HCNP Routing&Switching之OSPF LSA型別

　　前文我們了解了OSPF中的虛連接相關話題，回顧請參考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15202348.html；今天我們來聊一聊OSPF資料包中LSA型別相關話題；

　　我們知道OSPF的核心就是通過LSA建立LSDB資料庫，然后根據SPF演算法從LSDB資料庫中的內容計算出對應的路由；其中LSA并不是ospf的資料包型別，它存在于LSU當中；對于不同型別的LSA，其作用和內容也各不相同；

　　LSA頭部

　　提示：LSA是ospf鏈路狀態資訊的載體，是LSDB的最小組成單位，即lsdb是由一條條LSA構成的；所有的LSA都擁有相同的頭部；其中LS age表示LSA已經生存的時間，單位是秒，默認這個欄位會每半個小時更新一次，即1800秒就會更新一次LSA；LS type欄位主要用于標識LSA的格式和功能，對于不同型別的LSA其格式和功能各不相同，常用的LSA型別有五種；Link State ID用于描述該LSA所描述的鏈路的標識；advertising Router用于描述產生該LSA的路由器的router ID；LSsequence number用于檢測舊的和重復的LSA；LS type，Link State ID和Advertising Router這三個欄位共同標識了一條LSA，即LSA判斷是否一樣，就看這三個欄位是否一樣；

　　Router—LSA描述P2P網路

　　實驗：如下拓撲，配置OSPF

　　R1的配置

sys
sys R1
int s4/0/0
ip add 12.0.0.1 24
int lo 1
ip add 1.1.1.1 32
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0
net 12.0.0.1 0.0.0.0
net 1.1.1.1 0.0.0.0

　　R2的配置

sys
sys R2
int s4/0/0
ip add 12.0.0.2 24
int lo 2
ip add 2.2.2.2 32
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0
net 12.0.0.2 0.0.0.0
net 2.2.2.2 0.0.0.0

　　驗證：在R1上抓包，看看對應LSU中的LSA的型別和內容

　　提示：從上面的抓包資訊可以看到，對應LSU中LSA的型別為Router-LSA；描述的是1.1.1.1這條鏈路的資訊；其中該LSA是由1.1.1.1這臺路由器發出的；該LSA里包含了兩條鏈路，一條是12.0.0.0，掩碼是24，開銷為48；一條是1.1.1.1，掩碼為32，開銷為0；當然這些是我們用抓包軟體上抓到的ospf LSU中的內容；我們也可以用命令在對應路由器上查看；

　　在R1上查看自己發送的一類LSA內容

　　提示：type是用于描述LSA的型別；其中Router表示一類LSA，該LSA是由路由器自己產生，主要用于描述自身所在區域鏈路狀態資訊；ls id表示鏈路狀態的ID；adv rtr用于描述產生此LSA的路由器router id ;第一個link ID表示鄰居路由器的router id；data表示宣告該路由LSA的路由器介面ip地址；link type用于描述對應鏈路的網路型別，metric用于描述對應鏈路的開銷；后面的link id用于描述對應的路由資訊，其中link id用于描述對應子網的ip地址，data表示掩碼，metric用來描述開銷；這里需要注意一點，鏈路型別并不是ospf定義的四種網路型別，router LSA描述的鏈路型別有，P2P(Point-to-point點到點型別)；transnet是描述一個從本路由器到一個transit網段的連接；例如多路訪問的網段資訊；stubnet是描述一個從本路由器到一個stu網段（例如到回環介面）的連接；

　　查看lsdb資料庫

　　提示：可以看到對應lsdb資料庫就只有兩條資訊其型別為router，即一類LSA；一條是R1發送的一條是R2發送的，有了這兩條資訊，ospf就可以根據里面的內容，構建出對應的路由；

　　查看ospf路由

　　提示：ospf根據lsdb中的LSA計算出對應的路由資訊；從上面的實驗可以看到，對于點到點型別的鏈路，只需要用型別1的lsa就把對應網路描述清楚了；

　　總結：一類LSA是每個路由器都會發送的LSA，其主要作用描述對應路由器介面所在區域的埠鏈路狀態的集合；該LSA只在所描述的區域內泛洪，不能跨區域；對于點到點型別的鏈路，一類LSA就足以描述清楚對應介面鏈路狀態；

　　Router-LSA描述MA網路（多路訪問網路）

　　實驗：如下拓撲，配置ospf

　　提示：該拓撲和上面的拓撲沒有太大的區別，唯一的區別是對應鏈路型別發生了變化，此拓撲鏈路型別就是BMA（廣播多路訪問）；

　　配置R1

sys
sys R1
int g0/0/0
ip add 12.0.0.1 24
int lo 1
ip add 1.1.1.1 32
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0
net 12.0.0.1 0.0.0.0
net 1.1.1.1 0.0.0.0

　　提示：這里的介面不是串口，而是以太網介面；

　　配置R2

sys
sys R2
int g0/0/0
ip add 12.0.0.2 24
int lo 2
ip add 2.2.2.2 32
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0
net 12.0.0.2 0.0.0.0
net 2.2.2.2 0.0.0.0

　　在R1上抓包，查看對應發送的一類LSA

　　提示：可以看到在R1上抓包，明顯比上次抓到的包要多，其次在LSU中的一類LSA中，對應網路并沒有子網掩碼；對應網路的子網掩碼卻在另一個LSA中，該LSA型別為Network-LSA；除了有對應介面ip的子網掩碼外，二類LSA還描述了對應鏈路上有幾個路由器，它們的router ID；

　　在R1上查看自己發送的一類LSA內容

　　提示：在ma網路型別的Router-LSA中，Link ID是DR介面ip地址，Data為本地介面的ip地址；從上面的資訊可以看到，現在在R1發送的一類LSA中，并沒有包含對應網路的掩碼；其原因是在多路訪問網路中一類LSA并不足以描述清楚對應鏈路狀態；所以產生了2類LSA；

　　在R1上查看二類LSA資訊

　　提示：type表示LSA的型別，network表示二類LSA；LS id用來描述對應DR介面ip地址；adv rtr用來描述產生此二類LSA的路由器的router id，即DR的router id；net mask用來描述該網段的網路掩碼；attached router用來描述連接到該網段的路由器串列；基于上述欄位資訊，LS id和Net mask做與運算，即可算出該網路的ip網路號；上述資訊中我們可以看到DR所在路由器的router id為1.1.1.1，DR所在介面的ip地址為12.0.0.1；對應網路的子網掩碼為24，對應有兩臺路由器連接在這個多路訪問網路中；

　　驗證：查看DR是否是R1的g0/0/0介面？

　　提示：可以看到R1的g0/0/0介面就是DR，和上述的描述一樣；

　　查看lsdb

　　提示：現在R1的LSDB中，要比點到點網路中的LSDB要多一條二類LSA；

　　總結：在多路訪問網路中，光憑一類LSA并不能完全描述清楚對應介面鏈路狀態，需要借助二類LSA進行補充；對于二類LSA來說，它是由DR介面發出，主要目的是用來描述多路訪問網路上所連接路由器的串列，以及對應網路的子網掩碼；該型別LSA只會在對應網路所屬的區域內泛洪，不能跨區域；綜上所述，一類LSA和二類LSA都只能在對應介面所屬區域內泛洪，不能跨區域；對于一類LSA來說，是區域內的每個路由器產生，主要用來描述對應介面鏈路狀態集合；而二類LSA只會在多路訪問網路中產生，其原因是二類LSA是DR介面發出，主要用來描述多路訪問網路上所連接的路由器以及對應網路的掩碼；而只有在多路訪問網路中才會選舉DR，所以二類LSA只會在多路訪問網路中存在，對于點到點網路中不會存在二類LSA；也就是說在ospf里一類LSA是必須要產生的，對于是否有二類LSA產生，取決對應網路型別；

　　對于單區域，有一類LSA和二類LSA就能夠將對應網路描述清楚，對于多區域，ospf區域與區域間該如何傳遞路由資訊呢？

 　　實驗：如下拓撲配置ospf

　　R1的配置

sys
sys R1
int g0/0/0
ip add 12.0.0.1 24
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0
net 12.0.0.1 0.0.0.0

　　R2的配置

sys
sys R2
int g0/0/0
ip add 12.0.0.2 24
int g0/0/1
ip add 23.0.0.2 24
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0
net 12.0.0.2 0.0.0.0
area 1
net 23.0.0.2 0.0.0.0

　　R3的配置

sys
sys R3
int g0/0/0
ip add 23.0.0.3 24
ospf 1 router-id 3.3.3.3
area 1
net 23.0.0.3 0.0.0.0

　　在R2上查看lsdb

　　提示：可以看到在R2上查看lsdb就有兩個資料庫，在area 0和area 1中都多了一條sum-net型別的LSA；這兩條LSA都是由R2產生；

　　在R2上查看sum-net型別LSA內容

　　提示：型別為sum-net的LSA是三類LSA，其中LS id用來描述目標網路地址；ada rtr用來描述此LSA產生的路由器的router id；net mask用來描述對應目標網段的子網掩碼；通過上述的資訊，我們不難看到，該LSA就是在描述去往12.0.0.0/24的網路資訊；該LSA是由R2產生，其開銷為1；

　　在R1或R3上查看abr或asbr

　　提示：可以看到R2是abr（區域邊界路由器）；

　　區域間路由傳遞

　　提示：上述描述了三類LSA傳遞的程序；在area 1中RTD首先會發送一條一類LSA在區域1里泛洪（回環介面的網路型別是點到點型別，所以沒有二類LSA）其主要目的是描述自己有192.168.1.0/24網路介面，在RTB收到對應一類LSA以后，它一看自己有多個區域，所以它會把區域1里的一類LSA匯總，然后以三類LSA的格式向區域0發送；此時區域0中的其他路由器收到該型別LSA就會學習到對應去往192.168.1.0/24網路的路由，下一跳都指向對應路由器發送三類LSA的介面ip地址（RTB）；當區域0中的RTC收到RTB發送的三類LSA以后，它一看自己又連接著多個區域，此時RTC就會把RTB發送的LSA中宣告者（adv rtr）欄位修改成自己，然后再向區域2發送；此時區域2中的路由器收到此類LSA，就會把對應去往192.168.1.0/24網路的路由，下一跳指向RTC發送三類LSA的介面ip地址；對應192.168.2.0/24網路也是類似的程序；首先在區域2里是一類LSA，然后經過RTC，RTC就會以三類LSA向區域0發送，此時宣告者還是RTC，在經過RTB時，對應三類LSA的宣告者會被修改為RTB，然后再由RTB向區域1發送；我們可以理解三類LSA就是對應的路由資訊；一條三類的LSA只能描述一條路由資訊；所以區域間有多少個網段，對應就會發送多少條三類LSA；

　　總結：三類LSA是由ABR產生，其主要作用是描述和傳遞區域間的路由；該型別LSA會在所生成的區域內泛洪，再由其他區域的ABR重新生成；重新生成的目的是更換宣告者，以便其他路由器找到對應的宣告者；對于單純的ospf行程來說（除開外部路由），有了一類、二類LSA可以描述單區域路由，三類LSA可以描述區域間的路由；有了這三種型別LSA，對應ospf的lsdb，路由計算都可以正常完成；

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