網(wǎng)絡(luò)工程CCNPOSPF路由協(xié)議筆記

1、三、LSA Li nk-State Advertiseme nt（鏈路狀態(tài)通告）OSPF五個(gè)包1. Hello : 9項(xiàng)內(nèi)容，4個(gè)必要2. DBD :數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)包（主要描述始發(fā)路由器數(shù)據(jù)庫中的一些或者全 部LSA信息），主要包括接口的MTU，主從位MS，數(shù)據(jù)庫描述序列號(hào)等）；3. LSR :鏈路狀態(tài)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包（查看收到的 LSA是否在自己的數(shù)據(jù)庫，或 是更新的LSA，如果是將向鄰居發(fā)送請(qǐng)求）；4. LSU :鏈路狀態(tài)更新數(shù)據(jù)包（用于LSA的泛洪擴(kuò)散和發(fā)送LSA去響應(yīng)鏈 路狀態(tài)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包）；5. LSACK :鏈路狀態(tài)確認(rèn)數(shù)據(jù)包（用來進(jìn)行LSA可靠的泛洪擴(kuò)散，即對(duì)可 靠包的確認(rèn)）。HELLO

2、Hello報(bào)文包含的12項(xiàng)重要信息1 : Router ID ;一般使用路由器接口上最大的 IP地址，如果有l(wèi)oopback接口 則使用loopback接口地址或其中最大的地址。router ID的接口并不一定要參與 OSPF。Router ID也可以自行隨意指定。Area ID，區(qū)域 ID ；au type，認(rèn)證類型； authentication，認(rèn)證信息； netmask，網(wǎng)絡(luò)掩碼；Hello interval，接口的 hello 間隔時(shí)間；Options，可選項(xiàng)標(biāo)記，共有5位。Rtr pri，路由器的優(yōu)先級(jí)，其實(shí)是接口的優(yōu)先級(jí)；Dead interval，接口的dead間隔時(shí)間，是he

3、llo時(shí)間的4倍;2345678910 : Designated Router，指定路由器 DR，11 : Backup designated router，備份指定路由器；12 : Neighbor，路由器有效鄰居的路由器ID ；Hello報(bào)文還有5大功能1 : Hello報(bào)文用來發(fā)現(xiàn)鄰居路由器；（發(fā)現(xiàn)鄰居）2 :通過Hello報(bào)文攜帶的參數(shù)來協(xié)商是否能夠成為鄰居；（建立鄰居）a）區(qū)域ID相同；b）hello , dead 時(shí)間一致;c）認(rèn)證，認(rèn)證密碼一致；d）區(qū)域性質(zhì)一致（例都是普通區(qū)域，或者都是末節(jié)區(qū)域等等）。3 : Hello報(bào)文的參數(shù)協(xié)商通過后，鄰居處于 2-way狀態(tài)；（確保雙向通

4、訊）4 : Hello報(bào)文定期發(fā)送，探測(cè)鄰居是否存在，充當(dāng) keepalive的角色；（維持 鄰居關(guān)系）5 : Hello報(bào)文用來選舉DR和BDR，在廣播型網(wǎng)絡(luò)和 NBMA網(wǎng)絡(luò)中。（選舉出DR和BDR后，該網(wǎng)段上的每個(gè)路由器都會(huì)與DR和BDR形成鄰接關(guān)系）1、 LSA里面的信息包括自己的RID，鄰居的RID，我到這條鏈路的帶寬，我的鄰居到這條鏈路的帶 寬，路由條目，掩碼等信息（即有關(guān)鄰居和通道成本的信息）。2、LSA類型和作用LSA 類型 1:【路由器 LSA RouterLSA O OSPF 】本area內(nèi)的路由器通過類型1LSA學(xué)習(xí)到的路由條目 “ O”示。此類型的LSA是AS內(nèi)任何路由器

5、都發(fā)送的LSA，本條LSA通告了發(fā)送者 路由器所連接的鏈路的狀態(tài)和代價(jià)，該 LSA只會(huì)在本area內(nèi)flooding，不 會(huì)發(fā)送至其他area， 會(huì)在路由表內(nèi)以字母LSA NetworkLSA O OSPF 】LSA類型2:【網(wǎng)絡(luò)此類型的LSA是由當(dāng)前區(qū)域內(nèi)的DR （指定路由器）發(fā)出，DR通過flooding 類型2LSA到area內(nèi)所有的路由器，使DRother知道網(wǎng)絡(luò)路徑以及與之相連的所有路由器的類型 2LSA。本LSA只在本area內(nèi)flooding。LSA 類型 3:【網(wǎng)絡(luò)匯總 LSA NetworkSummaryLSA IA OSPF】此類型的LSA是由ABR始發(fā)，類型3LSA包括了

6、與ABR相連的area內(nèi)的 所有鏈路狀態(tài)，通過骨干區(qū)域 areaO發(fā)送到其他區(qū)域。類型3LSA宣告的鏈 路代價(jià)是所有鏈路代價(jià)中代價(jià)最低的條目。通過類型 3LSA學(xué)習(xí)到的路由條 目，會(huì)在路由表內(nèi)以AI表示。LSA 類型 4:【ASBR 匯總 LSA ASBRSummaryLSA IA OSPF】此類型的LSA由ABR始發(fā)，注意，不是由ASBR始發(fā)的。類型4的LSA 包括了 ASBR的具體位置，以及ASBR的可達(dá)性，這個(gè)類型的LSA是不會(huì) 發(fā)送到完全末梢區(qū)域。它通告的是一條主機(jī)路由。LSA 類型 5:【自治系統(tǒng)外部 LSA Autonomous System External LSA E1/E2

7、OSPF 】此類型的LSA由ASBR產(chǎn)生，此類型LSA宣告了與ASBR相連的其他AS， 它被flooding到除末梢，完全末梢，次末梢區(qū)域以外的區(qū)域，是 LSA中唯 一不與任何具體區(qū)域向關(guān)聯(lián)的LSA通告，通過本條LSA學(xué)到的路由條目以 E1或E2表示。LSA 類型 7 :【NSSA 外部 LSA NSSA External LSA N1/N2 OSPF 】 此類型的LSA由一個(gè)連接到NSSA的ASBR始發(fā)，本類型的LSA通告的內(nèi) 容和類型5LSA幾乎一樣，區(qū)別在于類型7LSA只在始發(fā)這個(gè)LSA的NSSA 區(qū)域內(nèi)部flooding，可以通過ABR轉(zhuǎn)換稱類型5LSA。由本LSA學(xué)習(xí)到的 路由條目在

8、路由表內(nèi)以N1或N2表示。四、OSPF鄰居形成過程192,168.12192.1611DOWN；SJOWN gfttiRouTra-iDjisLieaii,且我進(jìn)理看見!H釧（己蜩居=0）:* ! INRTwo-waySflOROLTEE-l ）192.16ai 2 我看見1.1 Hello f關(guān)翻屠J翳由器B的鄰居表172.16J.1斶島網(wǎng)第迭舉 DR, BDR ! Two wayffi 的脅 UTEfN1 葩 1見1 .iHe! Id 己確居=睨）以上圖為例，在初始情況下，A B在某個(gè)接口激活了 OS PF后都會(huì)開始在這個(gè) 接口上去發(fā)組播的OSPFHIello包，目的是發(fā)現(xiàn)OSPf鄰居。H

9、ello包里，有個(gè)active neighbor字段，用來存儲(chǔ)路由器在某個(gè) OSPF接口上發(fā)現(xiàn)的鄰居，當(dāng)然，初始情 況下，這個(gè)Hello包里是不包含任何活躍的鄰居的（也就沒有active neighbor字段），因?yàn)樗l也沒發(fā)現(xiàn)。當(dāng)OSPF路由器（B）在某個(gè)OSPF接口上收到鄰居發(fā)來的Hello包（里面沒有裝 active neighbor ），它會(huì)記錄下A （在自己的OS PF接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中）并且將 A 的狀態(tài)視為init，然后將A的Router-ID 存儲(chǔ)在自己將要發(fā)送的 Hello包的 active neighbor字段里發(fā)送出去，這樣 A就會(huì)收到這個(gè)hello包，并且在這個(gè) hello

10、包當(dāng)中找到自己的Router-ID，那么A會(huì)認(rèn)為，與B已經(jīng)完成了雙邊關(guān)系 的建立，因此A會(huì)將B的鄰居狀態(tài)置為two-way。與此同時(shí)，A也會(huì)繼續(xù)發(fā)送Hello 包，并且將 B的Router-ID 放置于Hello 包的active neighbor 字段中，而 B 收到這個(gè)Hello包并看見了自己的Router-ID后，B也會(huì)將A的狀態(tài)置為two-way， 至此OSPF的第一個(gè)穩(wěn)態(tài)就達(dá)到了。接下來 A B會(huì)進(jìn)入ex-start 狀態(tài)并開始進(jìn)行 Master、Slave的協(xié)商，協(xié)商 M/S 的目的是為了決定在后續(xù)的 LSA交互中，誰來決定 DD (Database Description ) 報(bào)

11、文的序列號(hào)(Sequenee Numbe)，而Router-ID 大的那個(gè)OSPF路由器的接口 將會(huì)成為Master，由它來決定 DD Sequenee Numbe，對(duì)端則成為slave。這里 要注意Master不是DR要注意與DR的概念進(jìn)行區(qū)分。這個(gè)協(xié)商過程，是由交 互DBD包實(shí)現(xiàn)的，使用的是空的 DBD包，也就是不包含任何LSA頭部的DBD包, 這個(gè)包當(dāng)中，有三個(gè)位非常關(guān)鍵：I、MMS用于ex-start階段協(xié)商Master/Slave 的DBD包, I位(或叫做init位)都是置0的，另外MS位如果置1,表示DBD 報(bào)文始發(fā)路由器認(rèn)為自己的 Master，當(dāng)然起初大家都這么認(rèn)為，在一系列

12、DBD交換后，就會(huì)得到選舉結(jié)果，被選舉為 Slave的OS PF接口會(huì)將發(fā)送的DBD包 MS 位置為0;另外M位表示More,如果一個(gè)OSPF接口發(fā)送的DBD包 M位置1,在 表示這不是最后一個(gè)DBD后續(xù)還有DBD包待發(fā)送。當(dāng)OSPF接口收到一個(gè)DBD包且其中I位置0的時(shí)候，它就知道與該鄰居的 ex-start階段已經(jīng)過去了，于是將鄰居的狀態(tài)置為ex-change，并存儲(chǔ)對(duì)端發(fā)來 的DBD包所包含的LSA頭部，當(dāng)然，他自己也發(fā)送關(guān)于自己 OSPDatabase( DB 的摘要給鄰居。如此一來，雙方都能通過 DBM交互，了解到對(duì)方OSPFDB中的 摘要情況。在這個(gè)過程中，可能交互數(shù)個(gè)DBD報(bào)文，

13、并要注意，這些報(bào)文的I位都置0,且M位一般也置0,除非這是某個(gè)OSPF接口發(fā)送的最后一個(gè)DBD包。192.16ailLoadingD&D(Seq = y+fljl =0,他=6 MS= 1|幸 I FULLDBDfSeq = y+nj = 0. MO. MS= 0 H Hh這是1亦覽m嗣鮒Cl克(Lsu )FULL 當(dāng)A收到一個(gè)M位置0的DBD包的時(shí)候，它就知道，這是鄰居發(fā)來的最后一個(gè) DBD包了，如果它搜集完這個(gè)鄰居(假設(shè)是 B)發(fā)來的DBD并且發(fā)現(xiàn)，這些DBD 里有它感興趣的LSA它期望更詳細(xì)的LSA信息時(shí)，它將B置為Loading狀態(tài)， 并且開始發(fā)送LSR報(bào)文去請(qǐng)求特定LSA的詳細(xì)信息。

14、B收到這個(gè)LSR后,會(huì)以LSU 進(jìn)行回應(yīng)，其中就包含了對(duì)方請(qǐng)求的 LSA詳細(xì)信息，因此，只有在LSU報(bào)文中， 才能看到LSA的完整信息。收到LSU后, A將LSU中所包含的LSA放進(jìn)自己的LSDB 并且給B發(fā)一個(gè)Lsack進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)OSPFS口上所有的待請(qǐng)求的LSA全部收到 更新后，它會(huì)將鄰居置為FULL。至此，OS PF鄰接關(guān)系的建立達(dá)到全毗鄰。在這里我們有個(gè)地方需要留意，我們通常說，OSPF路由器A與B進(jìn)入了 XX狀態(tài), 其實(shí)這句話并不嚴(yán)謹(jǐn)，原因之一，是因?yàn)?OSPF!接口敏感型協(xié)議，許多的操作 都是以O(shè)S PF接口作為立足點(diǎn)去考慮的，譬如鄰居關(guān)系的建立，再如DR和BDR我們不能說一臺(tái)路

15、由器是 DR準(zhǔn)確的說，應(yīng)該是某路由器的某個(gè)接口是 DR再 者，說兩臺(tái)路由器之間是XX狀態(tài)，這個(gè)也不嚴(yán)謹(jǐn)，所謂的鄰居狀態(tài)，必須是以 某臺(tái)路由器為觀察點(diǎn)，在其某個(gè)接口上觀察到的某個(gè)鄰居的狀態(tài)， 因此可能出現(xiàn) 的一個(gè)情況是，在A上，看到的B的狀態(tài)為Loading，但是在B上, A的狀態(tài)已 經(jīng)是FULL了。F面是關(guān)于狀態(tài)機(jī)的詳細(xì)解釋:1.D0W n在DOW狀態(tài)下，OSPFS口仍然有嘗試發(fā)現(xiàn)鄰居的意愿，因此會(huì)不斷的發(fā)送組播 hello 包。2.Atte mpt如果一個(gè)路由器，它鄰居處于這種狀態(tài)，則表示它從鄰居沒有收到任何信息， 但 是做了努力來與鄰居聯(lián)系。僅在NBMA網(wǎng)絡(luò)上存在，當(dāng)NBMA網(wǎng)絡(luò)上具有DR

16、選取資格的路由器和其鄰居路由器相連的接口開始變?yōu)橛行?Activ/e)時(shí)，或者當(dāng)這臺(tái)路由器成為 DR或BDR時(shí), 這臺(tái)具有DR選取資格的路由器將會(huì)把鄰居路由器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到 Attempt狀態(tài)。時(shí)間代替POllinterval在Attempt狀態(tài)下,路由器將使用hellointerval時(shí)間代替pollinterval的時(shí)間來作為向鄰居發(fā)送hello數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔。3.i nit當(dāng)OS PF接口收到鏈路上某個(gè)鄰居發(fā)來的第一個(gè)HELLC包的時(shí)候，它會(huì)在接口上open shortest parh First 0將該鄰居置為init狀態(tài)，注意這個(gè)hello包中可能并未包含任何的鄰居信息。 但是這至少

17、證明，我這個(gè) OSPF接口在這個(gè)鏈路上，至少有個(gè)活的鄰居。下面是 一個(gè)沒有發(fā)現(xiàn)任何 active neighbor 的hello 包：OSPF HeaderOSPF version: 2Message Type: Hello Packet (1)Packet Length: 44sour匚e O5PF Router: 1.1,1,1 (1,1.1.1)Area id: CLO.0.0 (Backbone)Packet checksum; 0xea9c correccAuth Type: Nul1Auth Data (none)OSPF Hello PackerNetwork Mask: 255

18、.255.255.0Hello Interval: 10 secondsai options: 0x12 Cl, e)Router Prior1ty; 1Router Dead interval: 40 secondsDesignated Router 0,0,0,0Backup Designated Router: 0.0.0.0OSPF LL5 Data Bio匚k 4.Two-way當(dāng)OSPF各由器在某個(gè)鏈路上發(fā)現(xiàn)了鄰居后，它自己發(fā)送的hello包里就會(huì)增加active neighbor 字段，用于存儲(chǔ)在該鏈路上發(fā)現(xiàn)的OSPF鄰居。當(dāng)一臺(tái) OSPFrouter看到自己(的RouterID

19、 )出現(xiàn)在鄰居發(fā)過來的的hello分組中，它就會(huì) 將該鄰居置為Two-way該狀態(tài)是OSPF鄰居之間可以具有的最基本的關(guān)系，也 是第一個(gè)穩(wěn)態(tài)，但是此時(shí)兩者還不能共享路由信息。下面是一個(gè)已經(jīng)在鏈路上發(fā)現(xiàn)了鄰居 1.1.1.1 的 hello :open shortest Path First3 OSPF HeaderOSPF version: 2Message Type: Hello Packet (1)Packet Length: 48source O5PF Router: 2.2,2,2 (2.2,2,2)Area id: CLO.CXO (Backbone)Packet checksum:

20、 0xee94 correctAuth Type: NullAuth Data (none)rJ OSPF Hello PacketNetwork Mask; 255.255.255, 0Hello Interval: 10 seconds11 options; 0x12 (L, E)Router Prioriry: 1Router Dead interval: 40 secondsDesignated Router: 0.0.0.0Backup Desi口nated Router:ActivE Meighbor: 1“ 1.1.1|3 OSPF LL5 Data Block5.ExStart

21、一臺(tái)OSPF路由器在將某個(gè)鄰居置為2way狀態(tài)后，就開始發(fā)送空的DBD包，用于 協(xié)商master/slave。這個(gè)就是ex-start 狀態(tài)。兩臺(tái)router間用空的BDB分組 確定master和slave關(guān)系(注意不是 DR和BDR，在DBD包中有3個(gè)標(biāo)記位用來管理鄰接關(guān)系的建立過程：I位或稱為初始位(initialbit)用于ex-start協(xié)商主從關(guān)系的初始化協(xié)商的DBD包，該位置1M位或稱為后繼位(More bit) 如果這不是OSPFrouter發(fā)送的最后一個(gè)DBD該位置1或稱為主/從位(Master/slave bit ) 如果始發(fā)路由器是 Master，則MS位OSPFroute

22、r收到鄰居發(fā)來的DBD I位也就是init位置0,則意味著 狀態(tài)結(jié)束，并且MS/slave已經(jīng)選出來了，那么該路由器會(huì)將鄰居置為該位置1 如果某臺(tái)ex-start exchange狀態(tài)，開始用包含 LSA頭部的DBD交換各自的LSBD下面是一個(gè)用于初始化協(xié)商的 DBD消息：Open Shortest Path FirstOSPF HeaderOSPF DB Description Interface MTU： 15000 options: 0x52 (0 L, E)0DB Description： 0x07 tl* Mi MSJV T I 0 V -I V11.4 T T=R： ooBResy

23、nc bit is not set =I： init bit IS SET-M: More bit is SET=MS： Master/slave bit is set6.Exchange 狀態(tài)這個(gè)過程，雙方使用包含自己LSA頭部的DBD艮文進(jìn)行交互，并且將對(duì)方發(fā)過來 的LSA頭部、并且自己感興趣的LSA（或自己沒有的LSA存儲(chǔ)在一個(gè)本地OSPF 接口的隊(duì)列里，以便在下一個(gè)階段進(jìn)行 LSA詳細(xì)信息的請(qǐng)求。當(dāng)某個(gè) OS PF接口 收到鄰居發(fā)來的DBD M位置0,則表示對(duì)方已經(jīng)發(fā)完 DBD了，與此同時(shí)，如果 該路由器的這個(gè)loading 狀態(tài)。下面是一個(gè)裝載了OSPF接口上存在待請(qǐng)求的LSA那么它會(huì)將這個(gè)鄰居置為LSA頭部的DBD消 息:Open shortestB OSPF header0 OSPF DB Description interface mtu: 1500a opti ons: 0x52 (o, l,DB Descripfion: 0x02parh FirstCLE)CM)DD sequence: 7994 OSPF LLS Data Block皿頭部0., = R： ooBResync bit is not set 認(rèn)，另一方面將LSU中包含的LSA裝載進(jìn)自己的LSDB 以下是一個(gè)LSR消息，非常的簡單：open shortest P