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Hello包結構及OSPF路由器形成鄰居的過程

發布時間： 2022-08-24

Hello包結構及OSPF路由器形成鄰居的過程，運行OSPF路由協議的路由器之間使用周期性地發送Hello包的方法建立和維持鄰居關系。

在OSI參考模型的網絡層上，Hello包也是向多點廣播組224.0.0.5發送的。這個多點廣播組是所有運行OSPF路由協議的路由器都能夠識別的。

默認地，運行OSPF路由協議的路由器每10秒鐘發出一次Hello包，但是在NBMA類型的網絡里，路由器每30秒鐘發出一次Hello包。

圖1是Hello包的包頭結構。

圖1 Hello包的包頭結構

Hello包的包頭實際上是OSPF包的包頭，當OSPF包頭的TYPE部分被置位為1時，該包成為Hello包。

在Hello包的包頭里，包含路由器的標識及區域標識，這是必不可少的信息。路由器標識的作用在于讓其他路由器能夠識別自己。兩臺路由器只有區域標識相同才能成為鄰居。另外，如果我們在運行OSPF路由協議的路由器上配置了鄰居驗證，驗證的數據也會包含在Hello包的包頭里，如果驗證口令不匹配，兩臺路由器也不能成為鄰居。

圖2表示的是Hello包的內容。

圖2 Hello包的內容

在圖2中，Hello Interval是發出Hello包的時間間隔，Dead Interval是鄰居關系失效的時間，也就是在Dead Interval規定的時間里如果沒有收到Hello包，則鄰居關系失效。兩臺路由器只有Hello Interval和Dead Interval相同才能形成鄰居關系。

Router Priority是路由器的優先級。通過交換Hello包，路由器能夠了解鄰居的優先級和路由器標識的大小，從而能夠在廣播多路訪問網絡中選舉出DR和BDR。

一旦DR和BDR被選出，它們會出現在Hello包的內容里。一臺路由器發出的Hello包里還包括了它的所有鄰居路由器的標識。如果路由器在它收到的Hello包里看到了自己的標識，則該路由器認為發送Hello包的路由器和自己是鄰居關系。

下面的圖3到圖9，表示了路由器之間形成鄰居關系及建立拓撲表和形成路由表的過程。

圖3 DOWN狀態

圖9 Full狀態

首先請看圖3。

如圖3所示，在使用OSPF路由協議的網絡還沒有運行的時候，路由器A和路由器B互相還沒有向對方發送任何信息，這時兩臺路由器互相不知道對方的存在，這種狀態是DOWN狀態。

當使用OSPF路由協議的網絡開始運行時，其中總會有一臺路由器首先發出Hello包，如圖4所示。

圖4 初始狀態

在圖4中，路由器A首先發出Hello包，路由器B收到該Hello包并且將路由器A的標識記入鄰居表，這個狀態是初始狀態。

路由器B認識了路由器A之后，也會向路由器A發出Hello包，如圖5所示。

圖5 Two-Way狀態

在圖5中，路由器B也發出Hello包，其中不但有路由器B的標識，還有它所認識的鄰居的標識。路由器A收到該Hello包后，也會把路由器B的標識記入鄰居表。這時，兩臺路由器的鄰居表里都有了對方的信息，鄰居關系形成，這個狀態是Two-Wa y狀態。

由于兩臺路由器是使用以太線連接的，也就是說它們工作在廣播多路訪問網絡中，而不是點對點網絡，所以，在形成鄰居關系之后要選舉DR，如圖6所示。

圖6 Exstart狀態

從圖6中我們可以看到，路由器A和路由器B通過互相交換Hello包比較兩者的優先級和路由器標識。優先級高的路由器將成為DR。如果優先級相同，則路由器標識大的路由器成為DR。

在圖6中，兩臺路由器的優先級都是默認的，是相同的，所以路由器標識較大的B路由器成為了DR。

這個過程是Exstart狀態。

選舉出DR之后，由DR首先向非DR發送網絡拓撲信息，然后非DR再把自己所知道的網絡拓撲信息發送給DR，如圖7所示。

圖7 Exchange狀態

路由器交換鏈路狀態信息的過程是Exchange狀態。

在這個過程中交換的是鏈路狀態數據庫的匯總信息。如果路由器A對某一條鏈路的信息不清楚，可以要求DR發送關于該鏈路的完整信息。

在圖8中，DR應路由器A的請求，發送出某條鏈路的完整信息，這是Loading狀態。

圖8 Loading狀態

當Loading狀態結束時，路由器已經學習到了完整的網絡拓撲，這個時候是Full狀態，如圖9所示。

只有當達到了Full狀態的時候，運行OSPF路由協議的路由器才會從拓撲表里計算出路由表。在達到Full狀態之前，路由器沒有路由能力。

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