OSPF LSA詳解（二）

本文對兩類在區域內傳播的OSPF LSA類型和作用進行詳細介紹。Router-LSA作為OSPF路由域內最為常見的LSA，每個啟用OSPF功能的路由器均會產生，通過其來描繪路由器所處的鏈路狀態信息和開銷信息。而Network-LSA則是對Router-LSA的補充，僅在存在MA類型的網絡時才會出現，只有DR所在設備才成為Network-LSA的始發者，其記錄了MA網絡上所有設備的信息以及網段信息。

發布時間：2022-12-15
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1 前言

在《OSPF LSA詳解（一）》中已對OSPF LSA的基本概念、通用報頭信息和分類進行了簡單講解。為了進一步了解各類LSA的差別和作用場景，本文將對在區域內傳播的OSPF LSA類型和作用進行詳細講解，包括Router-LSA（Type 1 LSA）和Network-LSA（Type 2 LSA）。

2 Router-LSA（Type 1 LSA）

2.1 報文詳解

Router-LSA描述了路由器的鏈路狀態和開銷信息，所有開啟OSPF功能的路由器均會生成此類LSA，因此在所有區域中均會存在此類LSA。但該LSA生成后，僅在本區域內傳播。對Router-LSA報文的詳細介紹如下所示：

圖2-1 Router-LSA報文格式

● Link State ID

鏈路狀態ID，為產生該LSA的路由器的ID。

● Advertising Router

通告路由器，為產生該LSA的路由器的ID。

● V/E/B

若產生該LSA的路由器是虛鏈路的端點，V為1；否則，V為0。

若產生該LSA的路由器是ASBR，E為1；否則，E為0。

若產生該LSA的路由器是ABR，B為1；否則，B為0。

● Number of Link

表示該LSA所描述的鏈路數量。

一條Router-LSA可以描述多條鏈路的狀態信息，每條鏈路狀態信息通過Link ID、Link Data和Link Type唯一標識。

● Link ID/Link Data/Link Type

Link ID用于標識該鏈路所連接的對象；Link Data用于標識連接的數據；Link Type用于標識鏈路的類型，是對該路由器連接情況的基本描述。Link ID和Link Data的取值均取決于Link Type。三者之間的關系與取值如下表所示：

表2-1 Link Type、Link ID和Link Data取值說明

Link Type	說明	Link ID	Link Data
1 （P2P）	描述本路由器到鄰居路由器的點到點鏈路，屬于拓撲信息	鄰居路由器的ID	本路由器上連接P2P鏈路的接口IP地址
2 （TransNet）	描述本路由器到一個Transit網絡（MA網絡或NBMA網絡）的鏈路，屬于拓撲信息	DR的接口IP地址	本路由器上連接Transit網絡的接口IP地址
3 （StubNet）	描述本路由器到一個Stub網絡（點到點連接的網絡、Loopback接口或連接了PC的末梢網絡）的鏈路，屬于路由信息	Stub網絡的網絡地址/子網號	Stub網絡的子網掩碼
4 （Virutal）	描述本路由器到鄰居路由器的虛鏈接，屬于拓撲信息	虛鏈路中對端路由器的ID	本路由器上連接鄰居接口的IP地址

● Number of ToS

連接不同的ToS（Type of Service，服務類型）的數量，通常為0。

● Metric

鏈路的開銷值。

● ToS

ToS用于QoS路由，針對不同的ToS值，鏈路可以配置不同開銷，從而實現對目的地址相同但ToS值不同的報文進行路由區分。但在RFC 2328中取消了基于ToS路由的應用，只支持ToS 0，因此該字段取值通常為0。

● ToS Metric

指定ToS的開銷值。

2.2 應用實例

對Router-LSA而言，其重要作用就是描繪本設備直連的拓撲信息，是OSPF網絡中所有設備獲取LSDB的基礎。其中根據不同的鏈路類型，在報文中通過Link Type、Link ID和Link Data來區分描述。以下將通過具體的實例，在銳捷設備上通過show ip ospf database router命令查看Router-LSA信息，來展現Router-LSA對不同類型鏈路的描述方式。

2.2.1 Router-LSA描述P2P網絡

圖2-2 P2P網絡中的OSPF應用示意圖

如上圖所示，Device B作為骨干區域Area 0和常規區域Area 1的邊界設備，分別與Device A和Device C建立鄰居關系，相連接口的網絡類型為P2P類型。此時，在Device A上通過命令show ip ospf database router self-originate查看由Device A自身產生的Router-LSA信息，顯示信息如下：

Device A# show ip ospf database router self-originate

OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

Router Link States (Area 0.0.0.0)

LS age: 1164

Options: 0x2 (-|-|-|-|-|-|E|-)

Flags: 0x0

LS Type: router-LSA // 表示LSA類型為Router-LSA

Link State ID: 1.1.1.1 // 鏈路狀態ID在Router-LSA中取值為產生該LSA的Router ID

Advertising Router: 1.1.1.1 // 表示通告該LSA的路由器為Device A

LS Seq Number: 80000007

Checksum: 0xb55e

Length: 48

Number of Links: 2 // 本條LSA中包含兩條鏈路的描述信息

Link connected to: another Router (point-to-point) // 第一條鏈路描述信息，類型為P2P網絡

(Link ID) Neighboring Router ID: 2.2.2.2 // Link ID為鄰居Device B的Router ID

(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.1 // Link Data為連接Device B的接口地址

Number of TOS metrics: 0

TOS 0 Metric: 1 // 度量值，默認為1

Link connected to: Stub Network // 第二條鏈路描述信息，類型為Stub網絡

(Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.0 // Link ID為Stub網絡的網絡地址

(Link Data) Network Mask: 255.255.255.0 // Link Data為Stub網絡的子網掩碼

Number of TOS metrics: 0

TOS 0 Metric: 1

通過上述回顯信息可以看到，在P2P網絡中，開啟OSPF功能的Device A會通告一條Router-LSA，其中包含兩條鏈路狀態信息，分別描述了連接到鄰居路由器Device B的拓撲信息（通過什么接口，連接到什么設備）和該接口所在末梢網絡的路由信息（所在網絡的網絡號和子網掩碼）。

若使用show ip ospf database router查看Device A的LSDB中所有的Router-LSA信息，還能夠看到來自Device B通告的路由信息，其內容和前述的Device A通告信息類似，但描述的是以Device B視角看到的鏈路情況。這些信息通過設備間OSPF報文的交互進行傳遞，從而實現Device A和Device B上鏈路狀態信息的同步。Device A能夠通過和Device B的信息交互，獲取其未知的鏈路狀態信息。但是在回顯中將會看到，Device B未將與Device C連接的鏈路信息傳遞給Device A，這是由于二者不在同一個Area內。由此，可以確認Router-LSA僅在區域內傳播。

2.2.2 Router-LSA描述MA網絡

圖2-3 MA網絡中的OSPF應用示意圖

如上圖所示，Device A、Device B和Device C處于OSPF的同一個區域內，三臺設備間通過以太鏈路互聯，接口封裝以太網協議，OSPF網絡類型默認為廣播類型，因而該網絡為多路訪問（MA）網絡。Device A和Device C的G0/1接口分別作為MA網絡中的BDR和DR，將與MA網絡中的所有設備建立鄰接關系。

在Device A上通過show ip ospf database router self-originate可以查看由Device A產生的Router-LSA信息，顯示如下：

Device A# show ip ospf database router self-originate

OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

Router Link States (Area 0.0.0.0)

LS age: 1055

Options: 0x2 (-|-|-|-|-|-|E|-)

Flags: 0x0

LS Type: router-LSA // 表示LSA類型為Router-LSA

Link State ID: 1.1.1.1 // 鏈路狀態ID在Router-LSA中取值為產生該LSA的Router ID

Advertising Router: 1.1.1.1 // 表示通告該LSA的路由器為Device A

LS Seq Number: 80000030

Checksum: 0xeffb

Length: 48

Number of Links: 1

Link connected to: a Transit Network // 鏈路描述信息，類型為Transit網絡

(Link ID) Designated Router address: 10.1.1.3 // Link ID為DR（Device C G0/1）的IP地址

(Link Data) Router Interface address: 10.1.1.1 // Link Data為本設備上接入Transit網絡的

接口地址

Number of TOS metrics: 0

TOS 0 Metric: 1 // 度量值，默認為1

通過上述回顯信息可以看到，在MA網絡中，開啟OSPF功能的Device A會通告一條Router-LSA，其中包含一條鏈路狀態信息，描述了從本設備到DR的拓撲信息（DR的地址是什么，通過什么接口與其連接）。

2.2.3 Router-LSA描述虛鏈路

圖2-4 OSPF虛鏈路應用示意圖

如上圖所示，當骨干區域Area 0和常規區域Area 2在物理上無法直接相連時，會在Device B和Device C間建立虛鏈路，將Area 0延伸至Device C，則可以實現Area 0與Area 2兩區域在Device C上直接相連。此時，在Device C上通過show ip ospf database router self-originate可以查看由其產生的Router-LSA信息，以下顯示與虛鏈路相關的部分回顯信息：

Device C# show ip ospf database router self-originate

OSPF Router with ID (3.3.3.3) (Process ID 1)

Router Link States (Area 0.0.0.0)

LS age: 31

Options: 0x2 (-|-|-|-|-|-|E|-)

Flags: 0x1 : ABR

LS Type: router-LSA // 表示LSA類型為Router-LSA

Link State ID: 3.3.3.3 // 鏈路狀態ID在Router-LSA中取值為產生該LSA的Router ID

Advertising Router: 3.3.3.3 // 表示通告該LSA的路由器為Device A

LS Seq Number: 80000002

Checksum: 0xd2d8

Length: 36

Number of Links: 1

Link connected to: a Virtual Link // 鏈路描述信息，類型為虛鏈路

(Link ID) Neighboring Router ID: 2.2.2.2 // Link ID為虛鏈路中對端路由器的Router ID

(Link Data) Router Interface address: 192.168.23.3 // Link Data為本設備上連接該鄰居的接口的

IP地址

Number of TOS metrics: 0

TOS 0 Metric: 1 // 度量值，默認為1

若查看完整的回顯信息則可以看到，在Device C上建立虛鏈接時，Device C將通告三條Router-LSA，分別描述到虛鏈路鄰居設備的拓撲信息（通過什么接口，虛連接到什么設備），以及通過物理連接的兩個網絡的鏈路狀態信息。其中包含一條鏈路狀態信息，描述了到MA或NBMA網絡中DR的拓撲信息（DR的地址是什么，通過什么接口與其連接）。

3 Network-LSA（Type 2 LSA）

3.1 報文詳解

通過2.2.2 Router-LSA描述MA網絡中的講解可知，在MA網絡中，所有設備均會產生一個Router-LSA。但僅通過Router-LSA，無法準確描述MA網絡拓撲。這是由于在描述MA網絡時，Router-LSA僅描述了DR的地址以及去往DR的本地接口信息。而未描述與該接口相連網段的網絡號與掩碼等網絡信息，以及鏈路上其他路由器的信息，因此對于網絡的描述不完整。若要像描述P2P網絡一般，既要描述去往鄰居的接口信息，又要描述網段信息，則會產生大量的LSA，影響傳輸效率，因此出現了Network-LSA。

Network-LSA由每個MA網絡中的DR產生，僅在DR所在的區域內泛洪，有幾個DR就會產生幾個Network-LSA。在此類LSA中列出了接入該網絡的所有路由器ID，并且攜帶有DR接口的IP地址和掩碼，從而補充了Router-LSA對于網段信息描述的缺失。只需要用一條LSA即可描述整個MA網絡的網絡信息，有效縮小了LSDB的體積。

對Network-LSA報文的詳細介紹如下所示：

圖3-1 Network-LSA報文格式

● Link State ID

鏈路狀態ID，DR的接口IP地址。

● Advertising Router

通告路由器，為DR所在的路由器的Router ID。

● Network Mask

該廣播或NBMA類型網絡的地址掩碼。

● Attached Router

連接在該網絡上所有路由器（包括DR）的Router ID。

3.2 應用實例

圖3-2 MA網絡中的OSPF應用示意圖

在銳捷設備上通過show ip ospf database network命令能夠查看Network-LSA信息。此處在Device C上查看，顯示如下：

Device C# show ip ospf database network

OSPF Router with ID (3.3.3.3) (Process ID 1)

Network Link States (Area 0.0.0.0)

LS age: 296

Options: 0x2 (-|-|-|-|-|-|E|-)

LS Type: network-LSA // 表示LSA類型為Network-LSA

Link State ID: 10.1.1.3 (address of Designated Router) // 鏈路狀態ID為DR的IP地址

Advertising Router: 3.3.3.3 // DR的Router ID

LS Seq Number: 8000001a

Checksum: 0x62a7

Length: 36

Network Mask: /24 // 表示該網絡地址的掩碼長度為24位

Attached Router: 3.3.3.3 // 網絡中所有路由器的Router ID

Attached Router: 1.1.1.1

Attached Router: 2.2.2.2

通過上述回顯信息可以看到，Link State ID告知了DR的IP地址，Network Mask又獲取了掩碼長度，通過將二者進行與運算，即可得到MA網絡中的網絡信息，在上述舉例中即為10.1.1.0/24。繼而通過Attached Router中顯示的路由器信息，方可描繪出這個網絡的情況。

4 結語

本文通過分析報文與網絡實例對兩種在區域內傳播的OSPF LSA類型和作用進行了詳細講解。其中，OSPF通過Router-LSA描述了每個路由器的鏈路狀態和開銷信息，并且根據不同的鏈路類型在LSA的報文中通過不同的Link ID和Link Data來體現該鏈路的信息。每個設備都會產生Router-LSA，并在本區域內泛洪，設備間通過交換Router-LSA，即可描繪出一個區域內的拓撲信息。

而在多路訪問網絡中，為了能夠完善對網段信息的描述，同時減少需要傳遞的LSA數量，因此通過Network-LSA來實現。Network-LSA由網絡中的DR通告，有幾個DR便會產生幾個二類LSA，并且僅在DR所在區域內泛洪，通過Network-LSA即可描述MA網絡的網絡信息。

上述兩類OSPF LSA的傳播范圍都僅限于本區域內，但由于OSPF具有多區域的特點，如何使得各區域間的鏈路狀態信息互通便成為了需要考慮的問題。因此，能在區域間傳播的Network-Summary-LSA以及ASBR-Summary-LSA便應運而生，關于二者的詳細介紹，請聽下回分解。

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