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OSPF：DR、BDR选举算法探究实验
1.探究选举过程
1.1实验拓扑
1.2实验需求
（1）按拓扑完成基本IP地址配置
（2）在共享链路上抓包，关注OSPF邻接关系建立过程中的Hello消息
（3）R1、R2、R3、R4上开启OSPF邻接关系调试
（4）依次宣告R1、R2、R3、R4的直连网络进入OSPF进程
（5）观察实验现象，并分析
1.3实验步骤
（1）抓包现象
初始阶段，四台路由器发送的Hello包中的DR、BDR字段都被置为0.0.0.0
R1发送的更新中，Active Neighbor为2.2.2.2、3.3.3.3、4.4.4.4，收到该更新的这三台路由器会将R1置为2WAY状态，但此时DR、BDR依旧为0.0.0.0
R1发送DD的同时也发送了Hello，表明此时已经将R4置为了Exstart状态
该Hello消息显示信息如下
此时R1选举R4接口地址既为DR，又为BDR，这是因为经过第一轮选举后，R4接口在选举BDR时胜出，选举DR时，由于没有路由器声明自己为DR，则BDR直接成为了DR导致
R2发送的Hello消息中有同样现象，R3类似，此处不再说明
R4发送DD的同时也发送了Hello消息
R4本地选举出了DR以及BDR，现象与期望的一致，从理论上将，这是R4本地经过跳转步骤以后的结果
此后，所有路由器发送的Hello包中，本地也已判断出结果，值与R4发送的该Hello消息一致
（2）调试现象
R1
*Mar 1 00:02:00.731: OSPF: end of Wait on interface FastEthernet0/0
*Mar 1 00:02:00.731: OSPF: DR/BDR election on FastEthernet0/0
*Mar 1 00:02:00.731: OSPF: Elect BDR 4.4.4.4
*Mar 1 00:02:00.731: OSPF: Elect DR 4.4.4.4
*Mar 1 00:02:00.735: DR: 4.4.4.4 (Id) BDR: 4.4.4.4 (Id)
*Mar 1 00:02:00.735: OSPF: Send DBD to 4.4.4.4 on FastEthernet0/0 seq 0x40E opt 0x52 flag 0x7 len 32
一旦确定了某台设备的接口角色，就进入了Exstart状态
该信息重复若干次之后，才选出”正确“的BDR
*Mar 1 00:02:02.447: OSPF: DR/BDR election on FastEthernet0/0
*Mar 1 00:02:02.451: OSPF: Elect BDR 3.3.3.3
*Mar 1 00:02:02.451: OSPF: Elect DR 4.4.4.4
*Mar 1 00:02:02.451: DR: 4.4.4.4 (Id) BDR: 3.3.3.3 (Id)
*Mar 1 00:02:02.451: OSPF: Send DBD to 3.3.3.3 on FastEthernet0/0 seq 0x1F6E opt 0x52 flag 0x7 len 32
R2、R3现象与R1完全相同
R4
*Mar 1 00:01:59.927: OSPF: Rcv DBD from 1.1.1.1 on FastEthernet0/0 seq 0x40E opt 0x52 flag 0x7 len 32 mtu 1500 state 2WAY
*Mar 1 00:01:59.927: OSPF: Nbr state is 2WAY
*Mar 1 00:02:00.327: OSPF: Rcv DBD from 2.2.2.2 on FastEthernet0/0 seq 0x1D69 opt 0x52 flag 0x7 len 32 mtu 1500 state 2WAY
*Mar 1 00:02:00.331: OSPF: Nbr state is 2WAY
*Mar 1 00:02:00.859: OSPF: Rcv DBD from 3.3.3.3 on FastEthernet0/0 seq 0x12BD opt 0x52 flag 0x7 len 32 mtu 1500 state 2WAY
*Mar 1 00:02:00.863: OSPF: Nbr state is 2WAY
由于R4接口参与OSPF进程最晚，首先收到了来自邻居的DD消息，但此时与邻居依然处于2WAY状态
*Mar 1 00:02:01.571: OSPF: DR/BDR election on FastEthernet0/0
*Mar 1 00:02:01.571: OSPF: Elect BDR 4.4.4.4
*Mar 1 00:02:01.571: OSPF: Elect DR 4.4.4.4
在R4本地，同样也是经过一轮选举后，DR同时成为了BDR
*Mar 1 00:02:01.571: OSPF: Elect BDR 3.3.3.3
*Mar 1 00:02:01.575: OSPF: Elect DR 4.4.4.4
在跳转过后选出了”正确“的BDR
*Mar 1 00:02:01.575: DR: 4.4.4.4 (Id) BDR: 3.3.3.3 (Id)
*Mar 1 00:02:01.575: OSPF: Send DBD to 1.1.1.1 on FastEthernet0/0 seq 0x1C0B opt 0x52 flag 0x7 len 32
*Mar 1 00:02:01.579: OSPF: Send DBD to 2.2.2.2 on FastEthernet0/0 seq 0x209C opt 0x52 flag 0x7 len 32
*Mar 1 00:02:01.579: OSPF: Send DBD to 3.3.3.3 on FastEthernet0/0 seq 0x17D opt 0x52 flag 0x7 len 32
2.NMBA网络接口角色
2.1实验拓扑
2.2实验需求
（1）按拓扑完成基本配置
（2）全网运行OSPF，直连接口封装类型指定为Frame-Relay并宣告进OSPF进程
（3）R1上OSPF进程中指定Neighbor为R2，一段时间后，观察OSPF邻接关系以及接口角色
（4）R3上OSPF进程中指定Neighbor为R1、R2，一段时间后，观察OSPF邻接关系以及接口角色
2.3实验步骤
（1）完成需求（3）
R1(config-router)#neighbor 31.31.123.2
R1#show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
N/A 0 ATTEMPT/DROTHER 00:01:51 31.31.123.2 Serial0/0
R1#show ip ospf inter s0/0 | in State
Transmit Delay is 1 sec, State WAITING, Priority 1
R1#show ip ospf inter s0/0 | in State
Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1
经过几乎一个DeadInterval之后，R1发送Hello，邻接关系建立，接口状态直接改为DR
（2）完成需求（4）
R3(config-router)#neighbor 31.31.123.1
R3(config-router)#neighbor 31.31.123.2
R3发送的第一个Hello消息中，将其DR置为自己的接口IP地址
R3#show ip ospf inter s0/0 | in State
Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1
经过竞选机制之后，接口角色变为DR
2.4实验结论
NBMA网络中，由于不指定Neighbor时，本地接口不会发送Hello消息，过了Wait Timer之后，接口状态自动变为DR
激活Neighbor后，本地发送的Hello中DR字段此时不为0，接收到Hello消息的设备开始重新竞选DR，此时，路由器接口角色的稳定性就被破坏了
3.声明邻居为DR或BDR
3.1实验拓扑
3.2实验需求
本实验期望模拟如下情况：
刚加入OSPF网络的设备，接收到Hello消息，其中声明其它设备为DR或BDR，本地是否信任；抑或是必须声明自己为DR或BDR时才会参与选举算法
（1）按拓扑完成基本IP地址配置
（2）开启OSPF进程，开启邻接关系调试，修改三台设备的HelloInterval为20s，DeadInterval为500s
（3）当R3与R1、R2进入2WAY状态后，R1、R2上通过编写扩展ACL，阻止R3的Hello消息；R3上通过编写扩展ACL，阻止来自R1、R2的消息
（4）当R1与R2建立邻接关系时，在R2上配置Default-interface，阻止R2发送Hello消息，同时去除加在R1、R3接口上的扩展ACL
（5）观察实验现象
3.3实验步骤
（1）修改Hello/Dead Interval
R1(config-if)#ip ospf hello-interval 20
R1(config-if)#ip ospf dead-interval 500
修改Hello时间是为了防止在操作期间发送过多Hello消息，进而影响实验结论
（2）编写扩展ACL
R1(config)#access-list 100 deny ip 31.31.123.3 0.0.0.0 any
R1(config)#access-list 100 permit ip any any
R2(config)#access-list 100 deny ip 31.31.123.3 0.0.0.0 any
R2(config)#access-list 100 permit ip any any
R3(config)#access-list 100 deny ip 31.31.123.2 0.0.0.0 any
R3(config)#access-list 100 deny ip 31.31.123.1 0.0.0.0 any
R3(config)#access-list 100 permit ip any any
（3）完成需求（4）
R2(config-router)#passive-interface default
R1(config-if)#no ip access-group 100 in
R3(config-if)#no ip access-group 100 in
（4）实验现象
R2从与R3形成2WAY关系后，发送的Hello消息就被R3过滤，此后又激活被动接口，相当于R3一直与R2卡在2WAY状态而没有接收到任何来自R2的消息
*Mar 1 00:16:47.391: OSPF: DR/BDR election on FastEthernet0/0
*Mar 1 00:16:47.391: OSPF: Elect BDR 2.2.2.2
*Mar 1 00:16:47.391: OSPF: Elect DR 3.3.3.3
*Mar 1 00:16:47.395:DR: 3.3.3.3 (Id) BDR: 2.2.2.2 (Id)
R3本地接收到来自R1的消息时，R1将声明R2为DR，自己为BDR，R3由于与R2已经形成了2WAY关系，此时实际上是会将与R2相关信息纳入选举算法
3.4实验结论
当接收到的Hello消息中，声明其它设备为DR或BDR时，如果在本地看来，该“其它设备”具备选举资格，则将其纳入选举算法中进行计算
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