OSPF路由计算

关于OSPF路由的基础概述可以看看这篇博客

动态路由---OSPF协议基础https://blog.csdn.net/ZZZCY2003/article/details/141335261

区域内路由计算

LSA概述

  • LSA是OSPF进行路由计算的关键依据
  • OSPF的LSU报文可以携带多种不同类型的LSA
  • 各种类型的LSA拥有相同的报文头部

重要字段解析

  • LS Age(链路状态老化时间):表示LSA已经生存的时间,单位为秒。LSA被始发时,该字段为0,随着LSA在网络中被泛洪,该时间逐渐累加,当到达MaxAge (缺省值为3600s)时,LSA不再用于路由计算
  • Options(可选项):每一个bit都对应了OSPF所支持的某种特性
  • LS Type(链路状态类型):指示本LSA的类型
  • Link Start ID(链路状态ID):不同的LSA,该字段定义不同
  • Advertising Router(通告路由器):产生该LSA的路由器的Router ID
  • LS Sequence Number(链路状态序列号):当LSA每次有新的实例产生时,序列号就会增加
  • LS Checksum(校验和):用于保证数据的完整性和准确性
  • Length:是一个包含LSA头部在内的LSA的总长度值

注:链路状态类型、链路状态ID、通告路由器三元组唯一标识一个LSA。老化时间、序列号、校验和用于判断LSA的新旧

链路状态类型

其中类型2、网络LSA是由DR生成,描述网络上所有路由器的连接状态

Router-LSA

报文格式

  • V (Virtual Link) :如果产生此LSA的路由器是虚连接的端点,则置为1
  • E (External) :如果产生此LSA的路由器是ASBR ,则置为1
  • B (Border ) :如果产生此LSA的路由器是ABR ,则置为1
  • links:LSA中的Link (链路)数量。Router LSA使用Link来承载路由器直连接口的信息

|--------------------------------------------------------|--------------------------|--------------------------|
| Link Type | Link ID | Link Data |
| Point-to-Point(P2P):描述一个从本路由器到邻居路由器之间的点到点链路,属于拓扑信息 | 邻居路由器的Router ID | 宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址 |
| TransNet:描述一个从本路由器到一个Transit网段(例如MA或者NBMA网段)的连接,属于拓扑信息 | DR的接口IP地址 | 宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址 |
| StubNet:描述一个从本路由器到一个Stub网段(例如Loopback接口)的连接,属于网段信息 | 宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址 | 该Stub网络的网络掩码 |

Router LSA描述P2P网络

<Huawei>display ospf lsdb router self-originate

Network-LSA

报文格式

  • Link State ID:DR的接口IP地址
  • Network Mask:MA网络的子网掩码
  • Attached Router:连接到该MA网络的路由器的Router-ID (与该DR建立了邻接关系的邻居的Router-ID,以及DR自己的Router-ID),如果有多台路由器接入该MA网络,则使用多个字段描述

SPF计算过程

其实这个候选列表可能不太看习惯,可以理解为原来的邻居列表,更看重的是开销值,从根节点开始,一个等级的子结点开始对比开销值,开销低就移到最短路径树上。就是重复这个操作,若是有两个相同的结点但开销不同,则选择开销低的路径

一直这样重复操作,最终得到最短路径树,后面就要计算最短路由

区域间路由计算

OSPF要求网络内的路由器同步LSDB,但是当网络规模达到一定程度时,LSDB会非常臃肿,设备根据LSDB进行计算也变得复杂。所以这时候就需要划分多区域

划分区域后,路由器主要分为两种角色:

区域内部路由器IR:所有接口同属于一个OSPF区域,如R1、R4、R5

区域边界路由器ABR:设备接口分别连接两个及两个以上不同区域,如R4、R5

区域间路由信息传递

  • R2依据Area 1内所泛洪的Router LSA及Network LSA计算得出192.168.1.0/24路由(区域内路由),并将该路由通过Network Summary LSA通告到Area 0。R3根据Area 0中的该L SA可计算出到达192.168.1.0/24的区域间路由。
  • R3重新生成一份Network Summary LSA通告到Area 2中,至此所有OSPF区域都能学习到去往192.168.1.0/24的路由。

Network Summary LSA

报文格式

  • LS Type:取值3,代表Network Summary LSA
  • Link State ID:路由的目的网络地址
  • Advertising Router:生成LSA的Router ID
  • Network Mask:路由的网络掩码
  • metric:到目的地址的路由开销

区域间的防环机制

在多域间路由中,并没有使用SPF树算法,而是使用了星型拓扑,中心为Area 0。每个区域都需要和Area 0进行相连。其它区域之间不直接相连

区域内则是使用SPF树算法,在区域外则使用星型拓扑进行防环机制

注:ABR不会将描述到达某个区域内网段路由的3类LSA在注入回该区域

因为3类LSA不会重新回到所处区域,所以上图中R1和R3都无法和10.0.2.2/32通信

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