eNSP学习——OSPF的DR与BDR

原理概述

在OSPF的广播类型网络和NBMA类型网络中，如果网络中有n台路由器，若任意两台路由器之间都要建立邻接关系，则需要建立n*(n-1)/2个邻接关系。即路由器很多，则需要建立的邻接关系就很多，那么两两之间的报文就很多，就会造成很多重复内容的报文在网络中传递，浪费设备的带宽资源。所以，在广播和NBMA类型网络 中，OSPF协议定义了指定路由器DR（Designated Router） ，即所有其他路由器都只把各自的链路状态信息发送给DR，再由DR以组播方式发送至所有路由器，大大减少OSPF数据包的发送。

若DR出现故障失效，此时网络中就必须重新选举DR，且同步链路状态信息，为了减少所需的时间，OSPF协议还定义了BDR（Backup Designated Router） ，作为备份路由器，当DR失效时，BDR会成为DR，并再选择新的BDR路由器。

其他不是DR/BDR的路由器都叫做DR Other路由器。

每一个含有至少两个路由器的广播类型或NBMA类型网络都会选举一个DR和BDR。选举规则 ：首先比较优先级（大的优先 ，次大的为BDR）；优先级相同，则比较Router-ID（数值大的优先）。
注意：

1、如果一台路由器的优先级为0，则不参与选举；

2、DR是在某个广播或者NBMA网络内进行选举的，是针对路由器的接口而言的；

3、某台路由器在一个接口上可能是DR，在另一个接口上可能是BDR或者DR Other。

4、如果DR、BDR已经选举完毕，认为修改任何一台路由器的优先级为最大，也不会抢占成为新的DR或BDR，OSPF的DR/BDR选举是非抢占的。

实验内容

模拟企业网络，某公司有四个部门，R1接入到总经理办公室，R2接入到人事部，R3接入到开发部，R4接入到市场部。四台路由器通过交换机S1互联，每台路由器都运行了OSPF路由协议都运行在区域0，使得公司内部各部门网络能够互相通信。由于路由器通过广播互联，OSPF会选举DR和BDR。目前计划配置性能最好的R1作为DR，性能次之的作为BDR，性能最差的R4不参与选举，以此来优化网络。

实验目的

1、理解OSPF在哪种网络类型中会选举DR/BDR；

2、掌握OSPF DR/BDR的选举规则；

3、掌握如何更改设备接口上的DR优先级；

4、理解OSPF DR/BDR选举的非抢占特性。

实验拓扑

实验编址

|------------|------------|-------------|-----------------|------|
| 设备 | 接口 | IP地址 | 子网掩码 | 默认网关 |
| R1（AR2220） | GE 0/0/0 | 192.168.1.1 | 255.255.255.0 | N/A |
| R1（AR2220） | Loopback 0 | 1.1.1.1 | 255.255.255.255 | N/A |
| R2 | GE 0/0/0 | 192.168.1.2 | 255.255.255.0 | N/A |
| R2 | Loopback 0 | 2.2.2.2 | 255.255.255.255 | N/A |
| R3 | GE 0/0/0 | 192.168.1.3 | 255.255.255.0 | N/A |
| R3 | Loopback 0 | 3.3.3.3 | 255.255.255.255 | N/A |
| R4 | GE 0/0/0 | 192.168.1.4 | 255.255.255.0 | N/A |
| R4 | Loopback 0 | 4.4.4.4 | 255.255.255.255 | N/A |

实验步骤

1、基本配置

根据实验编址进行相应的基本IP地址配置；配置完成后记得测试各直连链路之间的连通性。

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]int loopback 0
[R1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 32

[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]int loopback 0
[R2-LoopBack0]ip address 2.2.2.2 255.255.255.255

[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]int loopback 0
[R3-LoopBack0]ip address 3.3.3.3 32

[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/0]int loopback 0
[R4-LoopBack0]ip address 4.4.4.4 32

测试直连链路的连通性

其他的直连网段的测试截图省略。

2、搭建基本的OSPF网络

在R1、R2、R3、R4上配置基础的OSPF网络配置。每台路由器都是用自己的环回接口地址作为Router-ID，并都运行在区域0内。

[R1]router id 1.1.1.1
Info: Router ID has been modified, please reset the relative protocols manually 
to update the Router ID.
[R1]ospf 1
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255

[R2]router id 2.2.2.2
Info: Router ID has been modified, please reset the relative protocols manually 
to update the Router ID.
[R2]ospf 1
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255

[R3]router id 3.3.3.3
Info: Router ID has been modified, please reset the relative protocols manually 
to update the Router ID.
[R3]ospf 1
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255

[R4]router id 4.4.4.4
Info: Router ID has been modified, please reset the relative protocols manually 
to update the Router ID.
[R4]ospf 1
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.0 0.0.0.255

配置完成后，同时重启4台路由器上的OSPF进程，或者直接同时重启设备；

<R1>reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

<R2>reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

<R3>reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

<R4>reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y

重置后再检查OSPF邻居建立情况，使用display ospf peer brief命令进行查看。

此时可以看到，R1与其他路由器成功建立OSPF邻居关系

3、查看默认情况下的DR/BDR状态

使用display ospf peer命令查看此时默认情况下OSPF网络中的DR/BDR选举情况；

可以看到在该广播网络中，此时R4是DR，R3是BDR。这是因为在默认情况下，每台路由器的优先级都为1，此时只能通过Router-ID的大小进行比较。

接下来在每台设备上相关接口下使用 ospf network-type p2mp命令修改OSPF的网络类型为点到多点。

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type p2mp

[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type p2mp

[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type p2mp

[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type p2mp

配置完成后，在R1上查看此时的OSPF的DR/BDR选举情况。

可以看到，DR/BDR都是None，验证了在点到多点的网络类型中不选举DR/BDR，点到点网络也是如此。

4、根据现网需求影响DR/BDR选举

现根据需求，要让R1为DR，R2为BDR，而性能最差的R4不参与选举。

首先把OSPF网络类型还原为默认的广播网络类型。

[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type broadcast 

[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type broadcast

[R3]int g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type broadcast

[R4]int g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf network-type broadcast

之后修改R1的GE 0/0/0接口的优先级为100、R2的为90、R4的为0，R3保持不变。

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 100

[R2-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 90

[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 0

配置完成后，查看各路由器的DR/BDR选举情况（display ospf peer ）会发现，此时的DR和BDR并没有改变，即验证了OSPF的DR/BDR选举是非抢占的。必须在四台路由器上同时重启OSPF进程，或者重启路由器才能使其重新正确选举。

此时，实现了网络的需求。