OSPF LSA詳解（一）

OSPF作為一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，通過交換鏈路狀態(tài)信息，每個(gè)設(shè)備獨(dú)立維護(hù)LSDB并計(jì)算路由。LSA作為鏈路狀態(tài)信息的載體，在OSPF的實(shí)現(xiàn)中起著至關(guān)重要的作用。因此，本文將對OSPF LSA報(bào)頭中的各字段信息、LSA的分類以及作用進(jìn)行詳細(xì)介紹，從而讓用戶對OSPF中的各類LSA有初步了解。

發(fā)布時(shí)間：2022-12-14
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1 概述

OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議）是一種IGP（Interior Gateway Protocol，內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），應(yīng)用在AS（Autonomous System，自治系統(tǒng)）內(nèi)部，使路由器獲得遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)的路由。OSPF作為一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，在各路由器之間并不直接傳遞路由表，而是交換鏈路狀態(tài)的描述信息。啟用OSPF功能的每個(gè)路由器都有獨(dú)立維護(hù)的LSDB（Link State Database，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫），基于該數(shù)據(jù)庫中的鏈路狀態(tài)信息獨(dú)立計(jì)算路由。因此，鏈路狀態(tài)信息的獲取在OSPF中就顯得尤為重要。OSPF通過LSA（Link State Advertisement，鏈路狀態(tài)通告）來封裝對路由信息的描述，并對外發(fā)布。

OSPF分為應(yīng)用在IPv4的OSPF Version 2（簡稱OSPFv2）和應(yīng)用在IPv6的OSPF Version 3（簡稱OSPFv3），本系列文章僅對OSPFv2的LSA進(jìn)行詳細(xì)介紹，后續(xù)均以O(shè)SPF指代OPSFv2。

2 LSA報(bào)頭信息

LSA作為鏈路狀態(tài)信息的載體，同時(shí)也是LSDB的最小組成單位。所有的OSPF LSA都有相同的報(bào)文頭部，如下所示：

圖2-1 LSA報(bào)頭格式

表2-1 LSA報(bào)文頭格式字段說明

報(bào)文字段	說明
LS age	LSA的生存時(shí)間，單位為秒。LSA的生存時(shí)間是從LSA信息生成開始計(jì)時(shí)，之后無論是在鏈路上傳輸，或是保存在LSDB中，該值都在增長。當(dāng)設(shè)備收到新的LSA時(shí)將會覆蓋舊的LSA，此外OSPF會周期性地對LSA進(jìn)行刷新，如果LSA在最大生存時(shí)間到期前都未被刷新，則會被丟棄。
Options	可選項(xiàng)，在不同類型LSA上存在差異。 ● E：允許泛洪AS-External-LSA（5類LSA） ● MC：支持轉(zhuǎn)發(fā)組播IP報(bào)文 ● N/P：處理Type-7 LSA DC：處理按需鏈路
LS type	LSA的類型，具體的LSA類型說明請參見表3-1。
Link State ID	是該LSA所要描述的鏈路的標(biāo)識，內(nèi)容根據(jù)LSA類型不同而有差異，可能為Router ID或接口IP地址等。通過LSA的類型、Link State ID、以及LSA的內(nèi)容可以完整描述一個(gè)LSA的信息。
Advertising Router	產(chǎn)生該LSA的路由器ID。
LS sequence number	LSA的序列號。每條LSA都會攜帶一個(gè)序列號，當(dāng)路由器發(fā)送相同的LSA信息時(shí)會將序列號逐次加1，收到LSA的路由器將根據(jù)序列號判斷LSA的新舊，序列號越大表示LSA越新。
LS checksum	除LS age字段外，LSA的校驗(yàn)和。校驗(yàn)和用于保證數(shù)據(jù)的完整性和正確性，同時(shí)也可作為LSA新舊的判斷依據(jù)。當(dāng)序列號相同時(shí)，校驗(yàn)和越大表示LSA越新。
Length	包括LSA Header的LSA總長度，單位為字節(jié)。

3 LSA分類

為了緩解大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算壓力，OSPF支持將一個(gè)自治系統(tǒng)劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)的OSPF路由器擁有完全相同的LSDB。OSPF的區(qū)域類型包括骨干區(qū)域、常規(guī)區(qū)域、Stub區(qū)域、Totally Stub區(qū)域、NSSA區(qū)域和Totally NSSA區(qū)域。路由器作為區(qū)域的邊界，根據(jù)其所處的位置及作用OSPF定義了4種路由器的類型，其中包括用于連接骨干區(qū)域與常規(guī)區(qū)域的ABR，以及用于和其他AS交換路由信息的ASBR。

為了在全面刻畫網(wǎng)絡(luò)中的鏈路狀態(tài)信息的同時(shí)，還能夠減少OSPF網(wǎng)絡(luò)中路由控制報(bào)文的傳遞數(shù)量，以及各設(shè)備LSDB內(nèi)的LSA條目數(shù)，OSPF LSA被劃分為11種類型，每一類LSA只描述特定的鏈路狀態(tài)信息，并且根據(jù)OSPF區(qū)域劃分有其對應(yīng)的傳播范圍。LSA的類型通過報(bào)頭中的LS type字段來體現(xiàn)，分類情況如下表所示：

表3-1 OSPF LSA類型

	LSA類型	說明
常用LSA	Router-LSA（Type 1）	又稱為路由器LSA或區(qū)域內(nèi)LSA，由每個(gè)路由器始發(fā)，用于描述路由器的鏈路狀態(tài)和開銷，在始發(fā)路由器所在區(qū)域內(nèi)傳播
	Network-LSA（Type 2）	又稱為網(wǎng)絡(luò)LSA，由廣播或NBMA類型網(wǎng)絡(luò)上的DR始發(fā)，用于描述本網(wǎng)段的鏈路狀態(tài)，在DR所在區(qū)域內(nèi)傳播
	Network-summary-LSA（Type 3）	又稱為網(wǎng)絡(luò)匯總LSA，由ABR始發(fā)，用于描述到其它區(qū)域的路由，通告給非Totally Stub、Totally NSSA區(qū)域
	ASBR-summary-LSA（Type 4）	又稱為ASBR匯總LSA，由ABR始發(fā)，用于描述到ASBR的路由，通告給除ASBR所在區(qū)域的其他區(qū)域
	AS-external-LSA（Type 5）	又稱為自治系統(tǒng)外部LSA，由ASBR始發(fā)，用于描述到AS外部的路由，通告到所有區(qū)域（除了Stub、NSSA區(qū)域）
	NSSA-external-LSA（Type 7）	又稱為NSSA外部LSA，由ASBR始發(fā)，用于描述到AS外部的路由，僅在NSSA區(qū)域內(nèi)傳播
不常用LSA	Group Membership LSA（Type 6）	又稱為組成員LSA，用于在MOSPF（Multicast OSPF，組播擴(kuò)展OSPF）協(xié)議中標(biāo)識組播組成員，在銳捷設(shè)備中不支持
	External attributes LSA for BGP（Type 8）	又稱為BGP的外部屬性LSA，用于將BGP路由引入到OSPF中，并保留BGP的AS路徑等信息，在銳捷設(shè)備中不支持
	Opaque LSA（Type 9/Type 10/Type 11）	又稱為不透明LSA，此類LSA提供了用于OSPF擴(kuò)展的通用機(jī)制，其中： ● Type9 LSA僅在接口所在網(wǎng)段范圍內(nèi)傳播，用于支持GR（Graceful Restart，優(yōu)雅重啟）的Grace LSA就是Type9 LSA的一種 ● Type10 LSA在區(qū)域內(nèi)傳播，用于支持TE（Traffic Engineering，流量工程）的LSA就是Type10 LSA的一種 Type11 LSA在自治域內(nèi)傳播，目前還沒有實(shí)際應(yīng)用的例子

根據(jù)LSA的作用和傳輸范圍，可以對上述LSA進(jìn)行進(jìn)一步的劃分。在常用LSA中，Type 1和Type 2 LSA用于描述設(shè)備直接連接的鄰居與網(wǎng)絡(luò)信息，且只在LSA產(chǎn)生的區(qū)域內(nèi)部傳播；Type 3和Type 4 LSA均由OSPF網(wǎng)絡(luò)中的ABR始發(fā)，用于描述AS域內(nèi)的信息，可以在區(qū)域之間進(jìn)行泛洪；Type 5和Type 7LSA則都是為了學(xué)習(xí)AS外部的路由，均由ASBR始發(fā)，但二者所能傳播的區(qū)域有所不同。而在不常用LSA中，Type 9、Type 10、Type 11這三類Opaque LSA則是為了增加OSPF的擴(kuò)展性；Type 6和Type 8由于在多數(shù)廠商的設(shè)備上均不支持，因此在后續(xù)文章中不做詳細(xì)講解。

4 結(jié)語

LSA作為鏈路狀態(tài)信息的載體，對OSPF協(xié)議的運(yùn)行有著必不可少的作用。本文對OSPF LSA的概念、通用的報(bào)頭信息、LSA的分類以及各類LSA的作用進(jìn)行了基本的介紹，以便用戶對OSPF中的各類LSA有初步了解。

在本系列后續(xù)的文章中，將對各類LSA一一講解，其中將涉及LSA報(bào)文的詳細(xì)介紹、應(yīng)用實(shí)例，以及在銳捷設(shè)備上對LSA信息的查看方法，敬請期待。

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