148.每日一练     

一、题目

OSPF协议使用哪种状态表示邻居关系已经建立?

A. 2-way

B. Down

C. Ex-Start

D. Full

二、答案

A

三、解析

A选项正确：在OSPF中2-way称为邻居状态

B选项错误：DOWN状态是OSPF中没有收到OSPF的报文的状态，等于没有启动OSPF邻居建立所以错误

C选项错误；Ex-Start状态用于选举主从，不能称为邻居

D选项错误：Full状态在OSPF中称为邻接状态

四、扩展-OSPF的七个邻居状态

OSPF 的邻居建立过程与状态机

邻居建立过程

在初始情况下，R1、R2 之间的接口激活 OSPF 后，都会开始在这个接口上去发组播的 HELLO 包，目的是发现 OSPF 邻居。HELLO 包里，有个 active neighbor 字段，用来存储路由器在某个 OSPF 接口上发现的邻居，当然，初始情况下，这个 HELLO 包里是不包含任何活跃的邻居的(也就没 有 active neighbor 字段)，因为他谁也没发现。

当 OSPF 路由器(R2)在某个 OSPF 接口上收到邻居发来的 HELLO 包(里面没有装 active neighbor)，它会记录下 R1(在自己的 OSPF 接口数据结构中)并且将 R1 的状态视为 Init，然后 将 R1 的 Router-ID 存储在自己将要发送的 HELLO 包的 active neighbor 字段里发送出去，这样 R1 就会收到这个 HELLO 包，并且在这个 HELLO 包当中找到自己的 RouterID，那么 R1 会认为，与 R2 已经完成了双边关系的建立，因此 R1 会将 R2 的邻居状态置为 2-way。 与此同时，R1 也会继 续发送 HELLO 包，并且将 R2 的 Router-ID 放置于 HELLO 包中，而 R2 收到这个 HELLO 包并看见 了自己的 Router-ID 后，R2 也会将 R1 的状态置为 2-way，至此 OSPF 的第一个稳态就达到了,此 时可以称为邻居。

接下去 R1、R2 会进入 Ex-start 状态并开始进行 master、slave 的协商，协商 M/S 的目的是 为了决定在后续的 LSA 交互中，谁来决定 DBD 的序列号，而 Router-ID 大的那个 OSPF 路由器的接口将会成为 master，由它来决定 DBD seq，对端成为 slave。这里要注意 master 不是 DR，要注 意与 DR 的概念进行区分。这个协商过程，是由交互 DBD 包实现的，注意这里使用的是空的 DBD 包，也就是不包含任何 LSA 头部的 DBD 包，这个包当中，有三个位非常关键:I、M、MS。用于 Ex- start 阶段协商 master、slave 的 DBD 包，即在 Ex-start 状态发送的第一个 DBD，I 位(或叫做 Init 位)都是置 1 的，另外 MS 位如果置 1，表示 DBD 报文始发路由器认为自己的 master，当然 起初大家都这么认为，在一系列 DBD 交换后，就会得到选举结果，被选举为 slave 的 OSPF 接口， 会将发送的 DBD 包 MS 位置为 0;另外 M 位表示 more，如果一个 OSPF 接口发送的 DBD 包 M 位 置 1，在表示这不是最后一个 DBD，后续还有 DBD 包待发送。 当 OSPF 接口收到一个 DBD 包且其 中 M 位置 0 的时候，它就知道与该邻居的 Ex-start 阶段已经过去了，于是将邻居的状态置为 Ex- change，并存储对端发来的 DBD 包所包含的 LSA 头部，当然，他自己也发送关于自己 OSPF DB 的 摘要给邻居。如此一来，双方都能通过 DBD 的交互，了解到对方 OSPF DBD 中的摘要情况。在这个 过程中，可能交互数个 DBD 报文，并要注意，这些报文的 I 位都置 0，且 M 位一般也置 0，除非 这是某个 OSPF 接口发送的非最后一个 DBD 包。

当 R1 收到一个 M 位置 0 的 DBD 包的时候，它就知道，这是邻居发来的最后一个 DBD 包了， 如果它搜集完这个邻居(假设是 R2)发来的 DBD 并且发现，这些 DBD 里有它感兴趣的 LSA，它期 望更详细的 LSA 信息时，它将 R2 置为 Loading 状态，并且开始发送 LSR 报文去请求特定 LSA 的 详细信息。R2 收到这个 LSR 后，会以 LSU 进行回应，其中就包含了对方请求的 LSA 详细信息，因 此，只有在 LSU 报文中，才能看到 LSA 的完整信息。收到 LSU 后，R1 将 LSU 中所包含的 LSA 放 进自己的 LSDB，并且给 R2 发一个 Lsack 进行确认。当 OSPF 接口上所有的待请求的 LSA 全部收 到更新后，它会将邻居置为 FULL。至此，OSPF 邻接关系的建立达到 Full 邻接。

状态机

1.Down

在 DOWN 状态下，OSPF 接口仍然有尝试发现邻居的意愿，因此会不断的发送组播 hello 包。

2.Init

当 OSPF 接口收到链路上某个邻居发来的第一个 HELLO 包的时候，它会在接口上将该邻居置为 init 状态，注意这个 hello 包中可能并未包含任何的邻居信息。但是这至少证明，我这个 OSPF 接 口在这个链路上，至少有个活的邻居。

下面是一个没有发现任何 active neighbor 的 hello 包:

3.Two-way

当 OSPF 路由器在某个链路上发现了邻居后，它自己发送的 hello 包里就会增加 active neighbor 字段，用于存储在该链路上发现的 OSPF 邻居。当一台 OSPF router 看到自己(的 RouterID)出现在邻居发过来的的 hello 分组中，它就会将该邻居置为 Two-way。该状态是 OSPF 邻居之间可以具有的最基本的关系，也是第一个稳态，但是此时两者还不能共享路由信息。

下面是一个已经在链路上发现了邻居 1.1.1.1 的 hello:

4.Ex-Start

一台 OSPF 路由器在将某个邻居置为 2way 状态后，就开始发送空的 DBD 包，用于协商 Master/Slave。这个

就是 ex-start 状态。两台 Router 间用空的 DBD 分组确定 Master 和 Slave 关系(注意不是 DR 和 BDR)，在 DBD 包中有 3 个标记位用来管理邻接关系的建立过程:

I 位或称为初始位(Initial bit) 用于 Ex-Start 协商主从关系的初始化协商的 DBD 包，该 位置 1 代表此报文用于协商主从;

M 位 或称为后继位(More bit) 如果这不是 OSPF Router 发送的最后一个 DBD，该位置 1; MS 位 或称为主/从位(Master/Slave bit) 如果始发路由器是 Master，则该位置 1; 如果某台 OSPF Router 收到邻居发来的 DBD，I 位也就是 Init 位置 0，则意味着 Ex-Start 状态

结束，并且 MS/Slave 已经选出来了，那么该路由器会将邻居置为 Ex-change 状态，开始用包含 LSA 头部的 DBD 交换各自的 LSBD。

下面是一个用于初始化协商的 DBD 消息:

5.Ex-change

这个过程，双方使用包含自己 LSA 头部的 DBD 报文进行交互，并且将对方发过来的 LSA 头 部、并且自己感兴趣的 LSA(或自己没有的 LSA)存储在一个本地 OSPF 接口的队列里，以便在下一 个阶段进行 LSA 详细信息的请求。当某个 OSPF 接口收到邻居发来的 DBD，M 位置 0，则表示对方 已经发完 DBD 了，与此同时，如果该路由器的这个 OSPF 接口上存在待请求的 LSA，那么它会将这 个邻居置为 Loading 状态。

下面是一个装载了 LSA 头部的 DBD 消息:

6.Loading

OSPF Router 使用 LSR 去请求 LSA 的详细信息，对方使用 LSU 发来更新，因此只有 LSU 里才 有 LSA 的完整信息。在收到 LSU 后，一方面本地使用 LSAack 进行确认，另一方面将 LSU 中包含 的 LSA 装载进自己的 LSDB。

以下是一个 LSR 消息，非常的简单:

接着是一个 LSU 消息，里头包含了 LSA 的完整信息，LSA 这里暂时不做详细介绍，请看后续知 识点;

7. Full 邻接状态

Loading 状态结束后，也就是本地 OSPF 接口上再没有待更新的 LSA 队列后，将邻居置为 FULL。