OSPF点到点网络完全邻接关系建立过程的验证

OSPF点到点网络完全邻接关系建立过程的验证
【摘要】本文用思科模拟器GNS3搭建一个简单的点到点网络，在这个网络中运行OSPF路由协议，设计一些实验步骤并通过观察和分析debug调试信息，验证OSPF邻居关系建立的过程。

【关键词】OSPF；邻接；实验；验证
1.引言
OSPF路由协议是一种链路状态路由协议。

同时由于它是一种公有的协议，因此得到了广大网络设备厂商的支持。

运行OSPF协议的路由器必须先建立完全邻接关系，然后才能传递路由信息。

点到点网络是OSPF支持的多种网络类型其中的一种，本文将在GNS3模拟器上验证在点到点网络中运行OSPF协议时，各路由器建立完全邻接关系的过程。

2. OSPF路由协议
OSPF协议是一种内部网关协议，它在同一个自治系统中的各个路由器之间交换路由信息。

运行OSPF的路由器会将LSA泛洪到同一区域内的所有OSPF 路由器，而不仅仅是直连的路由器。

OSPF路由器通过收集其他路由器发过来的LSA创建OSPF的LSDB（链路状态数据库）。

然后使用SPF算法算出到每个目的网络的最短路径，并将其写入路由表。

由此可见，OSPF路由器的路由条目并不是其他路由传递过来的，而是路由器本身通过LSDB和SPF算法计算得来的。

OSPF定义了点到点网络（point-to-point）、广播型网络（broadcast）等多种类型的网络。

本文只验证点到点网络的环境。

3. OSPF完全邻接关系建立过程
OSPF邻接关系有7个状态。

假设路由器A和B直连，A的路由器ID比B的大。

并且都运行OSPF。

当路由器接口开启，并讲相关接口宣告进OSPF进程之后，就开始建立邻居。

以下为OSPF路由器完全邻接关系建立的过程：
（1）初始化时ospf协议处于down的状态。

（2）当A路由器通过宣告进OSPF协议进程的接口发送第一个组播hello 报文后进入init状态。

B也可以通过同样的方式进入init状态。

（3）当路由器B接收到A发过来的第一个hello报文后，会根据这个hello 报文里的Router ID字段提取出来，作为自己的邻居的RID（Router ID）。

然后将A的RID写入hello报文的邻居字段，将自己的RID写入Router ID字段，发送
给A。

A接收到该hello包，在邻居字段看到自己的RID时，A就认为B已经知道自己是它的邻居，从而A达到2way的状态。

B也可以通过同样的方式达到2way 状态，这时双方进入双向通信阶段。

（4）到达2way状态后，路由器开始发送第一个DBD（数据库描述）报文，这个报文用来选举主/从（master/slave）关系。

选举的方法是Router ID大的路由器为master。

选举完成后由master发起LSA的交互。

在这里由于假设A的路由器ID比B的大，所以选举的结果为路由器A是master。

此时双方到达exstart 状态。

（5）A发起接下来的DBD报文交互。

此时到达exchange状态。

这时交互的DBD不同于上面所讲第一个DBD，exchange状态交互的DBD包含每台路由器LSDB中的LSA报头。

相当于告知对方路由器，本路由器上有哪些网段的路由。

（6）当交互完DBD报文之后，路由器通过LSA报头的信息和本地LSDA 中的信息进行比较，得知本地路由器缺少哪些网段的路由，从而向对方路由器发送LSR报文请求这些缺少的LSA。

而收到LSR的路由器就会响应这些请求，发送对应的LSU报文。

此时双方的状态为loading。

（7）当loading状态结束后，双方就进入了完全邻接FULL状态。

4. GNS3介绍
GNS3是一款思科模拟器软件，它具有图形化的界面，并且直接采用cisco 路由器的网络操作系统IOS，因此可以提供接近于真实cisco路由交换设备的虚拟网络环境。

GNS3实际上整合了Dynamips、Dynagen、Pemu和Winpcap等软件。

5.实验拓扑
在GNS3中创建两台路由器R1和R2，给R1和R2分别安装一个NM-4T的模块，该模块可为路由器提供4个串行接口。

在R1上给环回口Loopback 0 配置ip地址1.1.1.1/8，模拟一个1.0.0.0/8的网段。

配置R1连接R2的接口S0/0的IP地址为12.1.1.1/8并将接口开启，配置R2连接R1的接口的IP地址为12.1.1.2/8并将接口开启。

在R1上启用OSPF路由协议，指定Router ID为1.1.1.1，将lookback 0所连接的网络1.0.0.0/8以及S0/0接口所连接的网络12.0.0.0/8都宣告进OSPF 进程。

在R2上启用OSPF路由协议，指定Router ID为2.2.2.2，将S0/0接口所连接的网络12.0.0.0/8宣告进OSPF进程。

R1和R2在同一个区域0。

配置完毕后，R2通过OSPF路由协议从R1的S0/0接口获取到一条关于目标网络为1.0.0.0/8的路由条目。

实验拓扑图如图所示。

6.基本配置命令
6.1 R1的基本配置
8.结束语
本文对OSPF路由协议作了介绍，对OSPF邻接关系的建立过程进行了分析，并在GNS3模拟器上搭建了一个OSPF点到点实验拓扑，对这一过程进行了模拟，通过查看和分析调试信息验证了邻接关系从down变成full的各个过程。

参考文献：
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[2]王达.路由器配置与管理完全手册-H3C篇[M].武汉：华中科技大学出版社，2011：329-389.。