一、鄰居關系建立

狀態含義：

Down：這是鄰居的初始狀態，表示沒有從鄰居收到任何信息。

Init：在此狀態下，路由器已經從鄰居收到了Hello報文，但是自己的Router ID不在所收到的Hello報文的鄰居列表中，表示尚未與鄰居建立雙向通信關系。

2-Way：在此狀態下，路由器發現自己的Router ID存在于收到的Hello報文的鄰居列表中，已確認可以雙向通信。

鄰居建立過程如下：

１、RTA和RTB的Router ID分別為1.1.1.1和2.2.2.2。當RTA啟動OSPF后，RTA會發送第一個Hello報文。此報文中鄰居列表為空，此時狀態為Down，RTB收到RTA的這個Hello報文，狀態置為Init。

２、RTB發送Hello報文，此報文中鄰居列表為空，RTA收到RTB的Hello報文，狀態置為Init。

３、RTB向RTA發送鄰居列表為1.1.1.1的Hello報文，RTA在收到的Hello報文鄰居列表中發現自己的Router ID，狀態置為2-way。

４、RTA向RTB發送鄰居列表為2.2.2.2的Hello報文，RTB在收到的Hello報文鄰居列表中發現自己的Router ID，狀態置為2-way。

因為鄰居都是未知的，所以Hello報文的目的IP地址不是某個特定的單播地址。鄰居從無到有，OSPF采用組播的形式發送Hello報文（目的地址224.0.0.5）。

二、LSDB同步（一）

狀態含義：

ExStart（信息交換初始狀態）：鄰居狀態變成此狀態以后，路由器開始向鄰居發送DD報文。Master/Slave關系是在此狀態下形成的，初始DD序列號也是在此狀態下確定的。在此狀態下發送的DD報文不包含鏈路狀態描述。

Exchange（信息交換狀態）：在此狀態下，路由器與鄰居之間相互發送包含鏈路狀態信息摘要的DD報文。

Loading（加載）：在此狀態下，路由器與鄰居之間相互發送LSR報文、LSU報文、LSAck報文。

Full：LSDB同步過程完成，路由器與鄰居之間形成了完全的鄰接關系。

LSDB同步過程如下：

１、RTA和RTB的Router ID分別為1.1.1.1和2.2.2.2并且二者已建立了鄰居關系。當RTA的鄰居狀態變為ExStart后，RTA會發送第一個DD報文。此報文中，DD序列號被隨機設置為X，I-bit設置為1，表示這是第一個DD報文，M-bit設置為1，表示后續還有DD報文要發送，MS-bit設置為1，表示RTA宣告自己為Master。

２、當RTB的鄰居狀態變為ExStart后，RTB會發送第一個DD報文。此報文中，DD序列號被隨機設置為Y（I-bit=1，M-bit=1，MS-bit=1，含義同上）。由于RTB的Router ID較大，所以RTB將成為真正的Master。收到此報文后，RTA會產生一個Negotiation-Done事件，并將鄰居狀態從ExStart變為Exchange。

３、當RTA的鄰居狀態變為Exchange后，RTA會發送一個新的DD報文，此報文中包含了LSDB的摘要信息，序列號設置為RTB在步驟2中使用的序列號Y（隱式確認），I-bit=0，表示這不是第一個DD報文，M-bit=0，表示這是最后一個包含LSDB摘要信息的DD報文，MS-bit=0，表示RTA宣告自己為Slave。收到此報文后，RTB會產生一個Negotiation-Done事件，并將鄰居狀態從ExStart變為Exchange。

４、當RTB的鄰居狀態變為Exchange后，RTB會發送一個新的DD報文，此報文包含了LSDB的摘要信息，DD序列號設置為Y+1, MS-bit=1，表示RTB宣告自己為Master。

５、雖然RTA不需要發送新的包含LSDB摘要信息的DD報文，但是作為Slave，RTA需要對Master發送的每一個DD報文進行確認。所以，RTA向RTB發送一個新的DD報文，序列號為Y+1，該報文內容為空。發送完此報文后，RTA產生一個Exchange-Done事件，將鄰居狀態變為Loading。RTB收到此報文后，會將鄰居狀態變為Full（假設RTB的LSDB是最新最全的，不需要向RTA請求更新）。

三、LSDB同步（二）

１、RTA開始向RTB發送LSR報文，請求那些在Exchange狀態下通過DD報文發現的、并且在本地LSDB中沒有的鏈路狀態信息。

２、RTB向RTA發送LSU報文，LSU報文中包含了那些被請求的鏈路狀態的詳細信息。RTA在完成LSU報文的接收之后，會將鄰居狀態從Loading變為Full。

３、RTA向RTB發送LSAck報文，作為對LSU報文的確認。RTB收到LSAck報文后，雙方便建立起了完全的鄰接關系。

從建立鄰居關系到同步LSDB的過程較為復雜，錯誤的配置或設備鏈路故障都會導致無法完成LSDB同步。為了快速排障，最關鍵的是要理解不同狀態之間切換的觸發原因。

四、整體流程圖

這是形成鄰居關系的過程和相關鄰居狀態的變換過程。

Down：這是鄰居的初始狀態，表示沒有從鄰居收到任何信息。在NBMA網絡上，此狀態下仍然可以向靜態配置的鄰居發送Hello報文，發送間隔為PollInterval，通常和Router DeadInterval間隔相同。

Attempt：此狀態只在NBMA網絡上存在，表示沒有收到鄰居的任何信息，但是已經周期性的向鄰居發送報文，發送間隔為HelloInterval。如果Router DeadInterval間隔內未收到鄰居的Hello報文，則轉為Down狀態。

Init：在此狀態下，路由器已經從鄰居收到了Hello報文，但是自己不在所收到的Hello報文的鄰居列表中，表示尚未與鄰居建立雙向通信關系。在此狀態下的鄰居要被包含在自己所發送的Hello報文的鄰居列表中。

2-Way Received：此事件表示路由器發現與鄰居的雙向通信已經開始（發現自己在鄰居發送的Hello報文的鄰居列表中）。Init狀態下產生此事件之后，如果需要和鄰居建立鄰接關系則進入ExStart狀態，開始數據庫同步過程，如果不能與鄰居建立鄰接關系則進入2-Way。

2-Way：在此狀態下，雙向通信已經建立，但是沒有與鄰居建立鄰接關系。這是建立鄰接關系以前的最高級狀態。

1-Way Received：此事件表示路由器發現自己沒有在鄰居發送Hello報文的鄰居列表中，通常是由于對端鄰居重啟造成的。

ExStart：這是形成鄰接關系的第一個步驟，鄰居狀態變成此狀態以后，路由器開始向鄰居發送DD報文。主從關系是在此狀態下形成的；初始DD序列號是在此狀態下決定的。在此狀態下發送的DD報文不包含鏈路狀態描述。

Exchange：此狀態下路由器相互發送包含鏈路狀態信息摘要的DD報文，描述本地LSDB的內容。

Loading：相互發送LS Request報文請求LSA，發送LS Update通告LSA。

Full：兩臺路由器的LSDB已經同步。

一、鄰居關系建立

狀態含義：

Down：這是鄰居的初始狀態，表示沒有從鄰居收到任何信息。

Init：在此狀態下，路由器已經從鄰居收到了Hello報文，但是自己的Router ID不在所收到的Hello報文的鄰居列表中，表示尚未與鄰居建立雙向通信關系。

2-Way：在此狀態下，路由器發現自己的Router ID存在于收到的Hello報文的鄰居列表中，已確認可以雙向通信。

鄰居建立過程如下：

１、RTA和RTB的Router ID分別為1.1.1.1和2.2.2.2。當RTA啟動OSPF后，RTA會發送第一個Hello報文。此報文中鄰居列表為空，此時狀態為Down，RTB收到RTA的這個Hello報文，狀態置為Init。

２、RTB發送Hello報文，此報文中鄰居列表為空，RTA收到RTB的Hello報文，狀態置為Init。

３、RTB向RTA發送鄰居列表為1.1.1.1的Hello報文，RTA在收到的Hello報文鄰居列表中發現自己的Router ID，狀態置為2-way。

４、RTA向RTB發送鄰居列表為2.2.2.2的Hello報文，RTB在收到的Hello報文鄰居列表中發現自己的Router ID，狀態置為2-way。

因為鄰居都是未知的，所以Hello報文的目的IP地址不是某個特定的單播地址。鄰居從無到有，OSPF采用組播的形式發送Hello報文（目的地址224.0.0.5）。

二、LSDB同步（一）

狀態含義：

ExStart（信息交換初始狀態）：鄰居狀態變成此狀態以后，路由器開始向鄰居發送DD報文。Master/Slave關系是在此狀態下形成的，初始DD序列號也是在此狀態下確定的。在此狀態下發送的DD報文不包含鏈路狀態描述。

Exchange（信息交換狀態）：在此狀態下，路由器與鄰居之間相互發送包含鏈路狀態信息摘要的DD報文。

Loading（加載）：在此狀態下，路由器與鄰居之間相互發送LSR報文、LSU報文、LSAck報文。

Full：LSDB同步過程完成，路由器與鄰居之間形成了完全的鄰接關系。

LSDB同步過程如下：

１、RTA和RTB的Router ID分別為1.1.1.1和2.2.2.2并且二者已建立了鄰居關系。當RTA的鄰居狀態變為ExStart后，RTA會發送第一個DD報文。此報文中，DD序列號被隨機設置為X，I-bit設置為1，表示這是第一個DD報文，M-bit設置為1，表示后續還有DD報文要發送，MS-bit設置為1，表示RTA宣告自己為Master。

２、當RTB的鄰居狀態變為ExStart后，RTB會發送第一個DD報文。此報文中，DD序列號被隨機設置為Y（I-bit=1，M-bit=1，MS-bit=1，含義同上）。由于RTB的Router ID較大，所以RTB將成為真正的Master。收到此報文后，RTA會產生一個Negotiation-Done事件，并將鄰居狀態從ExStart變為Exchange。

３、當RTA的鄰居狀態變為Exchange后，RTA會發送一個新的DD報文，此報文中包含了LSDB的摘要信息，序列號設置為RTB在步驟2中使用的序列號Y（隱式確認），I-bit=0，表示這不是第一個DD報文，M-bit=0，表示這是最后一個包含LSDB摘要信息的DD報文，MS-bit=0，表示RTA宣告自己為Slave。收到此報文后，RTB會產生一個Negotiation-Done事件，并將鄰居狀態從ExStart變為Exchange。

４、當RTB的鄰居狀態變為Exchange后，RTB會發送一個新的DD報文，此報文包含了LSDB的摘要信息，DD序列號設置為Y+1, MS-bit=1，表示RTB宣告自己為Master。

５、雖然RTA不需要發送新的包含LSDB摘要信息的DD報文，但是作為Slave，RTA需要對Master發送的每一個DD報文進行確認。所以，RTA向RTB發送一個新的DD報文，序列號為Y+1，該報文內容為空。發送完此報文后，RTA產生一個Exchange-Done事件，將鄰居狀態變為Loading。RTB收到此報文后，會將鄰居狀態變為Full（假設RTB的LSDB是最新最全的，不需要向RTA請求更新）。

三、LSDB同步（二）

１、RTA開始向RTB發送LSR報文，請求那些在Exchange狀態下通過DD報文發現的、并且在本地LSDB中沒有的鏈路狀態信息。

２、RTB向RTA發送LSU報文，LSU報文中包含了那些被請求的鏈路狀態的詳細信息。RTA在完成LSU報文的接收之后，會將鄰居狀態從Loading變為Full。

３、RTA向RTB發送LSAck報文，作為對LSU報文的確認。RTB收到LSAck報文后，雙方便建立起了完全的鄰接關系。

從建立鄰居關系到同步LSDB的過程較為復雜，錯誤的配置或設備鏈路故障都會導致無法完成LSDB同步。為了快速排障，最關鍵的是要理解不同狀態之間切換的觸發原因。

四、整體流程圖

這是形成鄰居關系的過程和相關鄰居狀態的變換過程。

Down：這是鄰居的初始狀態，表示沒有從鄰居收到任何信息。在NBMA網絡上，此狀態下仍然可以向靜態配置的鄰居發送Hello報文，發送間隔為PollInterval，通常和Router DeadInterval間隔相同。

Attempt：此狀態只在NBMA網絡上存在，表示沒有收到鄰居的任何信息，但是已經周期性的向鄰居發送報文，發送間隔為HelloInterval。如果Router DeadInterval間隔內未收到鄰居的Hello報文，則轉為Down狀態。

Init：在此狀態下，路由器已經從鄰居收到了Hello報文，但是自己不在所收到的Hello報文的鄰居列表中，表示尚未與鄰居建立雙向通信關系。在此狀態下的鄰居要被包含在自己所發送的Hello報文的鄰居列表中。

2-Way Received：此事件表示路由器發現與鄰居的雙向通信已經開始（發現自己在鄰居發送的Hello報文的鄰居列表中）。Init狀態下產生此事件之后，如果需要和鄰居建立鄰接關系則進入ExStart狀態，開始數據庫同步過程，如果不能與鄰居建立鄰接關系則進入2-Way。

2-Way：在此狀態下，雙向通信已經建立，但是沒有與鄰居建立鄰接關系。這是建立鄰接關系以前的最高級狀態。

1-Way Received：此事件表示路由器發現自己沒有在鄰居發送Hello報文的鄰居列表中，通常是由于對端鄰居重啟造成的。

ExStart：這是形成鄰接關系的第一個步驟，鄰居狀態變成此狀態以后，路由器開始向鄰居發送DD報文。主從關系是在此狀態下形成的；初始DD序列號是在此狀態下決定的。在此狀態下發送的DD報文不包含鏈路狀態描述。

Exchange：此狀態下路由器相互發送包含鏈路狀態信息摘要的DD報文，描述本地LSDB的內容。

Loading：相互發送LS Request報文請求LSA，發送LS Update通告LSA。

Full：兩臺路由器的LSDB已經同步。

審核編輯：劉清