OSPF MA 网络中 DR 与 BDR 选举规则 | 选举算法 | BDR (实验)

原创已于 2024-10-14 18:36:16 修改 · 3k 阅读

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于 2024-09-08 06:44:23 首次发布

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OSPF MA 网络中 DR 与 BDR 选举规则 | 选举条件 | 选举算法

MA （Multi-Access，多访问）

在 OSPF 协议中，多访问网络是指多个路由器可以直接相互连接和通信，而不需要通过其他设备。以太网就是一个典型的例子，其中多台设备可以直接连到同一网络上，彼此 “看到” 对方。

由于多个设备共享同一个网络，为了有效传递路由信息并维护网络的稳定性，OSPF 会选出一个 DR 和一个 BDR。这两个路由器的主要作用是管理和优化网络中的路由信息交换。

DR 与 BDR 的选举规则

DR/BDR 的选举是非抢占式的。
DR/BDR 的选举是基于接口的。
- 接口的 DR 优先级越大越优先。
- 接口的 DR 优先级相等时，Router ID 越大越优先。
广播链路或者 NBMA 链路上 DR 和 BDR 的选举过程如下：
- 接口 UP 后，发送 Hello 报文，同时进入到 Waiting 状态。在 Waiting 状态下会有一个 WaitingTimer，该计时器的长度与 DeadTimer 是一样的。默认值为 40 秒，用户不可自行调整。
- 在 WaitingTimer 触发前，发送的 Hello 报文是没有 DR 和 BDR 字段的。在 Waiting 阶段，如果收到 Hello 报文中有 DR 和 BDR，那么直接承认网络中的 DR 和 BDR，而不会触发选举。直接离开 Waiting 状态，开始邻居同步。
- 假设网络中已经存在一个 DR 和一个 BDR，这时新加入网络中的路由器，不论它的 Router ID 或者 DR 优先级有多大，都会承认现网中已有的 DR 和 BDR。
- 当 DR 因为故障 Down 掉之后，BDR 会继承 DR 的位置，剩下的优先级大于 0 的路由器会竞争成为新的 BDR。
- 只有当不同 Router ID，或者配置不同 DR 优先级的路由器同时起来，在同一时刻进行 DR 选举才会应用 DR 选举规则产生 DR。

不同网络类型中 DR 与 BDR 的选举操作

OSPF 网络类型	常见链路层协议	是否选举 DR	是否和邻居建立邻接关系
Broadcast	以太网链路	是	DR 与 BDR 、DRother 建立邻接关系 BDR 与 DR 、DRother 建立邻接关系 DRother 之间只建立邻居关系
NBMA	帧中继链路	是
Point-to-point	PPP 链路；HDLC 链路	否	是
P2MP	需手工指定	否	是

PPP（Point-to-Point Protocol）：点对点协议，主要用于两个节点之间的直接连接。
HDLC（High-Level Data Link Control）：高级数据链路控制，是一种面向比特的同步数据链路层协议。
P2MP（Point-to-Multipoint）：点到多点，一个节点可以与多个节点进行通信。

DR 和 BDR 选举条件

MA 网络中，同时选举 DR 和 BDR，需要该 MA 网络中路由器都要与 DR 和 BDR 建立完全 FULL 邻接关系（FULL adjacency）。其中，DR 与 BDR 之间也是 FULL 的邻接关系，DRother 与 DRother 之间则只存在邻居关系，状态为 2-Way。

MA 网络可以没有 BDR, 但不能没有 DR。

DR 的选举依靠 Hello 报文，在 2-way 之后，交互 Hello 报文完成 DR/BDR 的选举。

每台路由器根据 “听到” 的所有邻居的 Hello 报文，构建自己接口的数据结构，并按照以下算法，计算出 DR 和 BDR。

DR/BDR 选举算法

（1）路由器接口数据结构中维持三个集合，分别是：

DR 集合：通过 Hello 学习到的所有 DR 路由器；
BDR 集合：通过 Hello 学习到的所有 BDR 路由器；
DRother 集合：没有被选举为 DR/BDR 的路由器（优先级不为 0）。

（2）算法工作时，在 DR 集合中选择最好的路由器，使其成为 DR。在 BDR 集合中选择最好的路由器，使其成为 BDR。

DR 选举

在 DR 的集合中应用以下规则：

如果 DR 集合为非空，则从中选择最好的路由器成为 DR；

如果 DR 集合为空，则把当前 BDR 提升为 DR；

如果 BDR 集合为空，则要先从 DRother 集合中选出 BDR, 再将其提升为 DR。

BDR 选举

在 BDR 的集合中应用以下规则：

如果 BDR 集合为非空，则从中选择最好的路由器为 BDR；

如果 BDR 集合为空，则从 DRother 集合中选择最好的路由器成为 BDR 路由器。

DR 和 BDR 选举过程

OSPF 路由器在 DR/BDR 未选举出来之前，Hello 报文中关于 DR 和 BDR 的字段为全 0, 即为 0.0.0.0。

选举完成后，DR 和 BDR 的字段记录已知的 DR 和 BDR 的 RouterlD。

路由器接口根据听到的 Hello 报文，生成邻居表并在接口维持三个集合：

DR 集合
BDR 集合
DRother 集合（非 DR 非 BDR 但是有资格成为 DR 和 BDR 的路由器）

过程

当 OSPF 接口开启后，在 Hello 报文中设置 DR/BDR 字域为全 0, 此时 DR/BDR 未知。同时，Wait timer 启动，时长为 4 倍的 Hello 间隔。
如果收到的 Hello 报文中 DR 及 BDR 字域为非空，则 Wait 计时器停止，接受当前 DR/BDR 的选择。
如果在 Wait 计时器超时后，仍未学习到 DR/BDR, 则开始 DR/BDR 选举。
如果 DR 集合为空，则从 BDR 集合选举 DR；如果 BDR 集合为空，则从 DRother 集合选举 BDR。
据此，如果在没有 DR/BDR 的网络上，Wait 计时器超时后，网络上的每台路由器都会先从 DRother 集合选择 BDR, 然后把 BDR 提升为 DR；再重新从 DRother 集合选择 BDR。至此，选举结束，开始邻接建立。

via: huawei

OSPF 网络可以没有 BDR (实验)

Slngen 于 2021-01-15 13:28:25 发布

以下全文基于 OSPFv2，即 IPv4 下的 OSPF，链路层协议为以太网。

OSPF 在发送 / 接收 Hello 包时，可以选举 DR/BDR。

Hello 包有一个字段为 Rtr Pri (8 bit)，是 DR 的优先级，默认为 1，当 Rtr Pri 设置为 0 时，路由器不参与 DR/BDR 选举。

在这里插入图片描述

那么，一个网络若除了一台路由器，其余路由器优先级全为 0，也就会意味着网络中没有 BDR？这样可行吗？

结论是可以的，即 OSPF 网络可以没有 BDR。

这是以太网环境下的实验，对于其他网络类型，比如 PPP，默认没有 DR/BDR。

实验条件

如图配置，三台交换机接口处于同一网段 123.0.0.0 24。

将 AR1 和 AR3 接口 OSPF DR 优先级设置为 0，即不参与 DR/BDR 选举。

实验结果

先将 AR1 和 AR3 配置刷入，不管 AR2。

这时 AR1 和 AR2 正常发送 Hello 包，所以两者成为邻居 (2-Way) 关系。但他们没有选举出 DR/BDR。

如图，AR3 发送的 Hello 包中，DR 和 BDR 都属于未选举状态，但已经和 AR1 建立邻居。

到这里，实际情况可以通过 OSPF 的状态变化条件逐步推导得出，网络中的设备交流遵循我们预设的规则。

例如，目前 AR1 和 AR3 已满足邻居建立条件，因此它们可以成功建立邻接关系。

随后，配置 AR2。经过一段时间后，AR2 与 AR1 和 AR3 都形成了完全邻接（Full）关系，并更新了链路状态数据库（LSDB）。

验证 AR2 的 Hello 包，OSPF 网络中确实没有选举 BDR。

结论

在 OSPF 网络中，路由器的状态是根据预定的规则运行的，它们并不意识到在没有 DR 和 BDR 的情况下可能会出现问题。在未配置 AR2 之前，OSPF 网络中甚至只有两个邻接状态的路由器，并且没有选举出 DR。

via:

OSPF 网络可以没有 BDR (实验)_3 台路由器建立 ospf 情况下有没有 bdr-优快云博客 Slngen 于 2021-01-15 13:28:25 发布

https://blog.youkuaiyun.com/u014302425/article/details/112659312