OSPF的6种LSA
目录
一、6种LSA的简单介绍
1.1 1类LSA
1.1.1 1类LSA基础
1.1.2 1类LSA的报文格式：
1.1.3 1类LSA的链路类型（link type）
1.2 2类LSA
1.2.1 2类LSA基础
1.2.2 2类LSA的报文格式
1.3 3类LSA
1.3.1 3类LSA基础
1.3.2 3类LSA的报文格式
1.4 4类LSA
1.4.1 4类LSA基础
1.4.2 4类LSA的报文格式
1.5 5类LSA
1.5.1 5类LSA基础
1.5.2 5类LSA的报文格式
1.6 7类LSA
1.6.1 7类LSA基础
1.6.2 7类LSA的报文格式
二、6种LSA的产生场景
2.1 1类、2类LSA的产生场景
2.2 3类LSA的产生场景
2.3 4类、5类LSA的产生场景
2.4 7类LSA的产生场景
LSA是详细的数据库信息，OSPF设备通过这些LSA来画拓扑和计算路由。每台设备在使能了OSPF并把相应接口宣告进了OSPF后，它都会为自己的接口信息产生相应的LSA。每种LSA的产生规则有所不同，并且作用也不同。在OSPF邻居关系建立好后，就要把自身拥有的LSA携带在LSU报文中通告给邻居，完成数据库的同步。所以LSU报文是用来承载LSA的。
一、6种LSA的简单介绍
1.1 1类LSA
1.1.1 1类LSA基础
- 名称：router
- 产生者：每台OSPF设备（路由器、交换机）在每个区域内产生一条1类LSA（有且只有一条，不管宣告在这个区域内的接口数量是多少，都是一条）
- 作用：每台路由器描述自己在本区域的路由信息和拓扑信息
- 传递范围：一个区域。设备在哪个区域内产生的，就只能在哪个区域内传递
- link type：链路类型，通过不同的链路类型来描述不同的拓扑信息、路由信息
1.1.2 1类LSA的报文格式：
LSA头部是所有类型的LSA都有的一部分。
ls age：每台设备刚产生这条LSA时，age=0，age最大为3600s。
ls type：即LSA的类型，为1代表1类LSA。
link state id：对于1类LSA，这里填充的是产生者的router id。
advertising router：产生者，谁产生的这条1类LSA，就填充谁的router id。
ls sequence number：序列号初始为0x80000001，该条LSA每产生一次，序列号就会加1，所以序列号越大代表这条LSA越新。所以设备可以通过序列号来判断一条LSA的新旧。
type：就是link type，链路类型，只有1类LSA有该字段。
metric：接口cost，参考带宽/实际带宽。参考带宽默认为100M，结果不足1则按1算。
link id和link data：不同链路类型的1类LSA，这两个字段的内容不同。
注意：当一条LSA的age达到3600s后，这条LSA就会老化，然后这条LSA就会被丢弃。为了防止它被丢弃，所以1800s更新一次。当设备的LSDB中它自己产生的1类LSA的age到了1800s后，设备就会重新生成该条1类LSA并泛洪给邻居。邻居收到了这条新的LSA后，就会丢弃那条旧的LSA，用这条新的LSA。假如不更新的话，到了3600s，设备就会丢弃该条LSA，这样就没有对应的拓扑信息和路由信息了。
1.1.3 1类LSA的链路类型（link type）
| link type | 产生场景 | 作用 | link id | link data |
| p2p | P2P/P2MP网络 | 描述该接口的拓扑信息 | 邻居的RID | 自己的接口IP |
| stubnet |
P2P/P2MP网络 loopback口 无邻居的MA网络 |
描述该接口的路由信息 | 网络号 | 掩码 |
| transit | MA/NBMA网络 | 描述该接口下的拓扑信息 |
邻居的RID （伪节点的RID） |
自己的接口IP |
| virtual | 虚链路（vlink） | 描述建立虚链路接口下的拓扑信息 | 邻居的RID | 自己的接口IP |
1.2 2类LSA
1.2.1 2类LSA基础
- 名称：network
- 产生者：DR（DR充当伪节点，产生2类LSA）
- 作用：描述DR接口下（伪节点周边）的路由和拓扑信息
- 范围：本区域
- metric：2类LSA无cost，按0计算
- 内容：路由信息（DR的接口IP、掩码）、拓扑信息（连接的设备）
1.2.2 2类LSA的报文格式
link state id：DR的接口IP
advertising router：DR的RID
network mask：掩码
attached router：连接的设备的RID（准确说是伪节点连接的设备）
什么是伪节点？
伪节点：在MA/NBMA网络中画拓扑的时候，要在MA/NBMA网络中间的位置虚拟出一台设备，叫伪节点。
因为伪节点不是一台真实的设备，所以由DR来充当伪节点，以伪节点的身份产生2类LSA来描述伪节点和哪些设备相连。（用DR的接口IP表示伪节点的身份/router id）
注意：只有MA/NBMA网络才会产生2类LSA。
1.3 3类LSA
1.3.1 3类LSA基础
- 名称：summary
- 产生者：ABR
- 作用：把本区域的路由信息传递到其他区域
- 范围：一个区域内
- metric：ABR到达目标网段的cost
- 内容：路由信息（网络号、掩码、cost）
- 防环机制：ABR从非骨干区域收到的3类LSA只接收不计算
1.3.2 3类LSA的报文格式
link state id：目标网段的网络号
advertising router：ABR的RID
network mask：掩码
metric：ABR到达目标网段的cost
注意：一条3类LSA只能携带一条路由信息。
1.4 4类LSA
1.4.1 4类LSA基础
- 名称：asbr-summary
- 产生者：ABR
- 作用：描述ASBR的位置信息
- 范围：同3类LSA一样，都是区域内传递
- metric：ABR到达ASBR的cost
- 内容：ASBR的router-id
1.4.2 4类LSA的报文格式
link state id：ASBR的RID
advertising router：ABR的RID
network mask：4类LSA中没有掩码，这个字段只在3类LSA中存在
1.5 5类LSA
1.5.1 5类LSA基础
- 名称：AS-external
- 产生者：ASBR
- 作用：传递OSPF的外部路由信息
- 范围：OSPF全网
- 路由优先级：150
- cost：ASBR到达目标网段的cost，默认为1。cost的计算方式有两种：type1（内部cost+外部cost）和type2（默认方式，只计算外部cost）
- FA地址：用来防止次优路径
1.5.2 5类LSA的报文格式
link state id：目标网段的网络号
advertising router：ASBR的RID
network mask：掩码
E：E=0，表示cost的计算方式为type1；E=1，表示cost的计算方式为type2
metric：cost
注意：一条5类LSA只能携带一条外部路由。
1.6 7类LSA
1.6.1 7类LSA基础
- 名称：nssa
- 产生者：ASBR
- 作用：传递OSPF的外部路由信息
- 范围：nssa/totally nssa区域
- 路由优先级：150
- cost：ASBR到达目标网段的cost，默认为1。cost的计算方式有两种：type1（内部cost+外部cost）和type2（默认方式，只计算外部cost）
- FA地址：用来防止次优路径
1.6.2 7类LSA的报文格式
二、6种LSA的产生场景
2.1 1类、2类LSA的产生场景
上图中RX的router-id为x.x.x.x，例如R1的router-id为1.1.1.1
每台设备在每个区域内都会产生1条1类LSA，也仅会产生1条。虽然R2的两个接口都宣告在了区域0中，但这两个接口向外发送的1类LSA是相同的，可以理解为R2产生了一条1类LSA来描述自己宣告在区域0中的接口，但R2把这条1类LSA复制成了两份，分别从g0/0/0口和s1/0/0口发送出去。
我们前面说过，2类LSA是在MA/NBMA网络中产生的，R1和R2之间是MA网络，会由DR充当伪节点产生一条2类LSA；R2和R3之间是P2P网络，不会产生2类LSA。
综上所述，目前R1/R2/R3区域0的数据库中都有3条1类LSA和1条2类LSA。（同区域的设备，链路状态数据库相同）
2.2 3类LSA的产生场景
此时，R3作为ABR（区域边界路由器），会将区域0中的路由信息转换为3类LSA，向区域1中传递；同时也会将区域1中的路由信息转换为3类LSA，向区域0中传递。由于1条3类LSA只能携带一条路由信息，所以R3会向区域0中产生1条3类LSA，向区域1中产生2条3类LSA。
所以一台设备只能画出本区域的拓扑，而且只能知道其他区域的路由信息。因为携带拓扑信息的1、2类LSA只在一个区域内传递，而1、2类LSA中的路由信息可以通过3类LSA的形式传递到其他区域。
2.3 4类、5类LSA的产生场景
4类LSA是为5类LSA服务的，有了5类LSA才会有4类LSA。当一台使能了OSPF设备将其他协议的路由引入到OSPF中时，做了“引入”动作的设备就成为了ASBR（自治系统边界路由器），就会产生5类LSA。
如上图所示，R4有一个loopback0口，地址是4.4.4.4/32。在IP路由表中可以看见4.4.4.4/32这条路由是通过直连路由协议学习到的。此时我们在R4上将直连路由引入到OSPF中，此时R4就会产生一条5类LSA，并在整个OSPF域传递。
注意：5类LSA不属于任何区域，所以不会在区域的LSDB中显示出来。
为什么上图中是2条5类LSA呢？
因为“引入”是相对路由表而言的，在R4的路由表中，34.1.1.0/24和4.4.4.4/32都是通过直连路由协议学到的。所以把直连路由引入到OSPF中，就引入了这两条路由。
注意：直连路由协议的优先级为0，cost为0。OSPF内部路由的优先级为10，OSPF外部路由的优先级为150。路由协议的优先级数值越小，优先级越高。
我们前面说过，描述拓扑信息的1类、2类LSA只在区域内传递。因为R1/R2和R4没有在一个区域内，所以R1和R2是不知道R4的位置信息的。R1和R4收到5类LSA后，只知道是R4产生的，可以不知道R4在哪里，但是访问4.4.4.4/32的时候只能先去找R4。所以此时就需要使用4类LSA来描述R4（ASBR）的位置信息了。
这条4类LSA由ABR——R3产生，因为R3和R4在同一个区域，所以R3知道R4的位置信息。
2.4 7类LSA的产生场景
OSPF的区域分为骨干区域和非骨干区域，非骨干区域又分为普通区域和特殊区域。
7类LSA是在NSSA/totally NSSA区域内产生的。这两种区域都属于特殊区域，特殊区域一共有4种。
- stub区域：不允许4/5类LSA进入；有1/2/3类LSA和默认的3类LSA
- totally stub区域：不允许3/4/5类LSA进入；有1/2类LSA和默认的3类LSA
- nssa区域：不允许4/5类LSA进入；有1/2/3类LSA和默认的7类LSA；可以引入外部路由，以7类LSA的形式引入
- totally nssa区域：不允许3/4/5类LSA进入；有1/2类LSA和默认的3/7类LSA；可以引入外部路由，以7类LSA的形式引入
假如我们将区域2设置成了NSSA区域，那么R3的LSDB中就会出现7类LSA。但7类LSA只能在NSSA/totally NSSA区域内存在，而且必须要转换为5类LSA后才能传递到其他区域中（骨干区域和普通区域）。
为什么R3区域2的LSDB中有3条7类LSA呢？
R4上引入了2条直连路由，所以有2条7类LSA。R3作为NSSA区域的ABR，会向NSSA区域产生一条默认的7类LSA，NSSA区域的其他设备可以通过这条默认7类LSA产生一条默认路由，从而可以访问5类LSA形式的外部路由。所以区域2中共有3条7类LSA。
可以看见R2的LSDB也存在4.4.4.4/32的路由信息，只不过是以5类LSA的形式存在的。
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