文章目录
1.LSA概述及常见LSA类型
| 类别 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | 路由器 LSA (Router LSA) |
每台OSPF路由器都会产生的LSA,描述了该路由器所有OSPF直连接口的状况和Cost值,该LSA只能在接口所属区域内泛洪 |
| 2 | 网络 LSA (Network LSA) |
由DR产生,描述该DR所接入的MA网络中所有与之形成邻接关系的路由器,其中包括DR自身,该LSA只能在接口所属区域内泛洪 |
| 3 | 网络汇总 LSA (Network Summary LSA) |
由ABR产生,描述了到达某个区域的目标网段的路由。该类LSA主要用于区域间路由的传递 |
| 4 | ASBR 汇总LSA (ASBR Summary LSA) |
由ABR产生,用于描述ASBR.。ASBR汇总LSA相当于一条到达ASBR的“主机路由” |
| 5 | AS 汇总LSA (AS External LSA) |
由ASBR产生,用于描述本AS之外的外部路由 |
| 6 | 非完全末梢区域 LSA (NSSALSA) |
由ASBR产生,用于描述本AS之外的外部路由。NSSA LSA仅仅在产生这个LSA的NSSA内泛洪,不能直接进入骨干区域。NSSA的ABR会将7类LSA转换成5类LSA注入到骨干区域 |
2.LSA头部
在LSU报文中携带着一条或多条完整LSA
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| 链路状态老化时间 (Link-State Age) |
16比特 | 指示该条LSA的老化时间,即它存在了多长时间,单位为秒, 无论LSA是在链路上传送，还是保存在LSDB中，其值都会在不停的增长 |
| 可选项 (Options) |
8比特 | 每一个比特位都对应了OSPF所支持的某种特性 |
| 链路状态类型 (Link-State Type) |
8比特 | 指示本条LSA的类型。OSPF定义了多种类型的LSA,每种LSA用于描述OSPF网络的某个部分,所有的LSA类型都定义了相应的类型编号。 |
| 链路状态ID (Link-State ID) |
32比特 | LSA的标识。不同的LSA类型,对该字段的定义是不同的。 |
| 通告路由器 (Advertising Router) |
32比特 | 产生该LSA的路由器的Router-ID。 |
| 链路状态序列号 (Link-Sate Sequence Number) |
32比特 | 该LSA的序列号,该字段用于判断LSA的新旧或是否存在重复。 |
| 链路状态校验和 (Link-State Checksum) |
16比特 | 校验和。 |
| 长度 (Length) |
16比特 | LSA的总字节长度。 |
3.LSA详解
测试拓扑
1.Type-1 LSA (路由器 LSA)
(Router LSA)
路由器通过该LSA描述自己“家门口的状况”。每一台运行OSPF的路由器均会产生Type-1 LSA,该LSA描述了路由器的直连接口状况和接口Cost,同属一个区域的接,口共用一个Type-1 LSA描述,当路由器有多个接口属于不同区域时,它将为每个区域单独产生一个Type-1 LSA,并且每个LSA只描述接入该区域口。
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| V位 (Virtual Link Endpoint Bit) |
1比特 | 如果该比特位被设置为1,则表示该路由器为Virtual Link的端点。 |
| E位 (External Bit) |
1比特 | 如果E比特位被设置为1,则表示该路由器为ASBR。 在Stub区域中,不允许出现E比特位被设置为1的Type-1 LSA,因此Stub区域内不允许出现ASBR. |
| B位 (Border Bit) |
1比特 | 如果B比特位被设置为1,则表示该路由器为两个区域的边界路由器,字母B意为Border (边界)。 一台路由器如果同时连接两个或两个以上的区域,则其产生的Type-1 LSA会将B比特位设置为1,即使它没有连接到Area0. |
| 链路数量 (Links Number) |
16比特 | 链路数量"字段指明在该Type-1 LSA中,包含了几条Link,每条Link均包含“链路类型”“链路ID" “链路数据”以及“度量值”这几个关键信息。路由器可能会采用一个或者多个Link来描述某个接口。 |
| 链路类型 (Link Type) |
8比特 | 本条Link的类型值,该值与Link的类型相关。 OSPF定义了多种链路类型,这些链路类型与接口的网络类型也是有关的。需要格外注意的是, OSPF的网络类型与链路类型是不同的概念,大家不要搞混淆。 |
| 链路ID (Link ID) |
32比特 | Link的标识,不同的链路类型,对链路ID值的定义是不同的。 |
| 链路数据 (Link Data) |
32比特 | 不同的链路类型对链路数据的定义是不同的。 |
| 度量值 (Metric) |
16比特 | Cost值。 |
| 链路类型 | 描述 | 链路ID | 链路数据 |
|---|---|---|---|
| 1 | 对点连接到另一台路由器 | 邻居的Router-ID | 产生该LSA的路由器的接口IP地址 |
| 2 | 连接到一个传输网络 | DR的接口IP地址 | 产生该LSA的路由器的接口IP地址 |
| 3 | 连接到一个末梢网络 | 网络IP地址 | 网络掩码 |
| 4 | 虚链路 | 邻居的Router-ID | 产生该LSA的路由器的接口IP地址 |
R1产生的Type-1 LSA会在这个area 0内泛洪。
其中有两条Link
g0/0/1链路类型=3（表示连接到一个末梢网络）链路ID=192.1688.1.0（该接口所属的网络地址），链路数据=255.255.255.0（掩码），度量值=1（接口的cost值）
g0/0/0链路类型=2（表示连接的一个传输网络），链路ID=192.168.123.3（DR的接口IP地址）链路数据=192.168.123.1（本接口IP地址），度量值=1.
R3产生的Type-1 LSA
由于该P2P接口上存在一个全毗邻的邻居，因此OSPF用两个link来描述
Link1 链路类型=1（表示点到点连接到另一台路由器）链路ID=4.4.4.4（邻居ID）链路数据=192.168.34.3（本接口ID）度量值=48
Link2 链路类型=3（表示连接的一个末梢网络）链路ID=192.168.34.0，链路数据=255.255.255.0，度量值=48
Link1 用来绘制拓扑，需要知道对端路由器的ID和IP地址。
Link2 用来描述这段链路的网段信息，需要网络地址和掩码。
2.Type-2 LSA(网络 LSA)
Type-2 LSA仅存在于拥有MA网络的区域中,该LSA由DR产生。
在Type-2 LSA中, LSA头部中“链路状态类型”字段的值为2, “链路状态ID"字段的值为产生这个Type-2 LSA的DR的接口IP地址。
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| 网络掩码 (Network Mask) |
32比特 | 该MA网络的网络掩码。 |
| 相连的路由器(Attached Router)的Router-ID | 32比特 | 连接到该MA网络的路由器的Router-ID (与该DR建立了邻接关系的邻居的Router-ID,以及DR自己的Router-ID),如果有多台路由器接入该MA网络,则使用多个字段描述。 |
DR泛洪Type-2 LSA到整个area 0。
在Type-1、Type-2泛洪后，整个区域内的路由器的LSDB就同步完成了，路由器将自己基于某个直连区域内泛洪的Type-1及Type-2 LSA计算得到的路由视为区域内部路由(Intra-Area Route)
R3根据Type-1、Type-2绘制出的网络拓扑及网段信息
R3计算完成后生成的最短路径树
3.Type-3 LSA(网络汇总 LSA)
Type-3 LSA是由ABR产生的,用于解决区域之间的路由传递问题。
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| 网络掩码(Netmask) | 32比特 | 区域间路由的目的网络掩码。 |
| 度量值(Metric) | 路由的Cost |
PS:由于TOS及TOS度量值在RFC2328中不再支持(这些字段被保留仅是为了兼容早期的OSPF版本),可以忽略。
R3把描述Area 1内192.168.34.0/24网段的Type-3 LSA注入到Area 0
Type-3 LSA：链路状态ID,192.168.34.0（该路由的目的网络地址），网络掩码，255.255.255.0，通告路由器R3，cost：48（实际上就是R3自己到达目标网段的cost）
收到这个LSA后R1，R2就可以计算到达192.168.34.0/24网段的区域间路由，cost为49（也就是48+1，加上自己的g0/0/0接口的cost）
R3同样也会把Area 0里的三个网段的Type-3 LSA注入到Area 1里。
4.Type-4 LSA(ASBR 汇总LSA)
ASBR(Autonomous System Boundary Router, 自治系统边界路由器)将域外的路由(例如RIP路由、静态路由等)引入OSPF, OSPF使用Type-5 LSA描述这些外部路由, Type-5 LSA能够在整个OSPF域内泛洪(除了一,些特殊的区域),这样所有的路由器都能知晓这些到达外部的路由,然后通过Type-4 LSA通告给其他区域的路由器。
Type-4 LSA称为ASBR汇总LSA (ASBRSummary LSA),由ABR产生,实际上是一条到达ASBR的主机路由。Type-4 LSA的格式与Type-3 ISA是一致的。在Type-4 LSA中, “链路状态ID"字段的值是ASBR的Router-ID,而且“网络掩码”字段的值为全0,另外, “度量值”字段填写的是该ABR自己到达ASBR的Cost值。
在R4上引入外部路由10.0.0.0/8，R4产生Type-5 LSA描述这条外部路由并向整个OSPF域泛洪。
R4会修改其产生的Type-1 LSA中的E比特位设置为1，用来宣告自己的ASBR身份。
然而对于Area0内的R1及R2而言,它们虽然能够通过Type-5 LSA知晓10.0.0.0/8这个外部网络,但是却无法进行路由计算,因为它们并不知道如何到达ASBR (R4产生的Type-1 LSA只在Areal内泛洪)。
因此, R3作为与ASBR同属一个区域的ABR,会产生描述该ASBR的Type-4 LSA并在Area0内泛洪,从而Area0内的R1及R2便能够计算出到达10.0.0.0/8的外部路由并将其加载到路由表。
值得注意的是,这些路由器并不将通过Type-4 LSA计算出来的到达ASBR的路由加载到全局路由表中,而只是存放在一个特殊的数据表里。在路由器上使用display ospf abr-asbr命令可以看到路由器发现的ABR及ASBR。
5.Type-5 LSA(AS 汇总LSA)
当ASBR将外部路由引入OSPF时,会产生Type-5LSA用于描述这些外部路由,这种类型的LSA一旦被产生后,会在整个OSPF域内传播(除了一些特殊区域)。
Type-5 LSA也就是AS外部LSA (AS External LSA)
对于Type-5 LSA, "链路状态ID"字段的值是外部路由的目的网络地址。
| 字段 | 长度 | 含义 |
|---|---|---|
| 网络掩码(Netmask) | 32比特 | 外部路由的目的网络掩码。 |
| E位 | 1比特 | 用于表示该外部路由使用的度量值类型。 OSPF定义了两种外部路由度量值类型,分别是Metric-Type-1和Metric-Type-2,如果该比特位被设置为1,则表示外部路由使用的度量值类型为Metric-Type-2,如果该比特位被设置为0,则表示外部路由使用的度量值类型为Metric-Type-1 |
| 度量值(Metric) | 24比特 | 该外部路由的Cost |
| 转发地址(Forwarding Address, FA) | 32比特 | 当FA为0.0.0.0时,则到达该外部网段的流量会被发往引入这条外部路由的ASBR。而如果FA不为0.0.0.0,则流量会被发往这个转发地址。 FA这一概念的引入,使得OSPF在某些特殊的场景中得以规避次优路径问题。 |
| 外部路由标记(External Route Tag) | 32比特 | 这是一个只有外部路由才能够携带的标记,常被用于部署路由策略。 缺省为1 |
当一条外部路由被引入OSPF时, ASBR除了会设置该路由的外部Cost值,还会设置其度量值类型,这两个值最终都会被写入Type-5 LSA的相关字段中。
一台路由器在收到Type-5 LSA后,需要检查引入该外部路由的ASBR是否可达,如果该ASBR可达,路由器才会使用该Type-5 LSA进行外部路由计算。
另外,不同的外部路由度量值类型,路由的Cost值算法是不同的。假设一条Type-5 LSA的外部Cost为B,而路由器 到达产生这条Type-5 LSA的ABSR的路径Cost为A,则当Type-5 LSA的度量值类型为Metric-Type-1时, 计算出的这条外部路由的Cost等于A+B,但如果度量值类型为Metrc-Type-2,则路由的Cost等于B.
6.Type-7 LSA(非完全末梢区域 LSA)
Type-7 LSA也就是非完全末梢区域外部LSA (Not-So-Stubby Area External LSA)。这是一种特殊的LSA,也是用于描述OSPF外部路由,并且其报文格式与Type-5 LSA一致,但是它的泛洪范围却是有严格限制的–它只能够在NSSA (Not-So-Stubby Area,非完全末梢区域)内泛洪,并且不能进入Area 0。
Area 1由原来的常规区域被修改为NSSA,R4将外部路由10.0.0.0/8引入OSPF,它作为ASBR将会为Area 1这个NSSA产生一条描述该路由的Type-7 LSA,这样, Area 1内的其他路由器就能够根据这条LSA计算出到达10.0.0.0/8的外部路由。另外, NSSA的ABR–R3会负责将这条Type-7 LSA转换成Type-5 LSA,并将该Type-5LSA注入Area 0,随后传播到整个OSPF域。
从上面的输出可以看到Area 1中一共泛洪着两条Type-7 LSA,其中的一条是由ASBR–R4产生的,用于描述外部路由10.0.0.0/8,另一条则是由ABR–R3自动产生的,是一条默认路由,这条默认路由只能在Area 1内传播。