鏈路狀態(tài)和LSA的理解

鏈路狀態(tài)信息的理解

OSPF作為鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，不直接傳遞各路由器的路由表，而傳遞鏈路狀態(tài)信息，各路由器基于鏈路狀態(tài)信息獨(dú)立計算路由。所有路由器各自維護(hù)一個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。鄰居路由器間先同步鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，再各自基于SPF（Shortest Path First）算法計算最優(yōu)路由，從而提高收斂速度
所謂Link State（鏈路狀態(tài)）指的就是路由器的接口狀態(tài)。在OSPF中路由器的某一接口的鏈路狀態(tài)包含了如下信息
① 該接口的IP地址及掩碼
② 該接口的帶寬（開銷）
③ 該接口所連接的鄰居
④ 鏈路的類型
OSPF路由器同步的是最原始的鏈路狀態(tài)信息，而且對于鄰居路由器發(fā)來的鏈路狀態(tài)信息，僅作轉(zhuǎn)發(fā)。最終所有路由器都將擁有一份相同且完整的原始鏈路狀態(tài)信息

LSA頭部理解

LSA（Link State Advertisement）是路由器之間鏈路狀態(tài)信息的載體。LSA是LSDB的最小組成單位，也就是說LSDB由一條條LSA構(gòu)成的。所有的LSA都擁有相同的頭部，關(guān)鍵字段的含義如下：
? LS age：此字段表示LSA已經(jīng)生存的時間，單位是秒。3600s為老化時間，從lsdb中清除 通告的時候是0開始增長 更新時間1800s通告一次（通過LSU維護(hù)更新狀態(tài)）
? LS type：此字段標(biāo)識了LSA的格式和功能。常用的LSA類型有五種
? Link State ID：此字段是該LSA所描述的那部分鏈路的標(biāo)識，例如Router ID等
? Advertising Router：此字段是產(chǎn)生此LSA的路由器的Router ID
? LS sequence number：此字段用于檢測舊的和重復(fù)的LSA。32位有符號數(shù) 默認(rèn)從0x80000001開始 最大0x7fffffff

如何標(biāo)識唯一一條LSA

LS type，Link State ID和Advertising Router的組合共同標(biāo)識一條LSA

如何比較一條LSA的新舊

1.如序列號越大越新
① 當(dāng)路由器生成一條新的LSA時，使用序列號0x80000001做為該LSA的初始序列號，此后，每次更新該LSA，序列號加1
2.比較checksum 越大越新
3.比較age 越小越新
① 如果age=max age即3600s認(rèn)為該條lsa是最新的立即更新
② 每條LSA都有一個年齡字段，LSA駐留在OSPF的數(shù)據(jù)庫中，已經(jīng)LSA的傳播過程中年齡字段不斷增加。OSPF有一個MaxAgeDiff的值，如果兩條LSA的序列號相同，而年齡不同，如果年齡差值超過MaxAgeDiff值，那么認(rèn)為是不同的兩條LSA，將進(jìn)行更新過程。如果小于MaxAgeDiff值，那么認(rèn)為是相同的LSA，將丟棄后續(xù)收到的那條LSA
③ OSPF還有一個MaxAge的值，如果LSA的年齡超過該值，那么這條LSA會被從數(shù)據(jù)庫中清除，并將該老化的LSA擴(kuò)散出去，導(dǎo)致從所有的路由器數(shù)據(jù)庫中清除
LSRefeshTime是LSA的定期刷新定時器，該定時器控制定期刷新LSA
MaxAgeDiff 15分鐘
MaxAge 1小時
LSRefeshTime 30分鐘

OSPF更新機(jī)制

定時更新

OSPF為每個LSA條目維持一個老化計時器（3600s），當(dāng)計時器超時，此LSA將從LSDB中刪除
為了防止LSA條目達(dá)到最大生存時間而被刪除，OSPF通過定期更新（每1800s刷新一次）機(jī)制來刷新LSA。OSPF路由器每1800s會重新生成LSA，并通告給其他路由器

觸發(fā)更新

當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化后，路由器立即發(fā)送更新消息，其他路由器收到更新消息后立即進(jìn)行路由計算，快速完成收斂

OSPF的SPF算法

在同一個區(qū)域當(dāng)中，OSPF使用SPF算法來實(shí)現(xiàn)破除環(huán)路和最優(yōu)路徑的計算，其中在一個OSPF區(qū)域里面會有Router-LSA(LSA-1)和Network-LSA（LSA-2）泛洪，Router-LSA(LSA-1)由每一臺運(yùn)行OSPF的路由器為每一個區(qū)域產(chǎn)生一份LSA，Network-LSA（LSA-2）由MA網(wǎng)絡(luò)里面的DR產(chǎn)生

Router-LSA(LSA-1)

描述P2P網(wǎng)絡(luò)

每臺OSPF路由器使用一條Router-LSA描述本區(qū)域內(nèi)的鏈路狀態(tài)信息
? LSA頭部的三個字段含義如下
① Type：LSA類型，Router代表是LSA-1
② LS id：鏈路狀態(tài)ID（也就是產(chǎn)生該LSA的Router ID）
③ Adv rtr：產(chǎn)生此Router-LSA的路由器Router ID


一條Router-LSA可以描述多條鏈路，每條鏈路描述信息由Link ID，Data，Link Type和Metric組成，其關(guān)鍵字含義如下
? Link Type：鏈路類型，Router LSA描述的鏈路類型主要有4種
① Point-to-Point：描述一個從本路由器到鄰居路由器之間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈接，屬于拓?fù)湫畔?br />② TransNet：描述一個從本路由器到一個Transit網(wǎng)段（例如MA網(wǎng)段或者NBMA網(wǎng)段）的鏈接，屬于拓?fù)湫畔?br />③ StubNet：描述一個從本路由器到一個Stub網(wǎng)段（例如Loopback接口）的鏈接，屬于路由信息
? Link ID：此鏈路的對端標(biāo)識，不同鏈路類型的Link ID表示的意義也不同
? Data：用于描述此鏈路的附加信息，不同的鏈路類型所描述的信息也不同
? Metric：描述此鏈路的開銷

描述MA網(wǎng)絡(luò)

在描述MA網(wǎng)絡(luò)類型的Router-LSA中，Link ID為DR的接口IP地址，Data為本地接口的IP地址
RTB、RTC、RTE之間通過以太鏈路互連，以RTC產(chǎn)生的LSA為例，Link ID為DR的接口IP地址（10.1.235.2），Data為本地路由器連接此MA網(wǎng)絡(luò)的接口IP地址（10.1.235.3），Link Type為TransNet，Metric表示到達(dá)DR的開銷值
TransNet描述的鏈接中僅包括與DR的連接關(guān)系及開銷，沒有網(wǎng)絡(luò)號/掩碼及共享鏈路上其他路由器的任何信息


LSA-1的總結(jié)

Network-LSA

MA共享網(wǎng)段或NBMA共享網(wǎng)段中網(wǎng)絡(luò)號/掩碼及路由器間的鏈接關(guān)系，可以通過Network-LSA來呈現(xiàn)。在Network-LSA中關(guān)鍵字的含義如下


① Type：LSA類型，Network-LSA是二類LSA
② LS id：DR的接口IP地址
③ Adv rtr：產(chǎn)生此Network-LSA的路由器Router ID，即DR的Router ID
④ Net mask：該網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)掩碼
⑤ Attached Router：連接到該網(wǎng)段的路由器列表，呈現(xiàn)了此網(wǎng)段的拓?fù)湫畔?br />基于上述字段表達(dá)的信息，Ls id和Net mask做與運(yùn)算，即可得出該網(wǎng)段的IP網(wǎng)絡(luò)號，另外，從DR路由器到其所連接的路由器的開銷為0
從Attached Router部分可以看出，2.2.2.2、3.3.3.3、5.5.5.5共同連接到該共享MA網(wǎng)段中，DR路由器為2.2.2.2，網(wǎng)絡(luò)號10.1.235.0，掩碼255.255.255.0

實(shí)戰(zhàn)演練

計算最短路徑樹－物理拓?fù)?/h4>

由LSDB描述的有向圖

描述RTA的LSA計算完成后的SPF樹

最終的最短路徑樹

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的OSPF协议---进阶篇的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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