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[网络协议]4、OSPF中常见的LSA

LSA老化机制:

1、LSA每隔半个小时周期性跟新,谁产生谁负责自身产生的lsa。更新机制:seq+1,checksum重算,lsa age置0,ls age到达3600s换没有刷新,自行删除lsa。
2、链路状态(链路状态报文就是lsa包头之外的lsa字段信息)变化触发更新。更新机制:seq+1,checksum重算,lsa age置0,ls age到达3600s换没有刷新。

LSA概述

除了hello报文,其他ospf都携带LSA信息。LSA:link state advertise。
1、一类LSA:router lsa
2、二类LSA:network lsa
3、三类LSA:summary lsa
4、四型LSA:asbr lsa
5、五型LSA:external lsa
6、七型LSA:nssa lsa
ospf路由器无法删除不是自己生成的LSA

一类LSA:router lsa link state id:生成这条LSA的路由器的router id
每个路由器都可以发送,仅在自己的area区域发送,通告自身信息(自报家门),这种LSA描述某区域内路由去端口链路状态的集合,只在所描述的区域内防洪。

dis ospf  lsdb
dis ospf  lsdb  router

二类LSA:network lsa link state id:描述网段上DR的端口ip地址。
只有DR可以发出,用于描述广播型网络和NBMA网络,仅在自己area区域发送,通告DR的位置和身份,这种LSA包含了该网络上所有连接路由器的列表。(MA网络中存在,有多个路由器,产生广播时才有。在点到点,点到多点网络中是没有2类LSA的)

dis ospf  lsdb
dis ospf   lsdb  network

三类LSA:summary lsa link state id :描述区域内所有网段的路由,并通告给其他相关区域
只能由ABR发送
可以穿越整个ospf自制系统(中间需要多个ABR中转)除过stub,NSSA区域。
将不同区域对的ospf路由信息互相传递

dis  ospf  lsdb
dis  ospf  lsdb summary

四型LSA:asbr lsa link state id:描述到ASBR的路由,通告给除ASBR所在区域的其他相关区域
只能ABR发送,发送范围整个ospf自制系统,通告ABR的身份信息

dis ospf lsdb  asbr

五型LSA:external lsa link state id: 描述目的网段的地址
ASBR发送,发送范围整个ospf自制系统,通告其他自制系统的路由信息,5类LSA在整个AS内部泛洪,在传递过程中不发生变化。

dis ospf  lsdb
dis ospf  lsdb ase 

七型LSA:nssa lsa
由位于nssa区域的ASBR产生,发送范围仅仅是nssa区域(传至abr时会转换成5型继续传递)作用是将nssa区域后的其他自制系统的路由引入ospf自制系统。

一类与二类lsa详解:

在这里插入图片描述
type 1的lsa通过4种link type 来描述直连链路信息。
每种link type 由link id ,data,metric(开销)进行描述。

type                    link id                       data
P2P                     邻居的router id                该网段上本地接口的ip地址
transnet                DR的接口ip地址                  该网段上本地地接口的ip地址
stubnet                 该stub网段的ip网络地址           该stub网段的网络掩码
vitrual                 虚连接邻居的router id           去往该虚连接邻居的本地接口的ip地址

一类lsa中p2p、transnet、vitual属于拓扑信息、stubnet属于直连路由信息。
二类lsa中的ls id和net mask属于路由信息,attached属于拓扑信息

链路拓扑描述
任何运行ospf的路由器都会产生一个一类LSA。
如果是stubnet-link(末节链路)则是来描述自己直连的router-id和自身到直连的cost(相连的是用户终端或换回口)。
如果是p2p链路,两个接口在同一个网段,A和B共享一个网络叶子,两个接口不在同一个网段,他们两个各自连着各自相连的叶子。
如果是一类的translate-link就一定会产生对应的2类lsa(broadcast和nbma的网络),2类lsa会描述伪节点到节点的开销(视屏22前20分钟)
伪结点(DR的ip地址):是spf算法在树上的一个虚拟路由器,并代表网络中有这台路由器。计算开销时,伪结点到节点(直连路由)的开销为0(因为伪节点都是共同相连).直连或者环路为1.

区域内路由表计算
1、计算transit节点,忽略stub节点,生成最短路径树
根据lsa-1和lsa-2来得到拓扑表,由拓扑表得到路由表。把拓扑表分成最短路径树和候选表,由开销决定是将路径放入最短路径树中还是候选表当中,其中两种表中的下一跳是在邻居表中携带。
2、只计算stub节点,将stub网段挂到最短路径树上去。(第22个视频58分钟之前)

ospfv2与ospfv3的区别
ospfv2是基于网络号。来建立邻居,如果没有network就无法建立邻居。ospfv3是基于链路状态来工作(使用的链路本地地址,而不是全球单播地址),只需要启动链路状态就可以建立邻居,无需宣告网段。

broadcast/NBMA ospf网络配置要求
广播型/NBMA链路的网络号由2类LSA进行维护,为了避免路由不精确,要求广播型链路接口掩码配置要一致,即该链路各接口属于同一个网段。广播型/NBMA链路的DD,LSR都是通过单播发送如果地址不在同一网段,导致单播报文发送失败,无法建立邻居。

三类LSA详解

ospf为什么要进行区域划分
1、在同一个区域中无法有效的进行路由管理,比如路由过滤,路由汇总。划分区域之后的ABR上能对路由展开过滤和汇总。
2、单区域过大,如果某条链路不稳定,导致整个区域所有路由对不稳定的链路进行spf的计算,影响网络稳点性。
3、减少SPF数的规模,提高网路的整体收敛时间。

三类LSA详解:
ABR定义
1、连接多个区域,至少有一个活动的接口属于区域0的路由器
2、存在vlink的路由器

ABR行为
1、ABR将直连区域的区域内路由转化成其他区域的type3
2、将区域0中的type3转成非骨干区域的type3(改变区域0中ABR的adv rtr和metric)
3、ABR会在所连区域产生的type1中表明自身是ABR

  Type      : Sum-Net       type3
  Ls id     : 2.2.2.2       区域间路由的网络号
  Adv rtr   : 2.2.2.2       产生该lsa的路由器的router-id  ABR
  Ls age    : 1176 
  Len       : 28 
  Options   :  E  
  seq#      : 80000001 
  chksum    : 0xd27a
  Net mask  : 255.255.255.255
  Tos 0  metric: 0           ABR到该路由的开销
  Priority  : Low

区域间路由的计算
开销=自身到ABR的开销+ABR到type3的开销(直连路径)
下一跳=自身到ABR的下一跳

区域间防环机制
1、非骨干区域必须和骨干区域相连,并通过骨干区域通信,形成星型拓扑,逻辑结构无环。
2、非骨干区域3类不会在传回骨干区域
ABR优先使用骨干区域的1类或者3类计算路由,当ARB在区域0中失去所有连接后才使用非骨干区域的3类LSA计算区域间路由。(两个ABR。1个ABR在骨干区域中有邻居。一个在骨干区域没有邻居,在非骨干区域有邻居)

非骨干区域1类》非骨干区域的3类(非骨干区域不能到骨干区域)
区域0的3类》非骨干的区域3类(骨干区域到非骨干区域)
这种选路规则防止非骨干区域的3类传回骨干区域

3、非骨干区域的1类>区域0的3类LSA,防止非骨干区域内的路由从骨干区域在此传回本区域。
ABR把非骨干区域中的1类转化成骨干区域中的3类,此时ABR默认可以把3类传回到非骨干区域,但是若传回会造成环路,所以使用非骨干区域中的1类来计算路由防止环路。(非骨干区域之间不连续)
第2、3有多个ABR防环的机制(视频22第70分钟)

总结:

从非骨干区域的1类传到骨干区域的3类不允许在传回非骨干区域
从骨干区域的3类传到非骨干区域的3类不允许在传回到骨干区域

四和五类LSA详解

5类LSA详解
在这里插入图片描述
5类LSA计算路由
同ASBR在一个区域内的路由器外部路由计算:

以cost-tyep1 引入外部路由,FA地址为0.0.0.0
开销=自身到ASBR的开销+引入时开销
下一跳=自生到ASBR的下一跳

以cost-type2引入外部路由,FA的地址为0.0.0.0
开销=引入时的开销
下一跳=自身到ASBR的下一跳

和ASBR不在同一个区域的路由外部路由的计算:

cost-type1 引入路由,Fa的地址为0.0.0.0
开销=通过type 4的lsa计算到ASBR的开销+引入时开销
下一跳=自身到ASBR的下一跳

以cost-type2 引入外部路由,FA地址为0.0.0.0
开销=引入时开销
下一跳=自身到ASBR的下一跳

四类LSA详解
在这里插入图片描述
注意:
1、type1、type2既有路由信息又有拓扑信息(可以画出网络拓扑结构)type3、4、5、7都是只有路由信息。
2、4类是帮助其他路由器找到ASBR的路由信息,是由ASBR同一个区域上的ABR产生。
3、4类和5类都可以单独出出现

路由选路机制:
在R4和R3上引入不同的路由信息,当里面的路由信息想要访问外网的路由时,所采用的方式
在这里插入图片描述
ospf选路机制
1,2 > a0 3 > !a0 3 > type-1 > type-2
4类选路机制(视频23第138分钟)

注意
1、引入网络号冲突

例:当引入外部路由时如果ip类似为
192.168.4.0 27192.168.4.0 24192.168.4.0 28
他为区分ip之间的差距用他们的广播号来代替 第一个为192.168.4.31 第二个为192.168.4.28
3类和5类相似,网络号冲突,使用广播地址。

2、邻居之间的router id为啥不能冲突?
主从选举不能进行下去

3、区域内router id为啥不呢冲突?
冲突的路由器产生的type1 的lsa无法区分,导致SPF计算出现问题。
不同区域的IR路由器,router-id可以冲突,但这些路由不能时ABR或者ASBR,不能和ASBR的router id冲突,不然会造成网络震荡

FA(Forwarding Address)
FA是ASBR通告的TYPE 5 LSA中的字段,它的作用是告诉OSPF域内的路由器如何能够更快捷地到达LSA 5所通告路由的下一跳地址。以免OSPF 内部路由器在广播网络上以ASBR为下一跳,再由ASBR自己转发到正确的下一跳,而产生额外的路由。

功能:用于外部路由路径优化

带有FA地址的5类LSA路由如何计算
开销=引入时的开销+到FA地址ospf开销
下一跳:到FA地址的ospf路由的下一跳

5类LSA的FA的产生条件
1、ASBR链接外部网络的接口加入到ospf进程
2、外部接口的ospf的网络类型为broadcast/nbma
3、外部接口没有设置为silent-interface
此时FA地址为,ASBR自身到该外部路由的下一跳

七类LSA

什么为stub区域和nssa区域?
stub区域是一个末梢区域,它的一个特点就是区域内的路由器不能注入其它路由协议所产生的路由条目,所以也就不会生成相应的5类LSA。
NSSA区域是由stub区域演变而来的,NSSA区域与stub类似,也是一个末梢区域,只是它取消了不能注入其它路由条目的限制,也就是说,可以引入外部路由。但是这个外部路由可能需要限制在自己的区域内传播,所以不能生成5类lsa,因为5类lsa的传播范围是整个ospf域。如果一定要传播到其它区域,就需要ABR做七/五转换,把7类lsa转换成5类lsa,再传播出去。NSSA区域内的外部路由,仅能以7类lsa的形式存在。

Nass区域同stub区域的差距
最大的区别是,能否引入外部路由。

7类LSA的FA的产生条件
1、如果和5类的场景一样,则和5类FA产生FA产生条件相同
2、如果和5类的场景不一致
优先使用nass区域的loopback 接口地址
如果没有loopback口,使用nass的第一个up的物理接口

常见命令解释

nssa  translator-always    指定做75的路由器
nssa  suppress-forwarding-address  抑制转发地址
no-import-router  nssa区域ABR专用,当NSSA的ABR引入外部,只产生5类lsa不产生7类lsa
default-route-advertise  nssa区域的ASBR专用,自生存在其他协议的缺省路由,才会产生7类lsa

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