DR和BDR的选举及OSPF报文

．DR和BDR在广播网和NBMA网络中，任意两台路由器之间都要传递路由信息。如果网络中有n台路由器，则需要建立n(n-1)/2个邻接关系。这使得任何一台路由器的路由变化都会导致多次传递，浪费了带宽资源。为解决这一问题，OSPF协议定义了DR（Designated Router，指定路由器），所有路由器都只将信息发送给DR，由DR将网络链路状态发送出去。如果DR由于某种故障而失效，则网络中的路由器必须重新选举DR，再与新的DR同步。这需要较长的时间，在这段时间内，路由的计算是不正确的。为了能够缩短这个过程，OSPF提出了BDR（Backup Designated Router）的概念。BDR实际上是对DR的一个备份，在选举DR的同时也选举出BDR，BDR也和本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。当DR失效后，BDR会立即成为DR。由于不需要重新选举，并且邻接关系事先已建立，所以这个过程是非常短暂的。当然这时还需要再重新选举出一个新的BDR，虽然一样需要较长的时间，但并不会影响路由的计算。除DR和BDR之外的路由器（称为DR Other）之间将不再建立邻接关系，也不再交换任何路由信息。这样就减少了广播网和NBMA网络上各路由器之间邻接关系的数量。如图9-20所示，用实线代表以太网物理连接，虚线代表建立的邻接关系。可以看到，采用DR/BDR机制后，5台路由器之间只需要建立7个邻接关系就可以了。DR和BDR不是人为指定的，而是由本网段中所有的路由器共同选举出来的。路由器接口的DR优先级决定了该接口在选举DR、BDR时所具有的资格。本网段内DR优先级大于0的路由器都可作为"候选人"。选举中使用的"选票"就是Hello报文。每台路由器将自己选出的DR写入Hello报文中，发给网段上的每台运行OSPF协议的路由器。当处于同一网段的两台路由器同时宣布自己是DR时，DR优先级高者胜出。如果优先级相等，则Router ID大者胜出。如果一台路由器的优先级为0，则它不会被选举为DR或BDR。另外，在使用DR和BDR时需要注意以下几点：（1）只有在广播或NBMA类型接口才会选举DR，在点到点或点到多点类型的接口上不需要选举DR； 所以，为什么两台路由器之间用Serial口相连时，不会选举DR/BDR。（2）DR是指某个网段中概念，是针对路由器的接口而言的。某台路由器在一个接口上可能是DR，在另一个接口上有可能是BDR，或者是DR Other。（3）若DR、BDR已经选择完毕，当一台新路由器加入后，即使它的DR优先级值最大，也不会立即成为该网段中的DR。（4）DR并不一定就是DR优先级最大的路由器；同理，BDR也并不一定就是DR优先级第二大的路由器。2．OSPF报文类型OSPF有以下5种报文类型：（1）HELLO报文（Hello Packet）：最常用的一种报文，周期性地发送给本路由器的邻居。内容包括一些定时器的数值、DR、BDR（Backup Designated Router）以及自己已知的邻居。（2）DD报文（Database Description Packet）：两台路由器进行数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB，内容包括LSDB中每一条LSA的摘要（摘要是指LSA的HEAD，通过该HEAD可以唯一标识一条LSA）。这样做是为了减少路由器之间传递信息的量，因为LSA的HEAD只占一条LSA的整个数据量的一小部分，根据HEAD，对端路由器就可以判断出是否已有这条LSA。（3）LSR报文（Link State Request Packet）：两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。（4）LSU报文（Link State Update Packet）：用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。（5）LSAck报文（Link State Acknowledgment Packet）：用来对接收到的LSU报文进行确认。内容是需要确认的LSA的HEAD（一个报文可对多个LSA进行确认）。
3.DR/BDR具体的选举过程
（1）当路由器与邻居建立双向通信（2-way）后，默认情况下路由器要等待wait time时间（默认40与dead time相同)以接收邻居路由器发过来的hello报文通告DR/BDR，如果在此期间收到BDR的hello报文，或DR的hello报文（无指定BDR），则认为网络中已有DR,无需选举DR，直接使用原有的DR，此时不需要等待wait time时间，可以快速选举BDR（如果没有的话）.
（2）如果路由器没有收到（1）中描述的报文，则等待wait time时间后，宣告自己是DR及BDR（优先级要>0)。
（3）从所有宣告自己是BDR的路由器列表中，根据优先级和Router ID选举出BDR。如果没有路由器宣告自己是BDR，则优先级最高的为BDR（优先级要>0),否则Router ID最大的为BDR。
（4)除去（3）中的路由器，如果剩下的路由器中有宣告自己是DR的，则根据优先级与Router ID选举新的DR。（此情况通常出现在两个网络合并的情况下,因为两个网络中原来都有DR，现在要重新选举）。
（5）如果（4）的情况不存在，则（3）中选举出来的BDR称为DR，重新选举BDR。