3C硬件|OSPF协议五种网络类型中DR和BDR选举说明

OSPF协议五种网络类型中DR和BDR选举说明

OSPF链路类型有3种：点到点，广播型，NBMA(非广播-多路访问网络（Non-Broadcast Multiple Access，NBMA）)。

在3种链路类型上扩展出5种网络类型：点到点，广播，NBMA，点到多点，虚链路。其中虚链路较为特殊，不针对具体链路，而NBMA链路对应NBMA和点到多点两种网络类型。

以上是RFC的定义，在Cisco路由器的实现上，我们应记为3种链路类型扩展出8种网络类型，其中NBMA链路就对应5种，即在RFC的定义基础上又增加了3种类型。

首先分析一下3种链路类型的特点：

1. 点到点：一个网络里仅有2个接口，使用HDLC或PPP封装，不需寻址，地址字段固定为FF。

2. 广播型：广播型多路访问，目前而言指的就是以太网链路，涉及IP 和Mac，用ARP实现二层和三层映射。

3. NBMA：网络中允许存在多台Router，物理上链路共享，通过二层虚链路（VC）建立逻辑上的连接。

NBMA网络不是没有广播的能力，而是广播针对每一条VC发送，这样就使得一台路由器在不是Full-Mesh（全网状）的NBMA拓扑中，发送的广播或组播分组可能无法到达其他所有路由器。 在点到点链路上运行OSPF没有必要选举DR，因为就是两点一线，简单得很；而在NBMA网络中运行OSPF由于是多路访问，DR可以存在，通过调整成手动发现邻居可以防止过多的Hello开销。

下面具体分析一下RFC中定义的5种网络类型：

1. 点到点 串行封装HDLC或PPP，OSPF会自动检测接口类型（发现封装模式为PPP或HDLC，就认为是点到点），OSPF数据包使用224.0.0.5发送，不知道DR是什么东西，就知道对端是谁，OSPF hello间隔为10s，失效为40s。（224.0.0.6指代一个多路访问网络中DR和BDR的组播接收地址，224.0.0.5指代在任意网络中所有运行OSPF进程的接口都属于该组，于是接收所有224.0.0.5的组播数据包。

重点理解好：属于某一组和接收怎样的组播数据包。

比如 DR/BDR属于组播地址为224.0.0.6的组（Group），因此它接收目的地址为224.0.0.6的组播数据包，也就可以理解为何多路访问通过设置DR/BDR可以防止信息过多处理（因为属于某组的接收者（指OSPF接口），只会剥离到二层，而不会进一步处理，也就省去了很多资源浪费。）

2. 广播型 选举DR/BDR，自动发现邻居。Hello间隔为10s，失效为40s （这里比较一下，NBMA类型的 Hello和Dead 隔分别为30s 和120s。）

3-4. NBMA 思科路由器在NBMA网络上实现的链路类型有5个，2 × RFC + 3 × Cisco，区分较为复杂。

这5种类型形式上的差异在于：

1）是否选举DR

2）是否自动发现邻居

3）更新时间

这5种NBMA类型应用上的差异在于：

1）NBMA拓扑是否是Full-Mesh

2）NBMA接口是否在同一IP子网

3）Frame-Relay 在定义Map时是否支持广播，即是否加了关键字broadcast。

默认情况下OSPF 不能通过NBMA接口自动与邻居建立邻接关系，RFC 2328为OSPF在NBMA拓扑中的运行定义了两种模式：NBMA和点到多点，分别对应的接口模式为: ip ospf network non-broadcast /point-to-multipoint

在Non-Broadcast 模式下是模仿OSPF在广播型链路中的运行，通常在Full-Mesh 者Partial-Mesh 使用，如果不是Full-Mesh必须手动选举DR/BDR。路由器接口处于同一IP子网，手动指定邻居，选举DR/BDR且必须与DRother在VC上直连。

在 Point-to-Multipoint 模式下是将NBMA视为一系列点到点的集合，通常用于Hub-and-Spoke 者Partial-Mesh，接口处于同一IP子网，使用OSPF组播自动发现邻居，不选举DR/BDR。

Cisco为NBMA多设计了三种模式，分别为广播，点到多点非广播和点到点。 ip ospf network broadcast

ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast

ip ospf network point-to-pioint

1. 如果说non-broadcast是在模仿广播型链路，那么broadcast就是将NBMA完全当成广播型链路，使用OSPF组播Hello来自动发现邻居，而不是像non-broadcast为每个PVC提供一个LSA拷贝。应用这种模式的前提是NMBA拓扑为Full-Mesh，且在FR Map中使用了关键字broadcast。

2. 如果在VC上没有启用组播和广播功能，即定义Map时没有使用关键字broadcast，那么就要应用point-to-multipoint non-broadcast 相应的取消组播hello功能，代以手动配置邻居。

3. 如果链路中涉及多个子网，那么一定要用到Point-to-Point类型，也一定会用到子接口。子接口分为两种模式，点到点和点到多点，其中点到多点子接口和主接口配置方式一致，而点到点子接口则有些变化：

interface Serial0/0 interface Serial0/0.2 multipoint

encapsulation frame-relay ip address 20.1.1.1 255.255.255.0

frame-relay lmi-type ansi ip ospf network point-to-point

interface Serial0/0.1 point-to-point

frame-relay map ip 20.1.1.2 105 broadcast

ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

frame-relay map ip 20.1.1.3 106 broadcast

frame-relay interface-dlci 101

frame-relay map ip 20.1.1.4 107 broadcast

4.若子接口使用point-to-point模式，则意味着这个子接口对应的子网里只有一台路由器，即这个IP子网只有两个节点；而使用multipoint模式时，意味着这个子接口对应多条VC，IP子网内有多于两台的路由器。通过配置就可以理解为什么说点到多点是点到点链路的集合。 PS：最初创建子接口的目的在于解决在NBMA上运行距离矢量协议引起的水平分割问题，即从一接口收到的路由信息不会再从这个接口发出去。而这个接口本身可能连着多个邻居，这样就阻碍了网络中路由信息的传递，子接口是物理接口在逻辑上的划分，能很好的解决水平分割带来的问题。

5.虚链路可以认为是点到点的一种特殊配置，在虚链路上OSPF数据包是以单播形式发送，并不在意物理链路是什么类型，关键是虚链路两端可以实现互通。

最后总结一下：

凡是“Point-to系列”（包括to-point,to-multipoint,to-multipoint nonbroadcast）均不需要选举DR/BDR，在Hub-and-Spoke这种星型拓扑中建议使用“Point-to系列”模式。

2. 凡是“Broadcast系列”（包括broadcast，non-broadcast），不管加不加non，多少都是广播型链路的翻版，需要选举DR/BDR。

3 .凡是“Nonbroadcast系列”（包括non-broadcast，point-to-multipoint nonbroadcast），一个non就是废除广播 & 组播能力，只能手动指定邻居。

4 .在Full-Mesh的拓扑中才可以应用non-broadcast 或broadcast 模式，配置较为简单，但是如果发生链路中断，DRother可能会找不到DR，导致路由信息丢失。

5. Hub-Spoke拓扑中如果运行non-broadcast模式，要在hub 位置配置neighbor 命令，并且都设置Spoke接口的优先级为0使其不参与DR/BDR选举。如果配置为点到多点模式，命令可大为简化。

6. 如果一个NBMA链路里有多个IP子网，则主接口网络类型一定是point-to-point，并且一定得用子接口，再看IP子网内接口，多于两个就用点到多点子接口，因为点到点子接口只能容纳一个DLCI。

7. 如果在配置FR Map时没加关键字broadcast，则只能使用“non-broadcast系列”，即non-broadcast和point-to-multipoint broadcast两种网络类型