HCNP Routing&Switching之OSPF LSA类型

　　前文我们了解了OSPF中的虚连接相关话题，回顾请参考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15202348.html；今天我们来聊一聊OSPF数据包中LSA类型相关话题；

　　我们知道OSPF的核心就是通过LSA建立LSDB数据库，然后根据SPF算法从LSDB数据库中的内容计算出对应的路由；其中LSA并不是ospf的数据包类型，它存在于LSU当中；对于不同类型的LSA，其作用和内容也各不相同；

　　LSA头部

　　提示：LSA是ospf链路状态信息的载体，是LSDB的最小组成单位，即lsdb是由一条条LSA构成的；所有的LSA都拥有相同的头部；其中LS age表示LSA已经生存的时间，单位是秒，默认这个字段会每半个小时更新一次，即1800秒就会更新一次LSA；LS type字段主要用于标识LSA的格式和功能，对于不同类型的LSA其格式和功能各不相同，常用的LSA类型有五种；Link State ID用于描述该LSA所描述的链路的标识；advertising Router用于描述产生该LSA的路由器的router ID；LSsequence number用于检测旧的和重复的LSA；LS type，Link State ID和Advertising Router这三个字段共同标识了一条LSA，即LSA判断是否一样，就看这三个字段是否一样；

　　Router—LSA描述P2P网络

　　实验：如下拓扑，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

　　验证：在R1上抓包，看看对应LSU中的LSA的类型和内容

　　提示：从上面的抓包信息可以看到，对应LSU中LSA的类型为Router-LSA；描述的是1.1.1.1这条链路的信息；其中该LSA是由1.1.1.1这台路由器发出的；该LSA里包含了两条链路，一条是12.0.0.0，掩码是24，开销为48；一条是1.1.1.1，掩码为32，开销为0；当然这些是我们用抓包软件上抓到的ospf LSU中的内容；我们也可以用命令在对应路由器上查看；

　　在R1上查看自己发送的LSA内容

　　提示：type是用于描述LSA的类型；其中Router表示一类LSA，该LSA是由路由器自己产生，主要用于描述自身所在区域链路状态信息；ls id表示链路状态的ID；adv rtr用于描述产生此LSA的路由器router id ;第一个link ID表示邻居路由器的router id；data表示宣告该路由LSA的路由器接口ip地址；link type用于描述对应链路的网络类型，metric用于描述对应链路的开销；后面的link id用于描述对应的路由信息，其中link id用于描述对应子网的ip地址，data表示掩码，metric用来描述开销；这里需要注意一点，链路类型并不是ospf定义的始终网络类型，router LSA描述的链路类型有，P2P(Point-to-point点到点类型)；transnet是描述一个从本路由器到一个transit网段的连接；例如多路访问的网段信息；stubnet是描述一个从本路由器到一个stu网段（例如到回环接口）的连接；

　　查看lsdb数据库

　　提示：可以看到对应lsdb数据库就只有两条信息其类型为router，即一类LSA；一条是R1发送的一条是R2发送的，有了这两条信息，ospf就可以根据里面的内容，构建出对应的路由；

　　查看ospf路由

　　提示：ospf根据lsdb中的LSA计算出对应的路由信息；从上面的实验可以看到，对于点到点类型的链路，只需要用类型1的lsa就把对应网络描述清楚了；

　　总结：一类LSA是每个路由器都会发送的LSA，其主要作用描述对应路由器接口所在区域的端口链路状态的集合；该LSA只在所描述的区域内泛洪，不能跨区域；对于点到点类型的链路，一类LSA就足以描述清楚对应接口链路状态；

　　Router-LSA描述MA网络（多路访问网络）

　　实验：如下拓扑，配置ospf

　　提示：该拓扑和上面的拓扑没有太大的去边，唯一的区别是对应链路类型发生了变化，此拓扑链路类型就是BMA（广播多路访问）；

　　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：这里的接口不是串口，而是以太网接口；

　　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，查看对应发送的一类LSA

　　提示：可以看到在R1上抓包，明显比上次抓到的包要多，其次在LSU中的一类LSA中，对应网络并没有子网掩码；对应网络的子网掩码却在另一个LSA中，该LSA类型为Network-LSA；除了有对应接口ip的子网掩码外，二类LSA还描述了对应链路上有几个路由器，它们的router ID；

　　在R1上查看自己发送的一类LSA内容

　　提示：在ma网络类型的Router-LSA中，Link ID是DR接口ip地址，Data为本地接口的ip地址；从上面的信息可以看到，

现在在R1发送的一类LSA中，并没有包含对应网络的掩码；其原因是在多路访问网络中一类LSA并不足以描述清楚对应链路状态；所以产生了2类LSA；

　　在R1上查看二类LSA信息

　　提示：type表示LSA的类型，network表示二类LSA；LS id用来描述对应DR接口ip地址；adv rtr用来描述产生此二类LSA的路由器的router id，即DR的router id；net mask用来描述该网段的网络掩码；attached router用来描述连接到该网段的路由器列表；基于上述字段信息，LS id和Net mask做与运算，即可算出该网络的ip网络号；上述信息中我们可以看到DR所在路由器的router id为1.1.1.1，DR所在接口的ip地址为1.1.1.1；对应网络的子网掩码为24，对应有两台路由器连接在这个多路访问网络中；

　　验证：查看DR是否是R1的g0/0/0接口？

　　提示：可以看到R1的g0/0/0接口就是DR，和上述的描述一样；

　　查看lsdb

　　提示：现在R1的LSDB中，要比点到点网络中的LSDB要多一条二类LSA；

　　总结：在多路访问网络中，光凭一类LSA并不能完全描述清楚对应接口链路状态，需要借助二类LSA进行补充；对于二类LSA来说，它是由DR接口发出，主要目的是用来描述多路访问网络上所连接路由器的列表，以及对应网络的子网掩码；该类型LSA只会在对应网络所属的区域内泛洪，不能跨区域；综上所述，一类LSA和二类LSA都只能在对应接口所属区域内泛洪，不能跨区域；对于一类LSA来说，是区域内的每个路由器产生，主要用来描述对应接口链路状态集合；而二类LSA只会在多路访问网络中产生，其原因是二类LSA是DR接口发出，主要用来描述多路访问网络上所连接的路由器以及对应网络的掩码；而只有在多路访问网络中才会选举DR，所以二类LSA只会在多路访问网络中存在，对于点到点网络中不会存在二类LSA；也就是说在ospf里一类LSA是必须要产生的，对于是否有二类LSA产生，取决对应网络类型；

　　对于单区域，有一类LSA和二类LSA就能够将对应网络描述清楚，对于多区域，ospf区域与区域间该如何传递路由信息呢？

　　实验：如下拓扑配置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就有两个数据库，在area 0和area 1中都多了一条sum-net类型的LSA；这两条LSA都是由R2产生；

　　在R2上查看sum-net类型LSA内容

　　提示：类型为sum-net的LSA是三类LSA，其中LS id用来描述目标网络地址；ada rtr用来描述此LSA产生的路由器的router id；net mask用来描述对应目标网段的子网掩码；通过上述的信息，我们不难看到，该LSA就是在描述去往12.0.0.0/24的网络信息；该LSA是由R2产生，其开销为1；

　　在R1或R3上查看abr或asbr

　　提示：可以看到R2是abr（区域边界路由器）；

　　区域间路由传递

　　提示：上述描述了三类LSA传递的过程；在area 1中RTD首先会发送一条一类LSA在区域1里泛洪（回环接口的网络类型是点到点类型，所以没有二类LSA）其主要目的是描述自己有192.168.1.0/24网络接口，在RTB收到对应一类LSA以后，它一看自己有多个区域，所以它会把区域1里的一类LSA汇总，然后以三类LSA的格式向区域0发送；此时区域0中的其他路由器收到该类型LSA就会学习到对应去往192.168.1.0/24网络的路由，出接口都指向对应路由器发送三类LSA的接口（RTB）；当区域0中的RTC收到RTB发送的三类LSA以后，它一看自己又连接着多个区域，此时RTC就会把RTB发送的LSA中宣告者（adv rtr）字段修改成自己，然后再向区域2发送；此时区域2中的路由器收到此类LSA，就会把对应去往192.168.1.0/24网络的路由，出接口指向RTC发送三类LSA的接口；对应192.168.2.0/24网络也是类似的过程；首先在区域2里是一类LSA，然后经过RTC，RTC就会以三类LSA向区域0发送，此时宣告者还是RTC，在经过RTB时，对应三类LSA的宣告者会被修改为RTB，然后再由RTB向区域1发送；我们可以理解三类LSA就是对应的路由信息；一条三类的LSA只能描述一条路由信息；所以区域间有多少个网段，对应就会发送多少条三类LSA；

　　总结：三类LSA是由ABR产生，其主要作用是描述和传递区域间的路由；该类型LSA会在所生成的区域内泛洪，再由其他区域的ABR重新生成；重新生成的目的是更换宣告者，以便其他路由器找到对应的宣告者；对于单纯的ospf进程来说（除开外部路由），有了一类、二类LSA可以描述单区域路由，三类LSA可以描述区域间的路由；有了这三种类型LSA，对应ospf的lsdb，路由计算都可以正常完成；