可以用来创建表示子网的LSA类型2。）




步骤如下：
1）R1发送DD到所有DR多点传送地址（224.0.0.6）；
2）DR用同样的DD包应答；
3）DR将同样的DD包再多点传送给所有SPF路由器（224.0.0.5）。
使用show ip ospf neighbor命令可以查看R1的邻接路由器状态，如下：



DR和BDR与所有邻接路由器建立完全邻接关系，而两个非DR（BDR）路由器不能建立这种关系，它们仅停留在2-way状态，这表示它们通过了Hello消息的参数匹配检查，但是不再进行后续DD包的交换。
这里再明确一下两个概念之间的差别：
1）邻接路由器（neighbors）：两个路由器互相连通，它们交换Hello消息，且参数匹配。
2）邻接关系（adjacent）：两个邻接路由器直接进行完全的DD和LSU包交换。

●DR的选举
DR的选举在路由器成为neighbors之后（2-way状态）开始，在发送DD包并进入ExStart状态之前完成。当在2-way状态时，如果接收到的Hello消息声明DR为0.0.0.0，这意味着现在还没有选举出DR，需要展开选举进程（一般这种情况发生在LAN中断恢复后），为了让所有路由器都参与选举，OSPF会设置一个等待时间，其值与Dead定时器一样。如果接收到Hello消息已经列出DR的RID，那么路由器不用选举，而是保留Hello中所声明的当前DR（一般这种情况发生在单个路由器失去LAN连接后又恢复时）。
DR/BDR的选举规则：
1）所有OSPF优先权在1-255之间的路由器在发送的Hello中将DR字段置为自身RID来参与选举；
2）路由器检查接收的Hello，查看其它路由器的优先权设置、RID以及是否参选；
3）如果在接收到的Hello中发现更有竞争力的DR参选者，路由器就不再参选，而是认为该
参选者应予当选；
4）认为参选者更有竞争力的首要条件是其有更高的优先权；
5）认为参选者更有竞争力的其次条件是其有更高的RID；
6）路由器并未参选DR，但拥有更高的优先权（或在优先权一样时，拥有更高的RID），则成为BDR；
7）如果在选举完后又来了新的路由器参选，或者原路由器提升了其优先权，它不能剥夺已有DR（BDR）并接替其位置。
8）DR选定后如果失效，则BDR接替其位置成为DR，同时选举新的BDR。

●WAN中的DR和OSPF网络类型
DR在LAN中的使用可以提升LSA洪泛的效率（多路由器时）。同样，在非广播式多接入网络（NBMA）中，也可以选择使用DR来提升效率。
对每个接口，Cisco基于OSPF网络类型来配置其是否使用DR以及其他一些关键属性，这主要包括：
1）是否在该接口选举DR；
2）是静态配置邻接路由器（使用neighbor命令），还是通过多点传送Hello包来动态发现邻接路由器；
3）是否允许在同一子网内有两个以上的邻接路由器。
默认情况下，LAN接口使用的OSPF网络类型是broadcast，此时选举DR，动态发现邻接路由器，并允许同一子网有两个以上路由器。对于HDLC和PPP连接，OSPF默认使用point-to-point的网络类型，此时不选举DR（因为没必要），动态发现邻接路由器，同一子网只有两个IP地址。
OSPF网络类型可以通过ip ospf network type接口子命令来设置。OSPF网络类型如下表所示：

接口类型	是否使用DR/BDR？	默认Hello间隔	是否需要neighbor命令？	同一子网是否允许两台以上的主机
broadcast	是	10	否	是
point-to-point	否	10	否	否
nonbroadcast（NBMA）	是	30	是	是
point-to-multipoint	否	30	否	是
point-to-multipoint nonbroadcast	否	30	是	是
loopback	否			否

●在NBMA网络上的OSPF网络类型
对于帧中继上的OSPF，网络类型可能用起来有点麻烦，主要有如下一些需要注意的地方：
1）确保默认的Hello/Dead定时器不会导致Hello参数匹配性检查失败。
2）一台路由器希望参选DR，而另一台路由器不参选，此时邻接关系可以建立并交换完全的LSA。但是，show命令的输出却可能有问题，下一跳路由器可能不可达。所以，确保在同一NBMA子网中的所有路由器使用的OSPF网络类型要不都使用DR，要不都不使用DR。
3）如果使用DR，DR和BDR到子网中的其他所有路由器必须都有一条PVC连接，否则，它们之间无法学习路由。
4）如果一台路由器使用静态neighbor命令配置了，那么PVC另一端的路由器就不需要再使用neighbor命令，但是为了清晰起见，还是两端同时配置为好。
帧中继上的OSPF有两个非常简单的网络类型选项：point-to-point（默认）和point-to-multipoint，它们都不需要DR和使用neighbor命令。

●OSPF网络类型（NBMA）配置实例



配置说明：
1）R1、R3和R5的配置是正确的，使用的是OSPF网络类型nonbroadcast。
2）R6配置有问题（遗漏了ip ospf priority命令），导致其错误地选为DR。
3）R4仍然用的是默认网络类型point-to-point，用show命令可以看出问题。
配置：
1）R1的配置：
router ospf 1
log-adjacency-changes detail
network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0
neighbor 10.1.111.3
neighbor 10.1.111.4
neighbor 10.1.111.5
neighbor 10.1.111.6
2）R3的配置：
interface Serial0/0.1 multipoint
ip address 10.1.111.3 255.255.255.0
ip ospf priority 0
frame-relay interface-dlci 100
!
router ospf 1
network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0
3）R4的配置：
router ospf 1
network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0
4）R5的配置：
interface Serial0.1 multipoint
ip address 10.1.111.5 255.255.255.0
ip ospf priority 0
frame-relay interface-dlci 100
!
router ospf 1
network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0
5）R6的配置：
router ospf 1
network 0.0.0.0 255.255.255.255 area 0
注意事项：
1）OSPF的neighbor命令定义的邻接路由器优先权（默认0）被接收到的Hello消息中邻接路由器所声明的优先权所覆盖，这就是上面配置中R6会选举为DR的原因。
2）neighbor命令只需要在一个路由器上配置即可。
3）R4因为配置为point-to-point网络类型，所以它会跟R1建立完全邻接关系，即使如此，它却不能通过帧中继网络路由包到R3、R5和R6，这可能导致问题出现。

●SPF（最短路径优先）计算
SPF算法用于检查LSDB中的LSA来得出路由权值的数据模型。该数据模型包括：
1）路由器
2）链路
3）链路开销
4）链路当前状态



SPF会发现到每个子网的所有可能路由，并对路由器每个外发接口计算路由开销（cost），然后选择开销最小的路径，OSPF再将这些最小开销路由载入路由表。如上图，S2计算两条到子网10.5.1.0/24的可能路径，发现最短的是通过S2的VLAN 1接口（R2为下一跳路由器）。

●稳定状态下的操作
网络稳定下来之后，OSPF会继续保持的操作：
1）每台路由器基于接口hello间隔，发送Hello。
2）每台路由器期待在dead间隔之内接收到邻接路由器的Hello消息，如果没接收到，则认为该邻接路由器失效。
3）每台路由器基于每条LSA的链路状态刷新（LSRefresh）间隔（默认30分钟）重新广播LSA。
4）每台路由器希望在每条LSA的Maxage定时器（默认60分钟）时限内刷新LSA。本文出自 “第二次启航” 博客，请务必保留此出处http://riser.blog.51cto.com/252482/57576