开放最短路径优先 - OSPF【LSA详细】

LSA的头部结构

LSA类型

LSA数据包

LSA的主要作用是传递路由信息。

LSA的头部结构

共占20个字节，不同类型的LSA头部字段部分都是相同的。

链路状态老化时间(Link-State Age)
- 2个字节。指示该条LSA的老化时间，即它存在了多长时间，单位为秒。
- 正常情况下，一条LSA的存在时间为1800秒。计时达到1800秒时归零，开始重新计时。
- 最大老化时间为3600秒。当一条LSA计时达到3600秒时，会被认定为失效，将从本地LSDB中删除。
- 当网络拓扑变更时，有关的LSA不论计时多少，都将会立即更新。
可选项(Options)
- 1个字节。每一个比特位都对应了OSPF 所支持的某种特性。和hello包中的一样，包含特殊区域标记。
  - E：是否允许泛洪AS-External-LSA（5类LSA）。
  - MC：转发IP组播报文。
  - N/P：处理Type-7 LSA。
  - DC：处理按需链路。
链路状态类型(Link-State Type)
- 1个字节。指示本条LSA的类型。每种 LSA用于描述OSPF 网络的某个部分，所有的LSA类型都定义了相应的类型编号。
  - Type1：Router-LSA
  - Type2：Network-LSA
  - Type3：Network-summary-LSA
  - Type4：ASBR-summary-LSA
  - Type5：AS-External-LSA
  - Type7：NSSA-LSA
链路状态ID(Link-State ID)
- 4个字节。LSA的标识。不同的LSA类型，对该字段的定义是不同的。作用是与LSA数据包中的LS Type和LSA description一起描述一个LSA。
通告路由器（Advertising Router)
- 4个字节。始发路由器，产生该LSA的路由器的Router-ID。
链路状态序列号(Link-Sate Sequence Number)
- 4个字节。该LSA的序列号，该字段用于判断LSA的新旧或是否存在重复。一般存储在LSDB中的LSA的序列号都是最新的。
链路状态校验和(Link-State Checksum)
- 2个字节。验证数据真实性。
- 校验和会参与LSA的新旧比较。当两条LSA三元组相同，并且序列号也相同时，则可以使用校验和比较，和大的认定为新。
长度(Length)
- 2个字节。一条LSA的总长度（包括包头）。

LSA类型

这里只介绍6种常用LSA。

Router-LSA（1类）
- 描述区域内部每一个路由器与其直连的路由器的链路信息（包括链路类型、开销值等）。
- 这类LSA仅在区域内传递。
- 每一台路由器都会产生这类LSA。
Network-LSA（2类）
- 描述区域内的MA网络（广播网络、NBMA网络）链路的路由器及掩码信息，仅在区域内部传输。
- 仅在区域内传输。
- 只由DR产生。
Summary-LSA（3类）
- 在整个OSPF区域内，描述其他区域的链路信息。
- 以子网形式传播，类似于转递路由信息。
- 只由ABR产生。
- 该类LSA跨区域传播时，因转发时的通告路由器不同，故与非跨区域传输情况下相比，虽然描述的是同样的信息，但不是同一条LSA。
Asbr-summary-LSA（4类）
- 描述到ASBR的信息。
- 只由ABR产生，且在ASBR本区域内的路由器不会产生到达该ASBR设备的4类LSA。
AS-extenal-LSA（5类）
- 传递域外路由信息。
- 描述AS外部引入的路由信息，会传播到AS内的所有区域（除特殊区域）。
- 只由ASBR产生。
- 5类LSA生成的路由信息标志为O_ASE，优先级为150。
NSSA-LSA（7类）
- 描述在NSSA区域引入的AS外部路由信息。
- 由NSSA区域的自治域边界路由器ASBR产生。
- 只出现在NSSA和Totally-NSSA区域，不进入区域0（骨干区域）。
- 7类LSA生成的路由信息标志为O_NSSA，优先级为150。

LSA数据包

1类LSA（Router-LSA）

该类型LSA头部中的链路状态ID(Link-State ID)为生成LSA的Router ID。

0（无含义）
标志位
- V位（Virtual Link Endpoint Bit）：如果该位置为1，表示该路由器为Virtual Link的端点。路由器启用虚链路功能，该位会被置为1。
- E位（External Bit）：该位置为1，则表示该路由器为自治系统边界路由器（ASBR）。
- B位（Border Bit）：该位置为1，则表示该路由器为区域边界路由器（ABR）。
0（无含义）
链路数量（links）
- 该条LSA描述的链路信息数量，包括路由器上处于某区域中的所有链路和接口。
链路ID（Link ID）
- 路由器所接入的目标，其值取决于连接的类型。
- 当链路类型为Trans net时
  - 该字段为本网络的DR的IP地址。
- 当链路类型为P2P时
  - 该字段为该网段对端的路由器的Router id。
- 当链路类型为末梢网络时
  - 该字段为该网段的网络地址。
- 当链路类型为虚拟链路时
  - 该字段为虚链路邻居的Router id。
链路数据（Link Data）
- 连接数据，其值取决于连接的类型。
- 当链路类型为Trans net时
  - 该字段为本路由器在该网段的IP地址。
- 当链路类型为P2P时
  - 该字段为本路由器在该网段的与对端路由器相连的接口IP地址。
- 当链路类型为末梢网络时
  - 该字段为该网段的子网掩码。
- 当链路类型为虚拟链路时
  - 该字段为去往该虚连接邻居的本地接口的IP地址。
链路类型（Type）
- 描述该接口的二层类型
  - 值为1表示该路由器是点到点连接到另一台路由器，即P2P网络（PPP）。
  - 值为2表示该路由器是连接到传输网络，即Trans net网络（NBMA或者广播网络）。
  - 值为3表示该路由器是连接到stub网络，即末梢网络（P2P或者环回口，由Data中的子网掩码判断具体类型，只有环回口能有32位的掩码）。
  - 值为4表示是虚拟链路（虚链路）。
TOS的数量
- 连接不同的TOS数量。
度量值（metric）
- 链路的开销值。
TOS
- 服务类型。
0（无含义）
TOS度量（TOS metric）
- 和指定TOS值相关联的度量。
链路ID、链路数据……
- 描述下一条链路信息。

2类LSA（Network-LSA）

该类型LSA头部中的链路状态ID(Link-State ID)为DR的接口IP地址。

网络掩码（Network Mask）
- 该MA网络中的网络地址掩码信息。
连接路由器（Attached Router）
- 连接在同一个网络上的所有路由器的Router ID。如果有多台路由器接入 MA 网络，就使用多个字段描述。

3类LSA（Summary-LSA）和4类LSA（Asbr-summary-LSA）

3类和4类LSA具有相同的格式，它们都是由ABR产生。

Summary-LSA中，LSA头部中的链路状态ID(Link-State ID)为通告的网络地址。

ASBR Summary LSA中，LSA头部中的链路状态ID(Link-State ID)表示ASBR的Router ID。

网络掩码（Network Mask）
- Summary-LSA中，该MA网络中的网络地址掩码信息。
- ASBR-Summary-LSA中，此字段无意义，设置为0.0.0.0（RFC规定）。
度量值（metric）
- Summary-LSA中，为ABR到达目的地址的开销值。
- ASBR-Summary-LSA中，为ABR 自己到达 ASBR 的开销值。
TOS
- 服务类型。
TOS metric
- 和指定TOS值相关联的度量。
注意
- 在通告缺省路由时，Link State ID和Network Mask都设置为0.0.0.0。

5类LSA（AS-External-LSA）

该类型LSA头部中的链路状态ID(Link-State ID)为通告的网络地址。

网络掩码（Network Mask）
- 通告的目的地址掩码信息。
E
- 外部度量值类型
  - 0代表为第一类外部路由。
  - 1代表为第二类外部路由。
度量值（metric）
- 到达目的地址的开销值。
转发地址（Forwarding Address）
- 到所通告的目的地址的报文将被转发到这个地址。
- 该字段如果非0，数据包直接发往FA地址（通常为ASBR的下游接口地址），如果为0，数据包发往ASBR的Router ID。
外部路由标签（External Route Tag）
- 添加到外部路由上的标记。OSPF本身并不使用这个字段，它可以用来对外部路由进行管理（如与路由策略配合等）。
TOS
- 服务类型。
TOS metric
- TOS附加的距离信息。
注意
- AS-External-LSA的LSA可以用来通告缺省路由，此时Link State ID和Network Mask都设置为0.0.0.0。