OSPF协议中的11种LSA类型详解

OSPF协议中的11种LSA类型详解

OSPF（开放最短路径优先）是一种链路状态路由协议，用于在IP网络中计算最佳路由。在OSPF网络中，路由器通过交换链路状态通告（LSA）来构建网络拓扑图。本文将详细介绍OSPF协议中的11种LSA类型，包括它们的用途、功能以及在网络中的传播方式。

在上一篇文章中，我们解释了链路状态更新（LSU）数据包的目的，并分析了包含在LSU数据包中的链路状态通告（LSA）信息。我们还看到了在OSPF网络中发现的最常见的LSA数据包。在这篇文章中，我们将深入分析所有11种OSPF LSA类型，使用网络拓扑图和示例来帮助理解每种LSA类型何时使用以及它们如何保持OSPF网络的更新。

LSA类型快速概述

在我们开始之前，让我们快速浏览一下我们将涵盖的不同类型的OSPF LSA数据包：

• LSA类型1：OSPF路由器LSA
• LSA类型2：OSPF网络LSA
• LSA类型3：OSPF汇总LSA
• LSA类型4：OSPF ASBR汇总LSA
• LSA类型5：OSPF ASBR外部LSA
• LSA类型6：OSPF组成员LSA
• LSA类型7：OSPF非纯区域（NSSA）外部LSA
• LSA类型8：OSPF外部属性LSA（OSPFv2）/链路本地LSA（OSPFv3）
• LSA类型9：OSPF链路范围不透明（OSPFv2）/区域内前缀LSA（OSPFv3）
• LSA类型10：OSPF区域范围不透明LSA
• LSA类型11：OSPF自治系统范围不透明LSA

LSA负载的大小根据LSA类型及其包含的信息而变化。下图清楚地显示了LSA如何包含在LSU中：

图1. OSPF LSU数据包中包含的LSA类型

如上所述，OSPF目前支持11种类型的LSA。每种LSA都在OSPF网络的特定边界内使用。OSPF概念，包括路由器角色，如指定路由器（DR）、区域边界路由器（ABR）、自治系统边界路由器（ASBR）、OSPF区域等，在我们的文章《OSPF基本概念——OSPF区域——路由器角色》中有深入分析。本文假设读者对基本的OSPF理论有很好的理解，并且熟悉OSPF概念。

LSA类型1——OSPF路由器LSA

LSA类型1（路由器LSA）数据包在同一个区域内的路由器之间发送，并且不会离开该区域。一个OSPF路由器使用LSA类型1数据包描述其自己的接口，同时也携带有关其邻居的信息到同一区域的相邻路由器。

图2. 同一区域内OSPF路由器之间交换的LSA类型1数据包

LSA类型2——OSPF网络LSA

LSA类型2（网络LSA）数据包由指定路由器（DR）生成，用于描述直接连接到其段的所有路由器。LSA类型2数据包在同一个区域的邻居之间泛洪，并且保留在该区域。

图3. OSPF DR和邻居路由器之间交换的LSA类型2数据包

LSA类型3——OSPF汇总LSA

LSA类型3（汇总LSA）数据包由区域边界路由器（ABR）生成，用于汇总其直接连接的区域，并使用汇总前缀（例如192.168.0.0/22）向其连接的其他区域的路由器通告跨区域的路由器信息。LSA类型3数据包在整个网络的多个区域中泛洪，有助于OSPF的可扩展性，使用汇总前缀。

图4. OSPF ABR路由器向区域0通告汇总路由192.168.2.0/24

查看上图，ABR路由器R2创建一个类型3汇总LSA并将其泛洪到区域0。类似地，ABR路由器R3创建一个类型3汇总LSA并将其泛洪到区域2。类型3汇总LSA在路由器路由表中显示为O IA条目。

LSA类型4——OSPF ASBR汇总LSA

LSA类型4（ASBR汇总LSA）数据包是用于通告自治系统边界路由器（ASBR）存在的LSA。在下面的例子中，当R2（ABR）从R1接收到LSA类型1数据包时，它将创建一个LSA类型4（汇总ASBR LSA）数据包，该数据包通告从区域1接收到的ASBR路由，并将其注入到区域0。

图5. 由R2 ABR和R3 ABR注入到区域0和2的LSA类型4数据包

虽然LSA类型4数据包由ABRs用于在它们的区域中通告ASBR路由，但它们不会由ASBR本身在其本地区域（区域1）中使用；ASBR使用LSA类型1来通知其邻居（在这种情况下为R2）在其网络中。

LSA类型5——OSPF ASBR外部LSA

LSA类型5（ASBR外部LSA）数据包由ASBR生成，用于将外部重分布路由通告到OSPF的自治系统（AS）。一个典型的LSA类型5示例是一个外部前缀，例如192.168.10.0/24或默认路由（互联网），如下所示：

图6. LSA类型5数据包向所有OSPF路由器通告默认路由

这个外部路由/前缀由ASBR（R1）重分布到OSPF网络中，并在其他OSPF路由器的路由表中显示为O E1或E2条目。

LSA类型6——OSPF组成员LSA

LSA类型6（组成员LSA）数据包是为多播OSPF（MOSPF）设计的，这是一种支持通过OSPF进行多播路由的协议。MOSPF不被Cisco支持，使用范围有限，预计很快将被弃用。

LSA类型7——OSPF非纯区域（NSSA）外部LSA

LSA类型7（NSSA外部LSA）数据包用于某些特殊区域类型，这些区域不允许外部重分布路由通过，因此阻止LSA类型5数据包通过它们泛洪。LSA类型7数据包作为LSA类型5数据包的掩码，允许它们通过这些特殊区域并到达能够将LSA类型7数据包转换回LSA类型5数据包的ABR。

图7. LSA类型7数据包通过NSSA传递并在ABR处转换为LSA类型5

在上面的例子中，ABR R2将LSA类型7转换为LSA类型5并将其泛洪到OSPF网络中。

LSA类型8——OSPF外部属性LSA（OSPFv2）/链路本地LSA（OSPFv3）

在OSPFv2（IPv4）中，LSA类型8数据包（外部属性LSA）用于在OSPF网络中传输BGP属性，同时BGP目的地通过LSA类型5数据包传达，然而，这个功能不被大多数路由器支持。在OSPFv3（IPv6）中，LSA类型8被重新定义为携带IPv6信息通过OSPF网络。

LSA类型9、10和11

通常，不透明LSA（LSA类型9、10和11）用于扩展OSPF的功能，允许协议携带OSPF不一定关心的信息。不透明LSA的实际应用是在MPLS流量工程中，它们用于通信接口参数，如最大带宽、未预留带宽等。以下是三种不透明LSA的简要分析。

LSA类型9——OSPF链路范围不透明（OSPFv2）/区域内前缀LSA（OSPFv3）

在OSPFv2（IPv4）中，LSA类型9定义为链路范围不透明LSA，用于携带OSPF信息。对于OSPFv3，它被重新定义为处理特殊区域类型（如Stub区域）的通信前缀。

LSA类型10——OSPF区域范围不透明LSA

LSA类型10数据包用于在其他区域路由器之间泛洪OSPF信息，即使这些路由器不处理此信息，以扩展OSPF的功能。这种LSA用于流量工程，以通告MPLS和其他协议。

LSA类型11——OSPF自治系统范围不透明LSA

LSA类型11数据包与LSA类型10数据包具有相同的目的，但不会泛洪到特殊区域类型（Stub区域）。

总结

在这篇文章中，我们分析了所有11种OSPF LSA数据包类型并解释了它们的目的。我们还分析了LSA数据包的结构，并使用网络拓扑图帮助说明LSA数据包如何在路由器和OSPF区域之间流动。对于更多高质量的OSPF文章，请访问我们的OSPF部分。