【每天三分钟】谈谈OSPF DR和BDR的选举

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DR、BDR的概念

多路访问网络有两种类型：广播型多路访问网络（BMA）及非广播型多路访问网络（NBMA）。以太网就是一种典型的广播型多路访问网络（见上图），连到这个MA网络的路由器接口都属于同一个广播域和逻辑子网。在MA网络中每台OSPF路由器需与其他的所有路由器建立OSPF（FULL）的邻居关系，这意味着网络中共有n(n-1)/2个邻接关系，导致每台路由器不得不为维护这些邻居关系消耗更多的资源，而且当拓扑出现变更时，网络中的LSA泛洪可能会造成带宽的浪费和设备资源损耗。

为减少MA网络中的LSA泛洪及邻接关系数量，OSPF会在每一个MA网络中选举一个指定路由器 DR（Designated Router）和一个备用指定路由器BDR（Backup Designated Router）。MA网络中的路由器都只与DR、BDR建立（FULL）的邻接关系，DRother之间不会建立OSPF(FULL)邻接关系，而只是停滞在2way状态。

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选举过程

当一台OSPF路由器（的接口）激活后并去发现它的邻居路由器时，它将去检查网络中是否已经存在有效的DR和BDR路由器。如果DR和BDR路由器存在的话（网络中某台路由器发出的Hello消息中DR字段为其自身的Router ID），这台路由器将接受己经存在的DR和BDR路由器。

如果BDR路由器不存在，则执行一个选举过程，选出具有最高DR优先级的路由器作为BDR路由器（已经宣称自己是DR的路由器不能参与BDR的选举）。如果存在多台路由器具有相同的优先级，那么在数值上具有最高Router ID的路由器将被选中。如果没有有效的DR路由器存在，那么BDR路由器将被选举为DR路由器，然后再执行一个选取过程选取BDR路由器。

每台路由器的每一个多点访问接口都有一个路由器的DR优先级（范围是0-255，默认为1）。

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要点总结

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如果在—个MA网络上只有惟—的一台具有DR选举资格的路由器，那么这台路由器将成为DR，而且在这个网络上没有BDR。其他所有的路由器都将只和这台DR路由器建立邻接关系。

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如果没有具有DR选举资格的路由器和一个MA网络相连（例如所有路由器的接口DR优先级都是0），那么这个网络上将没有DR或者BDR路由器，而且也不建立任何邻接关系。

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DR、BDR的身份是非抢占的，也就是一旦网络中DR确立，则即使后来者的优先级比当前DR更高，也无法抢占DR的身份。当DR失效，BDR成为DR，同时再产生BDR。

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DR与BDR、DR与Drother、BDR与Drother之间都是FULL状态，Drother之间是2way状态。所有的Drother都只和DR以及BDR建立FULL关系。

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OSPF定义了一个Wait计时器，缺省等于Dead时间40s，当一个MA接口激活OSPF时，它会等待Wait计时器定义的时间，这个时间用于搜集MA网络中具有DR选举资格的路由器。这就是为什么我们在以太网接口上配置OSPF时，邻居关系的建立总是很慢，而在串行接口上配置OSPF，邻居关系很快就建立起来了，串行接口不选举DR、BDR，无需经过WAIT计时器。

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DR、BDR是一个接口级别的概念。严格的说“这台路由器是DR” 这句话其实并不严谨，例如下图所示，

在192.168.1.0/24这个MA网络中，R1的Fa0/2口最终被选举为DR的话，我们不会说R1就是DR，因为DR是接口级别的角色，只能说R1的Fa0/2口在直连的网络中是DR。并且R1的Fa0/1连接到另一个MA网络，那么在那个MA网络中，也要选举DR、BDR，至于R1的Fa0/1能否成为那个网络的DR，也是要看PK的结果。

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关于DR、BDR选举的深入探讨

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如果下图中两台路由器（的接口）同时激活OSPF，则在接口OSPF状态机的演进过程中，2way状态后会各自启动WAIT计时器，用于搜集MA网络中具有选举资格的OSPF路由器，在各自泛洪的Hello报文中，包含着他们自身的接口DR优先级、Router ID等信息。 40s后R1成为DR，R2成为BDR。此时大家发送出来的Hello消息中，DR字段填写的是R1的Router ID，BDR字段填写的是R2的Router ID。

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此后，如果R3也加入到了MA网络中，并且它的接口DR优先级比R1更高：R3的接口激活OSPF后，也会启动一个WAIT计时器，但是它会收到R1发送出来的Hello消息，该Hello消息中DR字段填写的正是R1自己的Router ID，这意味着“网络中有人宣称自己是老大”，因此R3将接受这个事实，它的WAIT计时器迅速超时。这就是所谓的DR的不可抢占性。

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但是我们考虑另一种情况：假设初始情况下R1、R2处于一个LAN中，R3自己处于另外一个LAN中，大家的接口IP都是同网段的，但是属于不通的LAN。例如三台路由器都连接在同一台交换机上，但是R1、R2属于一个LAN，R3属于另一个LAN。那么三台路由器的接口激活OSPF后，R1会成为LAN1的DR，而R3会成为LAN2的DR，也就是他们各自发送出来的Hello消息中，都宣称自己就是DR。现在假设两个LAN连接了起来，这就会有问题了，因为同一个LAN中，有两人宣称自己是老大，这就得重新干一架，重新DR选举。

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小实验

R1、R2接口DR优先级设置为0，则R1、R2不建立FULL邻居关系

R1 接口优先级为0，R2为1，则R2成为DR，并且该MA网络中没有BDR

在上一步的基础上，R1接口优先级改为100，对网络没有影响（DR非抢占）

在上一步的基础上，R2（此时为DR）重启OSPF进程，则R1成为DR，R2成为BDR

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来源：oschina

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