EIGRP邻居建立过程

1.路由器A启动,然后在链路上发送hello包
2.路由器B接收到A发来的hello包,然后做出应答,发回update包给A,告诉A它自己的路由表的信息.但是这个时候 邻居关系还没有建立直到B发回hello包给A.在B给A的update包里设置了初始位(init bit)的,说明这是初始过程。
3.当双方交换过hello包以后,邻居关系建立.A发回ACK包给B确认它已经收到了从B而来的update包
4.A吸收update包到它自己的topology table中去.topology table包括了从邻居那里得来的所有目的地信息
5.A发送update包给B
6.B收到A发来的update包后做出应答;发回ACK包给A

OSPF邻居建立过程

1.RT1的一个连接到广播类型网络的接口上激活了OSPF协议，并发送了一个HELLO报文（使用组播地址224.0.0.5）。由于此时RT1在该网段中还未发现任何邻居，所以HELLO报文中的Neighbor字段为空。
2.RT2收到RT1发送的HELLO报文后，为RT1创建一个邻居的数据结构。RT2发送一个HELLO报文回应RT1，并且在报文中的Neighbor字段中填入RT1的Router id，表示已收到RT1的HELLO报文，并且将RT1的邻居状态机置为Init。
3.RT1收到RT2回应的HELLO报文后，为RT2创建一个邻居的数据结构，并将邻居状态机置为Exstart状态。下一步双方开始发送各自的链路状态数据库。
为了提高发送的效率，双方需先了解一下对端数据库中那些LSA是自己所需要的（如果某一条LSA自己已经有了，就不再需要请求了）。方法是先发送DD报文，DD报文中包含了对本地数据库中LSA的摘要描述（每一条摘要可以惟一标识一条LSA，但所占的空间要少得多）。由于OSPF直接用IP报文来封装自己的协议报文，所以在传输的过程中必须考虑到报文传输的可靠性。为了做到这一点，在DD报文的发送过程中需要确定双方的主从关系。作为Master的一方定义一个序列号seq，每发送一个新的DD报文将seq 加一。作为Slave的一方，每次发送DD报文时使用接收到的上一个Master的DD报文中的seq。实际上这种序列号机制是一种隐含的确认方法。如果再加上每个报文都有超时重传，就可以保证这种传输是可靠的。
RT1首先发送一个DD报文，宣称自己是Master（MS=1），并规定序列号为x。I=1表示这是第一个DD报文，报文中并不包含LSA的摘要，只是为了协商主从关系。M=1说明这不是最后一个报文。
4.RT2在收到RT1的DD报文后，将RT1的邻居状态机改为Exstart，并且回应了一个DD报文（该报文中同样不包含LSA的摘要信息）。由于RT2的Router ID较大，所以在报文中RT2认为自己是Master，并且重新规定了序列号为y。
5.RT1收到报文后，同意了RT2为Master，并将RT2的邻居状态机改为Exchange。RT1使用RT2的序列号y来发送新的DD报文，该报文开始正式地传送LSA的摘要。在报文中RT1将MS=0，说明自己是Slave。
6.RT2收到报文后，将RT1的邻居状态机改为Exchange，并发送新的DD报文来描述自己的LSA摘要，需要注意的是：此时RT2已将报文的序列号改为y+1了。
7.上述过程持续进行，RT1通过重复RT2的序列号来确认已收到RT2的报文。RT2通过将序列号+1来确认已收到RT1的报文。当RT2发送最后一个DD报文时，将报文中的M=0，表示这是最后一个DD报文了。
8.RT1收到最后一个DD报文后，发现RT2的数据库中有许多LSA是自己没有的，将邻居状态机改为Loading状态。此时RT2也收到了RT1的最后一个DD报文，但RT1的LSA，RT2都已经有了，不需要再请求，所以直接将RT1的邻居状态机改为Full状态。
9.RT1发送LS Request报文向RT2请求所需要的LSA。RT2用LS Update报文来回应RT1的请求。RT1收到之后，需要发送LS Ack报文来确认。上述过程持续到RT1中的LSA与RT2的LSA完全同步为止。此时RT1将RT2的邻居状态机改为Full状态。

OSPF路由协议概念解释和特性介绍

本篇文档针对一些对OSPF路由协议有一定的感性认识的技术人员，提供一些基于OSPF报文格式的介绍，来达到了解OSPF路由协议的特性和特有的一些概念的了解。

一．OSPF的特性：
   快速收敛；
   能够适应大型网络；
   能够正确处理错误路由信息；
   使用区域，能够减少单个路由器的CPU负担，构成结构化的网络；
   支持无类路由，完全支持超网，可变长子网等无类特性；
   支持多条路径负载均衡；
   使用组播地址来进行信息互通，减少了非OSPF路由器的负载；
   使用路由标签来表示来自外部区域的路由。

二．Neighbor和Adjacency的定义：
   Neighbor：
   在网络中，OSPF路由器可以发送Hello报文来进行邻居寻找，当Hello报文中的几个字段的内容是互相一致的时候，相邻的OSPF路由器就会形成Neighbor关系。
   Neighbor是保存在Neighbor表里，需要有Router ID和IP地址信息。
   Router ID的确定：
   1． 选择IP地址最大的Loopback接口的IP地址为Router ID；如果只有一个Loopback接口，那么Router ID就是这个Loopback的地址。
   2． 如果没有Loopback接口，就选择IP地址最大的物理接口的IP地址为Router ID，但是作为Router ID的物理接口，就不能运行OSPF，也就是说这个接口无法发送接受OSPF报文。
   使用Loopback的IP地址作为Router ID的好处：
   a． Loopback接口是逻辑接口，永远不会down，有利于OSPF的稳定运行；
   b． 便于控制OSPF路由器的Router ID。
   Hello协议的特点：
   1． 目的：
   a． 用来发现OSPF Neighbor；
   b． Hello报文包含了多个需要OSPF路由器协商的参数，以形成Neighbor的关系；
   c． 他可以用来维持邻居之间链接的存活；
   d． 用来确定DR，BDR路由器的选择。

2． 报文内容：
   a． Router ID
   b． Area ID
   c． IP地址和掩码
   d． 认证方式和认证信息
   e． Hello Interval和Dead Interval
   f． Router优先权
   g． DR和BDR的Router ID
   h． 五个字节的特性控制信息
   i． 距上次Hello报文后，在Dead Interval中，路由器的Neighbor的Router ID列表
   每个OSPF路由器收到收到hello报文，将会协商上述信息，是否符合，如果不符合，Hello报文会遭到丢弃。
   并且当一个路由器收到一个Hello报文，其中Neighbor Router ID List里有它的Router ID时，就会进入2-way模式,一旦进入2-way模式，就会建立Adjacency。
   3． DR和BDR使用224.0.0.5(ALLSPFRouter Address)发送Hello Packet，而收到报文的路由器以224.0.0.6(ALLDRRouter Address)发送确认报文，表示收到了Hello Packet。
   4． Point-to-Multipoint:相当与多个点对点网络的集合，但是不会产生DR，BDR的选举，通过组播报文发送路由信息报文。
   5． 只有NBMA网络和采用虚拟链路的网络发送的是单播报文。
   6． Stub Network：只有一个出口连接到路由器的网络，通常产生的报文的原地址和目的地址都是本网络中。
   DR和BDR的选择，特性：
   1． DR和BDR是接口的特性，和路由器本身无关。
   2． DR和BDR和multiaccess网络中其他的路由器形成adjancency，但他们之间没有形成adjancency。
   3． 每个接口上都会有优先级，如果优先级为0时，表示不参加选择DR，BDR。

Adjacency：
   是在OSPF Neighbor之间形成的虚拟的连接，这些连接有不同的性质，根据路由器连接的不同网络类型。
   形成Adjacency的步骤：
   1． 邻居发现
   2． 双向通信
   3． 数据库同步
   为了使路由器能够实现数据库的一致和同步，通过交换DD，LSR，LSU报文来达到数据库同步的目的。
   4． 完全形成连接

Master和Slave的关系和选择
   在ExStart状态下，邻居之间进行协商，以决定由哪个路由器来控制Database sychronization。
   Neighbor表项的数据结构：
   Neighbor表项中的信息是通过路由器从Hello报文中学到的，关于邻居的一些信息。
   1． Neighbor ID
   2． Neighbor IP Address
   3． Area ID
   4． Interface
   5． Neighbor Priority
   6． State
   7． PollInterval
   这是用于NBMA网络的一个概念，由于NBMA网络无法用组播来发送报文，也就是说无法自动发现邻居，如果当Neighbor处于down的状态时候，Hello报文每隔一个PollInterval时间就会发送一次，来发现和维护邻居关系。
   8． Neighbor Option
   9． Inactivity Time
   10． DR
   11． BDR
   12． Master/Slave
   13． DD Sequence Number
   14． Last Received Database Description Packet
   15． Lik State Retransmission List
   是指已经发送出去的LSA，但是还没有收到Acknowledge的报文，如果超过RxmtInterval还没有收到，就会进行重传。
   16． Database Summary List
   在database synchronization时，所发送的LSA的表单。
   17． Link State Request List
   是指最新收到的在Database Description报文中所带的LSA清单，路由器会发送LSR到Neighbor要最新的LSA，收到LSU后，会把list里的相应条目删掉。

三．Neighbor状态机制
   1． Down
   没有收到任何Hello报文的时候，或是在DeadInterval中，没有收到Hello报文
   2． Attempt
   只有在NBMA网络里才有，手工进行Neighbor的指定。
   3． Init
   收到了Hello报文
   4． 2-way
   当路由器看到自己的Router ID在邻居发来的Hello报文里；在广播网络里，DR和BDR开始被选举。
   5． ExStart
   决定Master/Slave关系，以初始化DD 报文序列号来交换Database Description报文
   6． Exchange
   路由器开始交换DD报文的过程
   7． Loading
   发送LSR报文已处在Loading状态的报文，请求最新的通过Exchange DD报文发现的未收到的LSA
   8． Full
   完成了路由器和网络的LSA的交换
   当路由器收到LSA后，会把LSA存到数据库中，然后会把收到LSA复制并从其它的OSPF接口发送出去，直到整个网络区域的LSA Database获得同步一致。然后每个路由器根据LSA Database里的Link信息进行SPF运算，算出没有回路的最短路径。

四．Database Description报文
   它是包含了路由器所有的LSA信息的报头，可以使路由器知道，Neighbor上有多少LSA是自己不知道的，可以通过LSR报文来请求新的LSA。
   五．多区域OSPF特性
   1．骨干区域：起到了让其他非骨干区域能够知道别的区域的网络情况的作用。也就是说，所有非骨干区域的路由信息都要流经骨干区域。

2．虚拟链路：是一个通过非骨干区域到骨干区域的链路。
   使用目的：
   连接一个非骨干区域到一个骨干区域通过一个非骨干区域
   通过一个非骨干区，连接分开的两个骨干区部分
   规则：
   必须在两个ABR之间进行配置
   虚链路通过的区域作为传输区域，必须有完整的路由信息
   中间传输区不能是存根区

六．区域的Link State报文类型：
   1． Router LSA
   由区域内所有的路由器产生的，并且只能在本个区域泛洪广播。
   2． Network LSA
   由区域内的DR或BDR路由器产生的，报文包括DR和BDR连接的路由器的链路信息。
   3． Network Summary LSA
   由ABR产生的，可以通知本区域内的路由器通往区域外的路由信息；同时可以发送通往相同自治区不同区域的默认路由；把本区域的路由发送到骨干区域，如果有两个到相同目的地的路径，只会把最低cost的路由发送出去；
   4． ASBR Summary LSA
   由ABR产生，但是它是一条主机路由，指向ASBR路由器地路由。
   5． Autonomous System External LSA
   由ASBR产生，它告诉相同自治区的路由器通往外自治区的路径。
   6． NSSA External LSA
   由ASBR产生，在NSSA区域中，当有一个路由器是ASBR时，不得不产生LSA 5报文，但是NSSA中不能有LSA 5报文，所有ASBR产生LSA 7报文，发给本区域的路由器。

七．OSPF Over Demand Circuits
   是应用于有交换虚电路的链路中，当链路在是空闲的时候，它不会有虚电路的连接，只有在链路上有通信量的时候，才会建立虚电路。而OSPF的Hello，LSA报文是要每隔一段时间要发送一次，而Demand Circuits提供了一种特性，在虚电路上只需要传一次Hello和LSA报文进行OSPF的邻居和数据库同步，接下来就不需要再发送以上这些报文，LSA也不会由于收不到Update报文而过期，邻居关系也不会Dead。这样可是减少链路的使用情况，节省了广域网链路的开支。
   OSPF通过在LSA报文中设置一个DonotAge字节，来使两端得到协商，使收到的LSA永不过期。并且在LSA中加了一个标志位，DC bit,使其他路由器知道这个LSA具有Demand Circuit的特性，使其他路由器不会认为这条路由过期。

八．OSPF的配置（只有一些特点，比较常规的东西不讲了）
   OSPF 具有DNS功能，可以使用路由器名来取代Router ID。
   配置：
   ip name-server 172.19.45.1
   指定OSPF使用的DNS-SERVER的 IP地址
   ip ospf name-lookup
   使OSPF可以启用DNS功能

OSPF针对接口有多个地址的解决方法：
   1． OSPF只有当接口主地址启用了OSPF时候，才会对secondary IP address Network的路由信息进行处理。
   2． OSPF把secondary IP address Network看作是Stub Network，没有别的OSPF邻居，并且不会送Hello报文，也不会和从地址网络形成链接。所以当secondary IP address Network上有连着一台路由器时，而又需要这两台路由器互通路由信息，可以考虑采用静态路由。

Area 1 nssa no-summary no-redistribution命令使用在既是ABR又是ASBR上，可以让他所连接的NSSA区域中，只有Router LSA，没有其他的类型LSA，甚至LSA 7也没有，只有一条指向ABR的默认路由。

Area 1 nssa no-redistribution default-information-originate命令可以使上述情况中，可以让LSA 3和4进入NSSA区域，但是LSA 5和LSA 7会被过滤掉。由于把no-summary去掉后，虽然可以使LSA 3和4可以进入NSSA区域，但是ABR就不能产生一个指向外面网络的默认路由，使NSSA区域内的路由器和自治区外的路由隔离。使用default-information-originate参数，可以使ABR产生一个默认路由。