OSPF报文分类与格式

OSPF报文介绍和格式：

五种报文类型

OSPF报头格式
OSPF报文直接封装为IP协议报文，因为OSPF是专为TCP/IP网络而设计的路由协议。以上所说到的五种OSPF报文使用相同的OSPF报头格式，如下图所示：

Version
版本字段，占1个字节，指出所采用的OSPF协议版本号，目前最高版本为OSPF v4，即值为4（对应二进制就是0100）。
Packet Type
报文类型字段，标识对应报文的类型。前面说了OSPF有5种报文，分别是：Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文。具体将在下面各小节介绍。
Packet Length：包长度字段，占2个字节。它是指整个报文（包括OSPF报头部分和后面各报文内容部分）的字节长度。
Router ID：路由器ID字段，占4个字节，指定发送报文的源路由器ID。
Area ID：区域ID字段，占4个字节，指定发送报文的路由器所对应的OSPF区域号。
Checksum：校验和字段，占2个字节，是对整个报文（包括OSPF报头和各报文具体内容，但不包括下面的Authentication字段）的校验和，用于对端路由器校验报文的完整性和正确性。
AuType：认证类型字段，占2个字节，指定所采用的认证类型，0为不认证，1为进行简单认证，2采用MD5方式认证。
Authentication：认证字段，占8个字节，具体值根据不同认证类型而定：认证类型为不认证时，此字段没有数据，认证类型为简单认证时，此字段为认证密码，认证类型为MD5认证时，此字段为MD5摘要消息。

OSPF Hello报文及格式
OSPF协议使用一种称之为Hello的报文来建立和维护相邻邻居路由器之间的链接关系。这个报文很简单的，容量很小，仅用来向邻居路由器证明自己的存在，就像人与人之间的打招呼一样。RIP邻居路由器之间的邻接关系建立是都是定期的路由更新报文进行的，通过定期的路由更新来同时向邻居RIP路由器证明自己的存在。显然OSPF的这种Hello报文更简单，可大大减小网络中的报文传输流量。

Hello报文被周期性（默认为10秒）地发向邻居路由器接口发送，如果在设定时间（默认为40秒，通常至少是Hello包发送时间间接4倍）内没有收到对方OSPF路由器发送来的Hello报文，则本地路由器会认为该对方路由器无效。报文内容包括一些定时器设置、DR、BDR以及本路由器已知的邻居路由器。整个Hello报文格式如下图所示：

Network Mask 4字节发送Hello报文接口所在的子网掩码。
HelloInterval 2字节指定发送Hello报文的时间间隔，默认为10秒。
Options 1字节可选项，包括E:允许泛洪AS-external-LAS；MC：允许转发IP组皤报文；N/P：允许处理Type 7 LSA; DC：允许处理按需链路。
Rtr Pri 1字节指定DR优先级，默认为1。如果设为0，则表示本路由器不参与DR/BDR选举。
RouterDeadInterval 4字节指定路由器失效时间，默认为40秒。如果在此时间内没有收到邻居路由器发来的Hello报文，则认为该邻居路由器已失效。
Designated Router 4字节指定DR的接口IP地址。
Backup Designated Router 4字节指定BDR的接口IP地址。
Neighbor 4字节指定邻居路由器的RID。下面的省略号（…）表示可以指定多个邻居路由器RID。

OSPF DD报文及格式
DD报文是用来描述本地路由器的链路状态数据库（LSDB），在两个OSPF路由器初始化连接时要交换DD报文，进行数据库同步。

DD报文内容部分包括：DD报文序列号和LSDB中每一条LSA的头部等，对端路由器根据所收到的DD报文中的OSPF报头就可以判断出是否已有这条LSA。由于数据库的内容可能相当长，所以可能需要多个数据库描述报文来描述整个数据库。所以有三个专门用于标识数据库描述报文序列的比特位，即DD报文格式中的I、M和M/S这三位。接收方对报文的重新排序使其能够真实地复制数据库描述报文。

DD交换过程按询问/应答方式进行，在DD报文交换中，一台为Master（主）角色，另一台为Slave（从）角色。Master路由器向从路由器发送它的路由表内容，并规定起始序列号，每发送一个DD报文，序列号加1，Slave则使用Master的序列号进行确定应答。但是显然，主从之间的关系会因每个DD交换的不同而不同。网络中的所有路由器会在不同时刻作用，在这个过程中既可能是主路由器又可能是从路由器。

Interface MTU 2字节指出发送DD报文的接口在不分段的情况下，可以发出的最大IP报文长度。
Options 1字节可选项，包括E:允许泛洪AS-external-LAS；MC：允许转发IP组播报文；N/P：允许处理Type 7 LSA; DC：允许处理按需链路。
I 1比特指定在连续发送多个DD报文，如果是第一个DD报文则置1，其它的均置0。
M 1比特指定在连续发送多个DD报文，如果是最后一个DD报文则置0，否则均置1。
M/S 1比特设置进行DD报文双方的主从关系，如果本端是Master角色，则置1，否则置0。
DD Sequence Number 4字节指定所发送的DD报文序列号。主从双方利用序列号来确保DD报文传输的可靠性和完整性。
LSA Heaader 4字节指定DD报文中所包括的LSA头部。后面的省略号（…）表示可以指定多个LSA头部。

OSPF LSR报文及格式
LSR报文用于请求相邻路由器链路状态数据库中的一部分数据。当两台路由器互相交换完DD报文后，知道对端路由器有哪些LSA是本LSDB所没有的，以及哪些LSA是已经失效的，则需要发送一个LSR报文，向对方请求所需的LSA。LSR报文内容包括所需的LSA摘要，如图：

LS type 4字节指定所请求的LSA类型，主要共6类。
Link State ID 4字节用于指定ospf所描述的部分区域，该字段的使用方法根据不同的LSA类型而不同：当为LSA 1时，该字段值是产生LSA 1的路由器的Router-ID，当为LSA 2时，该字段值是DR的接口地址，当为LSA 3时，该字段值是目的网络的网络地址，当为LSA 4时，该字段值是ASBR的Router-ID，当为LSA 5时，该字段值是目的网络的网络地址。
Advertising Router 4字节指定产生此所要请求的LSA的路由器ID。

如上三个字段可以表示唯一的一个LSA，一个LSR报文可以请求多个LSA。

OSPF LSU报文及格式
LSU报文是应LSR报文的请求，用来向对端路由器发送所需的LSA，内容是多条LSA完整内容的集合，LSU报文内容部分包括此次共发送的LSA数量和每条LSA的完整内容。

LSU报文在支持组播和多路访问的链路上是以组播方式将LSA泛洪出去的，并且对没有收到对方确认应答（就是下面将要介绍的LSAck报文）的LSA进行重传，但重传时的LSA是直接送到没有收到确认应答的邻居路由器上，而不再是泛洪。

Number of LSA 4字节指定此报文中共发送的LSA数量。
LSAs 4字节是一条条具体的LSA完整信息，后面的省略号表示可多条LSA。

OSPF LSAck报文及格式

LSAck报文是路由器在收到对端发来的LSU报文后所发出的确认应答报文，内容是需要确认的LSA头部（LSA Headers），整个LSAck报文的格式如图所示。LSAck报文根据不同链路以单播或组播形式发送。

LSA报文格式：

常见LSA报文类型：

常用的LSA共有6种，分别为：Router-LSA、Network-LSA、Network-summary-LSA、ASBR-summary-LSA、AS-External-LSA和NSSA LSA。所有的LSA都有相同的报文头：

LSA头部：

LS age 16比特 LSA产生后所经过的时间，单位是秒。无论LSA是在链路上传输，还是保存在LSDB中，其值都会在不停的增长。
Options 8比特
LS type 8比特 LSA的类型：
• Type1：Router-LSA。
• Type2：Network-LSA。
• Type3：Network-summary-LSA。
• Type4：ASBR-summary-LSA。
• Type5：AS-External-LSA。
• Type7：NSSA-LSA。
Link State ID 32比特与LS Type一起描述路由域中唯一一个LSA。
Advertising Router 32比特产生此LSA的路由器的Router ID。
LS sequence number 32比特 LSA的序列号。其他路由器根据这个值可以判断哪个LSA是最新的。
LS checksum 16比特除了LS age外其它各域的校验和。
length 16比特 LSA的总长度，包括LSA Header，以字节为单位。

Option字段补充：

DN：用来避免在MPLS VPN中出现环路。当PE向CE发送3类、5类和7类LSA时需要设置DN位，其他PE路由器从CE接收到该LSA时，不能够在它的OSPF路由计算中使用该LSA。
O：该字段指出始发路由器支持Opaque LSA（类型9、类型10和类型11）。
DC位：当始发路由器支持按需链路上的OSPF的能力时，该位将被设置。
EA：当始发路由器具有接收和转发External-Attributes-LSA（type8 LSA）的能力时，该位被置位。
N位：只用在Hello数据包中。N=1表明路由器支持7类LSA。N=0表明该路由器将不接收和发送NSSA LSA。
P位：只用在NSSA LSA。该位将告诉NSSA区域的ABR路由器将7类LSA转换为5类LSA。

Router-LSA（Type1）：
每个路由器都会产生，描述了路由器的链路状态和花费，仅在所属的区域内传播。

Link State ID 32比特生成LSA的Router ID。
V（Virtual Link） 1比特如果产生此LSA的路由器是虚连接的端点，则置为1，否则置为0。
E（External） 1比特如果产生此LSA的路由器是ASBR（AS Boundary Router），则置为1，否则置为0。
B（Border） 1比特如果产生此LSA的路由器是ABR（Area Border Router），则置为1，否则置为0。
links 16比特 LSA中所描述的链路信息的数量，包括路由器上处于某区域中的所有链路和接口。
Link ID 32比特路由器所接入的目标，其值取决于连接的类型：
• P2P：点到点连接Router ID。
• TransNetwork：DR（Designated Router）的接口IP地址。
• StubNetwork：网段/子网号。
• Virtual Link：虚连接中对端的Router ID。
Link Data 32比特连接数据，其值取决于连接的类型：
• P2P：自己接口IP地址。
• TransNetwork：自己接口IP地址。
• StubNetwork：网络掩码。
• Virtual Link：本地Vlink的IP地址。
Type 8比特路由器连接的基本描述：
• 1：点到点（P2P）。
• 2：连接到传输网络(TransNetwork)。
• 3：连接到stub网络(StubNetwork)。
• 4：虚拟链路(Virtual Link)。
#ToS 8比特服务类型ToS（Type of Service）数量。
metric 16比特链路的开销值。
ToS 8比特服务类型ToS。
ToS metric 16比特和指定ToS值相关联的度量。

Network-LSA（Type2）：
由广播网或NBMA网络中的DR产生，PPP网络类型下不存在，Network-LSA中记录了这一网络上所有路由器的Router ID，描述本网段的链路状态，在所属的区域内传播。

Link State ID 32比特 DR的接口IP地址。
Network Mask 32比特该广播网或NBMA网络地址的掩码。
Attached Router 32比特连接在同一个网络上的所有路由器的Router ID，也包括DR的Router ID。

Network-summary-LSA（Type3）和ASBR-summary-LSA（Type4）：
Type3和Type4的LSA有相同的格式，它们都是由ABR产生，为了防止环路，都遵循水平分割原则。
三类LSA描述区域内所有网段的路由，可以通告给其他相关区域。
四类描述到ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域，告知去往ASBR的下一跳是什么，设备与ASBR在同一区域内不需要4类LSA。

Link State ID 32比特通告的网络地址。
Network Mask 32比特该广播网或NBMA网络地址的掩码。
metric 24比特到目的地址的路由开销。
ToS 8比特服务类型ToS。
ToS metric 24比特和指定ToS值相关联的度量。

说明：通告缺省路由时，Link State ID和Network Mask都设置为0.0.0.0。

AS-External-LSA（Type5）和NSSA-LSA（Type7）：
五类LSA由ASBR产生，描述到AS外部的路由，这是五种LSA中，唯一一种通告到所有区域（除了Stub区域和NSSA区域）的LSA（不遵循水平分割原则）。
七类LSA作用和五类LSA一致，主要是代替5类LSA存在与于NSSA区域中，有相同的格式、包括外部路由及掩码、Forwading-address Tag、Cost-Type及Cost。（具体不同点在特殊区域中分析）

Link State ID 32比特通告的网络地址。
Network Mask 32比特通告的目的地址的掩码。
E 1比特外部度量值类型：
• 0：第一类外部路由。
• 1：第二类外部路由。
metric 24比特到目的地址的路由开销。
Forwarding Address 32比特到所通告的目的地址的报文将被转发到这个地址。
External Route Tag 32比特添加到外部路由上的标记。OSPF本身并不使用这个字段，它可以用来对外部路由进行管理。
ToS 8比特服务类型ToS。
ToS metric 24比特 ToS附加距离信息。

说明：Type5和Type7的LSA可以用来通告缺省路由，此时Link State ID和Network Mask都设置为0.0.0.0。

其余LSA：

总结：

归纳资料：华为hedex文档