OSPF的区域概念
同一区域内的OSPF路由器拥有完全一致的LSDB，在区域内部，OSPF采用SPF算法完成路由计算
LSA的基本概念
- LSA是OSPF进行路由计算的关键依据
- OSPF的LSU报文可以携带多种不同类型的LSA
- 各种类型的LSA拥有相同的报文头部
LSA Header
| IP Header | OSPF Header | LSU Payload | |
|---|---|---|---|
| LSA Header | Payload |
| LSA Header | ||
|---|---|---|
| LS Age | Options | LS Type |
| Link State ID | ||
| Advertising Router | ||
| LS sequence number | ||
| LS checksum | length |
LSA Header重要字段解释：
- LS Age（链路状态老化时间）：此字段表示LSA已经生存的时间，最长3600秒
- Options（可选项）：每一个bit都对应了OSPF所支持的某种特性
- LS Type（链路状态类型）：指示本LSA的类型
- Link State ID（链路状态ID）：不同的LSA，对该字段的定义不同
- Advertising Router（通告路由器）：产生该LSA的路由器的Router ID
- LS Sequence Number（链路状态序列号）：当LSA每次有新的实例产生时，序列号就会增加
- LS Checksum（校验和）：用于保证数据的完整性和准确性
- Length：是一个包含LSA头部在内的LSA的总长度值
- 链路状态类型、链路状态ID、通告路由器三元组唯一地标识了一个LSA
- 链路状态老化时间、链路状态序列号、校验和用于判断LSA的新旧
常见LSA的类型
| 类型 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | 路由器LSA（Router LSA） | 每个运行了OSPF的接口都会产生，描述了设备的链路状态和开销。该LSA只能在接口所属的区域内泛洪 |
| 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，以及DR自己。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，描述区域内某个网段的路由。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，描述到ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域 |
| 5 | AS外部LSA（AS External LSA） | 由ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由 |
| 7 | 非完全末梢区域LSA（NSSA LSA） | 由ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由。NSSA LSA与AS外部LSA功能类似，但是泛洪范围不同。NSSA LSA只能在始发的NSSA内泛洪，并且不能直接进入area0。NSSA的ABR会将7类LSA转换成5类LSA注入到area0 |
LSA详解
1-LSA
- Router LSA（1-LSA）：每台OSPF路由器都会产生。它描述了该路由器直连接口的信息
- Router LSA只能在所属的区域内泛洪
| LSA Header | |||
|---|---|---|---|
| LS Age | Options | LS Type | |
| Link State ID | |||
| Advertising Router | |||
| LS sequence number | |||
| LS checksum | length | ||
| Payload | |||
| 0 | V E B | 0 | #links |
| Link ID | |||
| Link Data | |||
| link type | #TOS | metric | |
| ... |
Payload重要字段解释：
- V（Virtual Link）：如果产生此LSA的路由器是虚连接的端点，则置为1
- E（External）：如果产生此LSA的路由器是ASBR，则置为1
- B（Border）：如果产生此LSA的路由器是ABR，则置为1
- links：LSA中的Link（链路）数量。Router LSA使用Link来承载路由器直连接口的信息
| Link Type | Link ID | Link Data |
|---|---|---|
| Point-to-point（P2P）：描述一个从本路由到邻居路由器之间的点到点链路，属于拓扑信息 | 邻居路由器的Router ID | 宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址 |
| TransNet：描述一个从本路由器到一个Transit网段（例如MA或者NBMA网段）的连接，属于拓扑信息 | DR的接口IP地址 | 宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址 |
| StubNet：描述一个从本路由器到一个Stub网段（例如Loopback接口）的连接，属于网段信息 | 宣告该Router LSA的路由器接口的网络IP地址段 | 该Stub网络的网络掩码 |
- metric：cost值
Router LSA描述P2P网络
R1向R3发送Router-LSA，携带拓扑和网段信息
R1（routerid 10.0.1.1，g0/0/0 10.0.13.1/24）---------serial---------> R3（routerid 10.0.3.3，g0/0/0 10.0.13.3/24）
| LSA头部 | |||
|---|---|---|---|
| LS Type | Link State ID | Advertising Router | |
| Router | 10.0.1.1 | 10.0.1.1 | |
| Router LSA中包含的第一个link：描述拓扑信息 | |||
| Link Type | Link ID | Link Data | Metric |
| P-2-P | 10.0.3.3 | 10.0.13.1 | 48 |
| Router LSA中包含的第二个link：描述网段信息 | |||
| Link Type | Link ID | Link Data | Metric |
| StubNet | 10.0.13.0 | 255.255.255.0 | 48 |
Router LSA描述TransNet网络
2-LSA
- Network LSA（2类LSA）：由DR产生，描述本网段的链路状态，在所属的区域内传播
- Network LSA记录了该网段内所有与DR建立了邻接关系的OSPF路由器，同时携带了该网段的网络掩码
| LSA Header | ||
|---|---|---|
| LS Age | Options | LS Type |
| Link State ID | ||
| Advertising Router | ||
| LS sequence number | ||
| LS checksum | length | |
| Payload | ||
| Network Mask | ||
| Attached Router | ||
| ... |
Payload重要字段解释：
- Link State ID：DR的接口IP地址
- Network Mask：MA网络的子网掩码
- Attached Router：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
Network LSA描述MA网络
SPF算法
- 构建SPF树
- 路由器将自己作为最短路径树的树根，根据Router-LSA和Network-LSA中的拓扑信息，依次将cost值最小的路由器添加到SPF树中。路由器以Router ID或者DR标识
- 计算最优路由
- 将Router-LSA、Network-LSA中的路由信息以叶子节点形式附加在对应的OSPF路由器上，计算最优路由
R1（1.1/24）<---------serial--------->R2（1.100/29）
例：R1与R2，P2P连接，R1的接口为1.1/24，R2的接口为1.100/29，那么R1到达1.100的cost值为48+48=96，R2到达1.1的cost值为48+48=96；若修改R2的1.100接口的cost值为20，那么R1到达1.100的cost值为48+20，R2到达1.1的cost值为20+48
相关配置命令
display ospf lsdb router self-originate//查看自己产生的1类LSA
display ospf lsdb network self-originate//查看自己产生的2类LSA
