网络工程师(36):OSPF的网络类型及其特点

OSPF是一个基于链路状态的路由协议。前面我们提到过，链路状态是一条链路（或称为一个子网）的IP地址前缀、掩码、链路开销、网络类型等信息。OSPF支持四种网络类型。

在以太网接口（如接口E1/1、G0/1等），OSPF默认的网络类型是Broadcast（广播），也叫BMA（Broadcast Multiple Access，支持广播的多路访问）。由于以太网非常普及，Broadcast是一个很常见的网络类型。

另一个多路访问的网络类型是NBMA（Non-Broadcast Multiple Access，非广播多路访问），不过NBMA类型不支持广播。一般当接口的链路层协议是帧中继时，OSPF默认网络类型是NBMA。

这里所说的广播是一个统称，包括广播和组播。

在一个帧中继网络中，如果PVC（永久虚电路）是全连接（Full-Mesh），一般就使用默认的NBMA类型；如果不是全连接，可以修改为P2MP类型。

对于NBMA和P2MP类型，国内企业网使用较少，知道就可以了。但如果你准备考思科认证，那就要好好弄明白。

还有一个常见的网络类型是P2P，在串行接口（如S1/0），链路层协议为PPP或HDLC时，OSPF默认网络类型就是P2P。

还是那句话，既然是默认，那就可以改！一般在以下两种情况可以修改网络类型：

一种是把NBMA修改为P2MP。如果一个帧中继网络不是全连接的，那么可以把NBMA修改成P2MP类型（这个知道就行）；

另一种比较有用，把Broadcast修改为P2P。如果你能保证两台设备的以太网接口直接互相连接，中间没有其他二层交换机，那么可以把两边以太网接口的OSPF网络类型修改为P2P，加快收敛速度。

注意，修改网络类型时链路两端接口要一致，否则会因类型不一致导致路由学习错误。

为什么P2P类型收敛速度比默认的Broadcasts要快呢？

因为不管是Broadcast还是NBMA，只要是MA网络类型，都要选DR/BDR，即使链路上只有两个接口。

对于MA（Multiple Access，多路访问）网络，任何一个接口都有可能通过网络设备连接多个对端，比如以太网的BMA（Broadcast）和帧中继的NBMA，都属于MA网络。

在这样的网络中，如果路由器的一个接口都和相连接的其他路由器建立邻接关系来交换链路状态信息，那么邻接关系可能非常复杂，可以用公式n(n-1)/2来计算邻接关系数量，n是设备数量。比如10台设备组成一个MA网络，那么邻接关系数量就有45个，如果是20台设备，邻接关系数量猛增到190个！

这太消耗资源了！所以，OSPF规定，在MA网络中选出DR和BDR，所有路由器只需要和DR/BDR建立邻接关系就行了。

这样一来，MA网络中路由器的角色就有了三种：DR、BDR和DRother。

DR（Designated Router，指定路由器）像一个"班长"，在MA网络中一定存在，负责与其他所有路由器建立邻接关系，收集并通告链路状态信息。如果DR故障，所有邻接关系将断开，网络会出现故障。

为了解决这个问题，可以再选一台路由器做BDR（Backup Designated Router，备份指定路由器）。BDR类似"副班长"，当DR故障时，BDR发现网络中没有DR，将立即成为DR，再从其他DRother路由器中选一台做BDR。

所以，在MA网络中，DRother只与DR和BDR建立邻接关系，交换链路状态信息，同时DR和BDR之间也建立邻接关系。DRother之间仅保持普通的邻居关系（2-way），并不交换链路状态信息。

如果一台DRother的链路状态发生变化，它会把新的链路状态信息同时告诉DR和BDR，再由DR把这个新的链路状态信息通告给网段上的所有路由器。

有了DR和BDR，邻接关系数量的计算公式就变成了2(n-2)+1，10台路由器组成MA网络，邻接关系数量是17个，20台的邻接关系数量是37个！

那么，怎么选DR/BDR呢？

需要注意的是，DR/BDR是路由器的一个接口在一个网段中的角色。如果一台路由器有两个接口连接了两个不同的网段，则路由器在两个不同的网段中的角色可能相同，也可能不同。比如在网段A是DR，在网段B可能又是BDR。

在选举DR/BDR之前，MA网络中的所有路由器都已经互相发送过Hello报文并且已建立了2-way邻居关系（Hello报文详细内容后面再讨论），路由器的接口发送Hello报文时里面包含了接口的优先级和路由器的RID。当优先级为0时，表示这个接口不参与DR/BDR竞争，只想安静地做个DRother。

注意，如果你把已经成为DR或BDR的接口优先级调整为0，它也会立即成为DRother。

每台路由器的接口会比较所连接的链路上所有的Hello报文，优先级最高的成为BDR，如果BDR发现没有DR，则立即成为DR，再重新选举BDR。

如果优先级相同，就比较RID，越大越优。

DR/BDR一旦选出，只要自己不出问题，别人就无法取代，即使有新的优先级更高的路由器加入，但如果DR和BDR已经存在，它也只能是DRother。

小Q：有时我们在配置两台相邻的路由器时，一台的RID较大也会成为BDR而不是DR，这是为什么呢？