基于Packet Tracer的OSPF多區(qū)域中LSA的類型研究

郭麗 劉海燕

摘要：OSPF路由協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)中被應用得較廣泛的路由協(xié)議。在大型網(wǎng)絡中，為了避免LSA通告太多、頻繁的SPF計算問題，OSPF采用區(qū)域的概念來劃分網(wǎng)絡。在不同區(qū)域中，路由器根據(jù)各自的角色生成不同的LSA，各種LSA協(xié)同工作，最終生成路由表。文章將針對實例對OSPF多區(qū)域中的LSA的類型進行分析研究。

關(guān)鍵詞：OSPF;多區(qū)域;LSA;ABR;ABSR

中圖分類號：TP393-4? ? ? ? 文獻標識碼： A

文章編號：1009-3044（2020）36-0001-02

1 區(qū)域的概念

OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優(yōu)先）協(xié)議是一種鏈路狀態(tài)（Link-state）路由協(xié)議。為減輕區(qū)域內(nèi)路由器的負擔，OSPF把大型網(wǎng)絡分隔為多個較小且可管理的單元，這個單元稱為區(qū)域（Area）。OSPF將網(wǎng)絡劃分成骨干區(qū)域 （Area 0）和非骨干區(qū)域。每個區(qū)域都有自己獨立的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，SPF路由計算獨立進行。在一個OSPF網(wǎng)絡中只能有一個骨干區(qū)域，區(qū)域號為0，可以有多個非骨干區(qū)域。骨干區(qū)域和非骨干區(qū)域之間相連的路由器叫作區(qū)域邊界路由器ABR，ABR把區(qū)域內(nèi)的路由轉(zhuǎn)換成區(qū)域間路由，傳播到其他區(qū)域。用來連接OSPF自治域系統(tǒng)與其他自治域系統(tǒng)的路由器稱為自治系統(tǒng)邊界路由器ASBR。

2 LSA的類型

LSA（Link-State Advertisement）叫鏈路狀態(tài)通告，運行OSPF協(xié)議的路由器通過交換LSA數(shù)據(jù)包，最終生成路由信息。LSA的類型共有11種，本文重點研究前5種，分別是LSA1，LSA2，LSA3，LSA4，LSA5。

LSA1也叫路由器LSA（Router LSA），由區(qū)域內(nèi)的路由器發(fā)出，描述的是路由器在該區(qū)域內(nèi)的直連鏈路的信息。LSA2也叫網(wǎng)絡LSA（Network LSA），由區(qū)域內(nèi)的DR發(fā)出的，描述其在該網(wǎng)絡上連接的所有路由器以及網(wǎng)段掩碼信息，以及這個DR本身。LSA3也叫網(wǎng)絡匯總LSA（Network Summary LSA），由ABR發(fā)出，描述的是AS內(nèi)部本區(qū)域外部某一網(wǎng)段的路由信息，包括子網(wǎng)掩碼，cost值等。LSA4也叫ASBR匯總LSA（ASBR Summary LSA），ABR發(fā)出的，用于通告ASBR信息。LSA5也叫自治系統(tǒng)外LSA（AS External LSA），用于引入外部路由，由ABSR產(chǎn)生。

3 OSPF多區(qū)域中LSA分析

3.1 拓撲設計

如圖1所示，在該拓撲中，R1的F0/0口和R2的F0/0口被劃分到OSPF的區(qū)域1中，R2的F0/1口和R3的F0/1口被劃分到骨干區(qū)域0中。R2連接area 0和area 1區(qū)域，所以R2為ABR。R3同時運行OSPF協(xié)議和RIP協(xié)議，用于連接兩個自治域系統(tǒng)，所以R3是ASBR。

3.2 LSA類型分析

3.2.1 LSA1

每個運行OSPF的路由器都會產(chǎn)生LSA1，LSA1包含了路由器在該區(qū)域內(nèi)的所有鏈路及鏈路類型，鏈路出站方向的cost值等，LSA1只允許在本區(qū)域內(nèi)泛洪，不會跨越ABR。在本實例中，R1，R2，R3都會產(chǎn)生LSA1，R1產(chǎn)生的LSA1，會發(fā)送到R2上，但不會跨越ABR（R2）發(fā)送到R3上。輸入命令show ip ospf database router可以查看路由器中LSA1的具體內(nèi)容。圖2為R1產(chǎn)生的LSA1。R1在本區(qū)域（區(qū)域1）內(nèi)有一條鏈路，LS Type為Router Links，即TYPE1，該LSA由路由器1.1.1.1產(chǎn)生，鏈路出站方向的cost值為1。

3.2.2? LSA2

LSA2存在于多路訪問網(wǎng)絡中，由DR產(chǎn)生，LSA2只在本區(qū)域Area內(nèi)泛洪，不允許跨越ABR。在本實例中，R1和R2之間的鏈路為多路訪問鏈路，并且R1是DR，所以R1會產(chǎn)生LSA2。并且將該LSA轉(zhuǎn)發(fā)給R2。 輸入命令show ip ospf database network可以查看路由器中LSA2的具體內(nèi)容。 圖3為R1產(chǎn)生的LSA2。該LSA描述了R1連接的路由器是2.2.2.2以及本身1.1.1.1，掩碼/24。

LSA1，LSA2共同生成本區(qū)域內(nèi)的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，使區(qū)域內(nèi)每個路由器的LSDB達到同步，生成標識為“O”的路由，解決區(qū)域內(nèi)部的通信問題。

3.2.3 LSA3

LSA3由ABR產(chǎn)生，ABR路由器將發(fā)送LSA3到一個區(qū)域，默認情況下，LSA3將通告區(qū)域內(nèi)的所有子網(wǎng)，不進行匯總。在本實例中，R2是ABR，ABR將會產(chǎn)生LSA3，將區(qū)域0的路由信息發(fā)至區(qū)域1，并且將區(qū)域1的路由信息發(fā)至區(qū)域0，輸入命令show ip ospf databse summary， 可以查看路由器中LSA3的具體內(nèi)容。 圖4為R2產(chǎn)生的LSA3。

從圖中可以看出，R2匯總area 0的路由信息（192.168.1.0/24網(wǎng)絡）發(fā)至R3，匯總area1的路由信息（192.168.2.0/24網(wǎng)絡）發(fā)至R1，此時R1和R3均可生成標識為“O IA”的路由區(qū)域間的路由。

LSA1，LSA2，LSA3共同實現(xiàn)了區(qū)域間的通信。

3.2.4 LSA4

LSA4由ABR生成，描述的是ABR能夠到達的ASBR。LSA4通告的是一個路由器而不是一個網(wǎng)絡。在本實例中， R2產(chǎn)生4 類 LSA，其中描述的是R2能夠到達到的ASBR即R3，并將該擴散至area 1，因此R1能夠通過ABR到達ASBR。通過show ip ospf database asbr-summary可以查看路由器中LSA3的具體內(nèi)容。 圖5為R2產(chǎn)生的LSA4。R2能夠到達ASBR R3，即3.3.3.3。

3.2.5 LSA5

LSA5描述了通往 OSPF 自治系統(tǒng)外的網(wǎng)絡的路由信息，它由 ASBR 產(chǎn)生，并且泛洪至整個自治域系統(tǒng)內(nèi)部。在本實例中，LSA5由R3產(chǎn)生，描述RIP的路由信息，該信息R1，R2均可收到，因此在R1，R2上會生成描述為“O E1”或“O E2 ”的路由。通過命令show ip ospf database external可以查看路由器中LSA5的具體內(nèi)容。 圖6為R3產(chǎn)生的LSA5。

從圖中可以看出，LSA5描述的是AS外部，也就是10.1.1.0網(wǎng)絡的路由信息。至此，在路由器上可生成全網(wǎng)路由。

4 結(jié)論

LSA1，LSA2可生成區(qū)域內(nèi)LSDB，從而生成區(qū)域內(nèi)路由，通過LSA1，LSA2，LSA3的計算，可生成所有ospf區(qū)域的路由，通過LSA1，LSA2，LSA3，LSA4，LSA5的計算，可以生成AS間的路由。LSA1通告的是鏈路狀態(tài)信息。LSA2和LSA4通告的是路由器。LSA3和LSA5通告的是路由信息，LSA4通告的是ABSR路由器。5類LSA共同生成全網(wǎng)路由信息。

參考文獻：

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【通聯(lián)編輯：梁書】