淺析OSPF協(xié)議中的七類LSA

◆張曉海 石 磊

?

淺析OSPF協(xié)議中的七類LSA

◆張曉海 石 磊

（大連理工大學(xué)城市學(xué)院計(jì)算機(jī)系 遼寧 116600）

OSPF協(xié)議（開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議），它采用SPF算法計(jì)算最短路徑樹，使用“開銷”作為路由度量。鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫用來保存當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在同一區(qū)域中各路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫是相同的。與RIP和BGP不相同的是，OSPF協(xié)議不使用TCP或者UDP協(xié)議，它是承載在IP協(xié)議之上，協(xié)議號(hào)為89，工作在OSI模型中的傳輸層。

華為；OSPF協(xié)議；鏈路狀態(tài)通告(LSA)

0 引言

隨著全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)也從以往的小型內(nèi)部網(wǎng)發(fā)展到如今超大規(guī)模的全球網(wǎng)。不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？梢允褂貌煌木W(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，如：小型網(wǎng)絡(luò)通常使用RIP、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)通常使用OSPF、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通常使用IS-IS、各個(gè)ISP之間使用BGP。在這里我們主要介紹OSPF中的常見LSA。OSPF協(xié)議中各個(gè)節(jié)點(diǎn)在創(chuàng)建鄰接關(guān)系時(shí)需要接收來自相鄰節(jié)點(diǎn)的LSA（鏈路狀態(tài)通告），它記錄了所有鏈路的鄰居和接口等信息。每個(gè)LSA相當(dāng)于一塊地圖碎片，每個(gè)節(jié)點(diǎn)收到來自其他相鄰節(jié)點(diǎn)傳來的LSA后，會(huì)在自身形成一個(gè)完整的路由地圖（路由表）。

1 LSA分析

表1 LSA頭部信息

LSA的類型介紹：（本文中DR是指指定路由器；IR是指區(qū)域內(nèi)路由器；BR是指骨干路由器；ABR是指邊界骨干路由器；ASBR是指自治系統(tǒng)邊界路由器）。

（1）一類LSA：路由器LSA

用于區(qū)域內(nèi)部路由計(jì)算，每臺(tái)路由器均會(huì)生成一份一類LSA在區(qū)域內(nèi)泛洪，不會(huì)被傳到其他區(qū)域內(nèi)。描述的是路由器所直連的所有鏈路信息。

每個(gè)一類LSA會(huì)包含多個(gè)LINK信息，每個(gè)LINK均會(huì)包含：

①Link ID：網(wǎng)絡(luò)號(hào)/DR IP地址/鄰居設(shè)備的RID

②Link data：子網(wǎng)掩碼/自己和DR相連的接口地址/自己接口的IP地址

③Link type：Subnet/transit/P2P

④Metric

在華為設(shè)備中可以通過display ospf lsdb //查看OSPF鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。

（2）二類LSA：網(wǎng)絡(luò)LSA

在MA網(wǎng)絡(luò)中由DR設(shè)備生成，描述偽節(jié)點(diǎn)所連接的所有設(shè)備信息，以及偽節(jié)點(diǎn)所處的網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼信息。LS ID為DR的IP地址，在OSPF區(qū)域內(nèi)泛洪。

（3）三類LSA：網(wǎng)絡(luò)聚合LSA

由ABR設(shè)備生成，將鏈路信息轉(zhuǎn)換成路由信息傳入其他區(qū)域，只在生成的區(qū)域內(nèi)傳遞。描述的是ABR到達(dá)其他區(qū)域的路由信息。LSID為所描述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，ABR設(shè)備必須先是BR,連接在骨干區(qū)域。

（4）四類LSA：ASBR聚合LSA

由ABR設(shè)備生成，來描述其他區(qū)域的ASBR信息。常與5類LSA結(jié)合使用，用于計(jì)算外部路由。

①LS-ID：ASBR-RID

②Adv：ABR-RID

③Metric：ABR去往ASBR開銷

（5）五類LSA：自治系統(tǒng)外部LSA

表示OSPF注入的外部路由信息，由ASBR設(shè)備生成，在AS范圍內(nèi)傳遞（特殊區(qū)域不傳遞），LSID為網(wǎng)絡(luò)地址。生成的路由在路由表中顯示為O_ASE，路由優(yōu)先級(jí)為150。如果在區(qū)域內(nèi)存在多個(gè)ABR設(shè)備，由RID數(shù)值較大設(shè)備進(jìn)行7轉(zhuǎn)5。將外部路由引入的設(shè)備是ASBR。

（6）六類LSA：組成員LSA（目前已經(jīng)不使用）

（7）七類LSA：NSSA外部LSA

在非純末梢區(qū)域（NSSA）內(nèi)始發(fā)于ASBR路由器的LSA。NSSA外部LSA也由ASBR產(chǎn)生，內(nèi)容幾乎和五類LSA相同，但它專用于NSSA區(qū)域和Totally NSSA區(qū)域連接的ASBR向NSSA區(qū)域內(nèi)泛洪外部AS的路由。LSID為所描述的外部路由網(wǎng)絡(luò)號(hào)。不會(huì)接受其他區(qū)域傳來的LSA5。

2 OSPF中的特殊區(qū)域

OSPF協(xié)議定義這些區(qū)域的目的是精簡(jiǎn)LSDB中LSA的數(shù)量，同時(shí)也精簡(jiǎn)路由表中的路由條目數(shù)量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)性能的目的，以及增強(qiáng)協(xié)議的適應(yīng)和拓展能力。

2.1末梢區(qū)域

Stub區(qū)域不允許Type-4和Type-5 LSA進(jìn)入，該區(qū)域會(huì)通過Type-3 LSA所表示的缺省路由訪問AS外部目的地。在末梢區(qū)域邊界的ABR路由器使用三類LSA向本區(qū)域通告缺省路由，而且此路由不會(huì)被通告到這個(gè)區(qū)域的外部去。

2.2完全末梢區(qū)域

在Stub區(qū)域的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拒絕接收除缺省路由之外的域間路由信息，即禁止Type-3 LSA進(jìn)入該區(qū)域。該區(qū)域使用默認(rèn)路由去往AS外部，并且使用此路由去往區(qū)域外部的所有地址。

2.3非純末梢區(qū)域

可以將外部路由以Type-7 LSA的方式引進(jìn)本區(qū)域，這些Type-7 LSA將在本區(qū)域的ABR路由器上被轉(zhuǎn)換為Type-5 LSA并泛洪到其他OSPF區(qū)域中。NSSA區(qū)域不允許Type-4 和Type-5 LSA進(jìn)入，該區(qū)域會(huì)通過Type-3 LSA所表示的缺省路由訪問AS外部目的地。

3 總結(jié)

本文分析了OSPF算法中的鏈路狀態(tài)通告，并且指出了不同類型LSA的適用場(chǎng)景，LSA是OSPF協(xié)議中的重要組成部分，在學(xué)習(xí)OSPF協(xié)議時(shí)需要深刻理解不同LSA之間的關(guān)系以及它們應(yīng)該出現(xiàn)的場(chǎng)景。OSPF協(xié)議使用SPF算法從而杜絕了環(huán)路的出現(xiàn)，并且在網(wǎng)絡(luò)中部署OSPF協(xié)議能夠明顯提升網(wǎng)絡(luò)的收斂速度，能夠在較短時(shí)間內(nèi)將路由信息的變化傳遞到整個(gè)自治系統(tǒng)，因此在部署大中型局域網(wǎng)時(shí)，采用OSPF算法較為合適。

表2 各類LSA信息匯總

[1]HCNP路由交換學(xué)習(xí)指南.人民郵電出版社，2016.

[2]網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與路由.清華大學(xué)出版社，2005.

[3]計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第六版）.電子工業(yè)出版社，2013.