动态路由协议-OSPF与LSA简介
一、概述
在基础阶段学习中了解了不同类型的路由方式，并将其分为静态与动态两类。静态配置仅限于直接连接的网络段间，并通过手动设置完成配置。动态 routing 协议通过网络内部路由器之间的互动来实现动态更新网络路径。其中较为常见的 routing 标准包括 Open Shortest Path First (OSPF) 和 Intermediate System to Intermediate System (ISIS). 在之前的章节中我们对 OSPF 的基本原理已经有了初步的认识。接下来我们将深入探讨 OSPF 的高级配置与优化技术。
该文章介绍了OSPF路由协议的基础知识。
它详细阐述了协议的基本原理，并通过机制实现了网络中的动态路由。
此外，在复杂网络拓扑中展现出的稳定性和可靠性也是其显著特点。
文章还提供了相应的示例来进一步说明相关概念。
最后建议读者深入理解这些内容以便更好地掌握OSPF的实际应用。
二、动态路由协议
协议的功能体现在哪里？在网络领域中它体现为一套规范性规则。不同设备间需要通过特定标识符进行通信，并且必须向其他设备发送路由信息以建立连接路径。其具体格式包括跳转表（RID）、路由长度与下一跳信息等要素，并遵循统一的数据传输标准以实现高效可靠的数据交换基础。
一种基于路由器间信息交互的动态路径管理方案
动态路由协议
OSPF属于具有动态特性的链路状态路由协议，并且其基于OSPF标准与SPF算法实现路由传播的同时，还负责邻居的维护。
三、OSPF概述
该协议由开放最短路径优先算法（OSPF）开发而来，并被公认为链路状态路由协议中的经典方案。主要针对IPv4使用的则是OSPF版本号为2的标准（RFC 2328），而用于处理IPv6地址的则是OSPF版本号为3的增强型协议（RFC 2740）。
简单总结如下：
- 在OSPF协议下，路由器之间的通信基于链路状态（Link State）数据而非直接交换路由信息。这种机制对于实现网络拓扑关系与路由计算至关重要。
- 路由器会汇总网络中的链路状态数据并存储于本地数据库中。由于每个路由器都能清晰掌握区域内所有网络拓扑结构的信息，在计算无环路径时具有极大的便利性。
- 每个OSPF路由器均会运用Shortest Path First（SPF）算法来确定通往目的节点的最优路径，并将这些路径所对应的路由数据加载至其路由表中完成配置。
- 该协议不仅支持Variable Length Subnet Mask（VLSM）技术以适应不同规模的子网划分需求，并且还允许手动汇总非官方生成的路由信息以增强灵活性。
- 采用多区域架构使得OSPF具备了扩展至大规模复杂网络的能力...
OSPF报文类型：
OSPF采用五种不同的协议数据单元（PDU）类型；这些数据单元在OSPF路由器之间的交互中扮演着各自特有的角色
| 报文名称 | 报文功能 |
|---|---|
| Hello | 周期性发送，用来发现和维护OSPF邻居关系。 |
| Database Description (DD报文) | 描述本地LSDB的摘要信息，用于两台设备进行数据库同步。 |
| Link State Request (LSR报文) | 用于向对方请求所需要的LSA。设备只有在OSPF邻居双方成功交换DD报文后才会向对方发出LSR报文。 |
| Link State Update (LSU报文) | 用于向对方发送其所需要的LSA。 |
| Link State ACK (LS ACK) | 用来对收到的LSA进行确认。 |
该网络协议OSPF在完成邻接关系建立后，则利用LSU中的LSA来进行路由更新。其核心机制在于利用层次结构化的地址系统来优化数据包的传输路径与信息更新频率。因此，在深入理解OSPF的工作原理之前，请务必掌握LSA的基本概念与作用机制。
四、LSA概述
在OSPF协议中用于实现路由计算的核心依据是LSA（Layered Switched Attributes）。OSPF协议中的LSU（Layered Switched Units）消息能够承载多种类型的信息数据包。所有类型下的LSA都具有统一的前导字段结构。
相关字段说明：
- LS Age（链路状态保持时间）：该字段用于表示该链路状态广告器所维护的一个特定LSD的时间长度。
- Options（选项）：每一个bit都对应了OSPF协议所支持的一种特性。
- LS Type（链路状态类型）：该LSD的类型由它来决定。
- Link State ID（链路状态ID）：每个LSD对这一标识都有特定的意义。
- Advertising Router（通告路由器）：具有通告功能的那个路由器所在的网络段内的Router ID地址。
- LS Sequence Number（链路状态序列号）：每当一个新实例被创建时都会给其赋予一个递增编号；同时还有一个校验和用来保证数据传输过程中的完整性与准确性；通过这个号码大小的不同人们能够区分出新旧两种不同的LSD。
- Length：这是一个包含了整个LSD头信息在内的全部数据的整体长度值。
链路状态类型、链路状态ID、通告路由器三元组唯一地标识了一个LSA。
链路状态老化时间 、链路状态序列号 、校验和用于判断LSA的新旧
常见LSA类型：
| 类型 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | 路由器LSA（Router LSA） | 每个设备都会产生，描述了设备的链路状态和开销，该LSA只能在接口所属的区域内泛洪 |
| 2 | 网络LSA（Network LSA） | 由DR产生，描述该DR所接入的MA网络中所有与之形成邻接关系的路由器，以及DR自己。该LSA只能在接口所属区域内泛洪 |
| 3 | 网络汇总LSA（Network Summary LSA） | 由ABR产生，描述区域内某个网段的路由，该类LSA主要用于区域间路由的传递 |
| 4 | ASBR汇总LSA（ASBR Summary LSA） | 由ABR产生，描述到ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域。 |
| 5 | AS外部LSA（AS External LSA） | 由ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由 |
| 7 | 非完全末梢区域LSA（NSSA LSA） | 由ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由。NSSA LSA与AS外部LSA功能类似，但是泛洪范围不同。NSSA LSA只能在始发的NSSA内泛洪，并且不能直接进入Area0。NSSA的ABR会将7类LSA转换成5类LSA注入到Area0 |
区域：
在各种情境下，在描述相应的网络地址空间（LSA）时我们通常会使用类型值来命名它们。例如，在路由器上使用的1类LSA与网络设备上的Router LSA相等，在网络设备上使用的2类LSA等于Network LSA。
- 区域内：所有参与网络规划管理的网络设备都属于同一个...id；这些网络设备之间具有直接联系。
- 区域间：所有参与网络规划管理的网络设备都属于不同的...id；这些网络设备之间没有直接联系。
- 区域外：存在一些网络设备参与了特定...id下的OSPF网络；然而另一些网络则不在该协议范围内运行。
总结：学习了动态路由协议OSPF，初步认识了LSA的不同类型及其网络分区的概念；之后深入研究。
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