ospf通过什么报文进行邻居认证 ospf使用什么报文建立邻居

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lingyuli 2024-03-27 00:51:55

文章标签 ospf通过什么报文进行邻居认证网络智能路由器 OSPF 数据库 文章分类 云原生云计算

OSPF

该协议叫做 OSPF - open shortest path first ，开放式最短路径优先级协议，通过该协议计算出来的肯定是去往一个目标网络时，所使用的最短的、无环的转发路径。

该协议属于 OSI 模型第三层，协议号是 89 。所有的 OSPF 报文，都是包含在IP头部后面

该协议的报文，是通过组播的方式发送的，组播地址是 224.0.0.5 和 224.0.0.6 。

然后在路由器之间来回的发送，从而就可以让路由器互相学习彼此的路由条目。

OSPF工作原理

建立邻居表：包含的是成为邻居关系的设备，所有的OSPF报文，仅仅在邻居之间发送
同步数据库：包含的是自己的以及从邻居学习过来的“链路状态信息/通告”- LSA(advertisement)
计算路由表：包含的自己基于“数据库中的LSA”计算出来的最好的路由条目

OSPF报文类型

hello，用于邻居表的建立、维护和拆除
dd，database description，数据库描述报文，用于实现数据库的快速和可靠的同步
lsr，link state request，链路状态请求，用于请求想要的“LSA”的
lsu，link state update，链路状态更新，用于发送 LSA 报文的
lsack，link state acknowledge，链路状态确认，用于实现 LSR 和 LSU 的可靠传输

OSPF报文分析之 Hello

OSPF报文封装
OSPF报文是封装在IP头部后面，协议号为 89 ，目标IP是 224.0.0.5
OSPF头部

version: 表示的是 OSPF 协议的版本，默认是2。支持的IPv4；
message type ：信息类型，表示的是 OSPF 的报文类型，此时是 hello
source ospf router : 表示的是发送这个 ospf 报文的路由器的 router-id
packet length：表示的是后面的这个 OSPF 报文的大小/长度
area id : 表示的是该报文是从哪个区域发送出来的
packet checksum ：表示的报文的校验和，用于检测报文在传输过程中是否出错
auth type：表示的是认证类型，也就是常说的加密类型，一般都是明文或者密文，默认情况下，OSPF的认证类型是 Null（空，也就是没认证）
auth data ：表示的是加密的密码

OSPF hello

network mask : 表示的是发送这个Hello报文的出接口的掩码
hello interval : 表示的是该端口发送hello报文的周期，默认是 10s
options：可选项，也通常被称之为“特殊标记位”，用来表示一个路由器的能力
router priority : 路由优先级，默认是 1
router dead interval ：表示的是(邻居)路由器的死亡时间，默认是 40s
designated router : 指定路由器，俗称 DR
back designated router : 备份的指定路由器，俗称 BDR
active neighbor : 活动邻居，通常称之为 neighbor-list → 邻居列表。表示的是自己认可、承认的邻居设备的 router-id

OSPF邻居建立影响因素

确保设备之间的IP地址互通
建立邻居的设备，必须是同一个网段的；
两个接口的IP地址，必须能够互相 ping 通
确保设备可以发送 hello 报文

接口必须通过 network 命令，正确宣告
确保接口不能够被配置为 OSPF 的静默接口

确定设备之间发送报文的方式

要么都是组播
要么都是单播

确保设备可以接收 hello报文

接口必须通过 network 命令，正确宣告
确保接口不能够被配置为 OSPF 的静默接口
该端口上如果配置了策略(ACL)，不能拒绝 OSPF 报文

确保设备可以比较 hello 报文

router-id 不能相同
area-id 必须相同
认证类型必须相同
认证密码必须相同
掩码必须相同**（特殊情况下）**
hello 计时器必须相同
特殊标记位，必须相同
端口优先级，不能全为0**（特殊情况下）**
dead计时器必须相同

注意：特殊情况下，指的是“一个网段中需要 DR的情况”

OSPF邻居状态详解

init
初始化状态。
当收到了对方设备发送过来的hello报文，并且参数协商成功。此时就会将该设备的router-id 放入到自己的邻居表中，状态设置为 init
如果邻居卡在了该状态，说明：设备之间存在单向链路故障
attempt
尝试状态
该状态呢，仅仅出现在NBMA 网络环境下，两边通过单播建立邻居的时候。
每一个peer命令配置最后，都可以在邻居表中看到一个处于 attempt 状态的邻居。
two-way
双向通信状态。
当在对方发送过来的 hello 报文中的，发现自己的 router-id (active neighbor)，此时邻居的状态就会立刻从init 过渡到 two-way 状态。
如果该网段中，同时存在多个 OSPF 路由器，那么就要在该状态(two-way)状态，进行DR/BDR的选举。
但是，这个选举过程中，通常会在该状态持续 40s 的时间，目的就是为了在这个时间内尽量的收集更多的同网段设备发送的 ospf hello报文，这样一来呢，竞选出来的 dr/bdr 更加的客观。
但是如此一来，就会导致 OSPF 邻居建立的时间就会变长
如果邻居卡在了该状态，说明：设备之间想选DR，但是死活选不出来。因为优先级全0
exstart
交换初始化状态(exchange start)
该状态下，两边互相交换的是第一个 DD 报文，但是此时该 DD报文中，啥简要信息都没包含。因为此时发送第一个 DD 报文的主要目的是，是为了确定两个设备之间的主从关系，为了实现后续的 DD 报文的可靠传输。一旦邻居设备之间的主从关系确定以后：从设备发送的DD报文的序列号，一定要和主设备发送的DD报文的序列号一致。
主设备和从设备的竞选原则：

仅仅比较设备之间的 router-id ，越大越好。

  并且，在该状态下，有的时候，设备之间是需要检查 DD 报文中的 MTU 字段的。

  如果两边的 MTU 取值不同，则邻居状态就会卡在 exstart，不会继续下去了。

  但是，在华为设备上，默认情况下，关闭了“MTU检查机制”。

  但是，在思科设备上，默认是开启了“DD报文中的MTU检查机制的”。

  如果邻居卡在了该状态，说明：两边的MTU取值不相同

exchange
交换状态
该状态下，设备之间交换的就是大量的 DD 报文了。该报文中包含的是每个OSPF路由器的数据库中的 LSA 条目的简要信息。当两边的数据库题目的简要信息全都发送完毕了，就开始对比两边的数据库之间的差异了。知道了两边的数据库的不同之后，邻居设备之间就开始向对方请求自己没有的那些数据库条目信息 — LSA 。
在上述的 DD报文中，我们可以明确的区分出 DD 报文是由主设备发送的，还是从设备发送的，可以明确的判断出当前两边的 DD 报文是否传输完毕了。因为在DD报文中
包含了下面的3个重要的字段信息：

master/slave : 该字段如果取值1，说明是master(主设备)；如果取值0，则是从设备
more:该字段表示后面还有更多的 dd 报文；如果取值1，说明后续还有；如果取值0，
则说明后续没有更多DD报文，即当前这个DD报文是最后1个DD报文
init：该字段表示是不是第一个DD报文；如果取值1，说明是第一个DD报文；如果
取值0，则说明不是第一个DD报文

loading
加载状态
该状态下，就是通过不断的发送 LSR 报文和 LSU 报文，实现两边的数据库同步。并且整个过程中，应该确保是安全和稳定的，所以每次发送 LSR 和LSU ，都会伴随着 LSAck的发送。
Full
完全邻接状态
该状态下，两边的数据库条目（LSA）就完全一致了。
down
挂掉了
该状态下，表示没有在规定的 dead 时间内，收到对方的任何的 ospf 报文
关于LSA的讨论