OSPF 报文类型

前 言

    要理解OSPF路由协议的工作原理，特别是路由更新机制，首先就要对它的各种报文格式有一个全面的了解。OSPF报文主要有5种：Hello报文、DD （Database Description，数据库描述）报文、LSR （LinkState Request，链路状态请求）报文、LSU（LinkState Update，链路状态更新）报文和LSAck（LinkState Acknowledgment，链路状态应答）报文。它们各自在OSPF路由更新中所担当的用途不一样，报文格式也存在比较大的差别。

OSPF 报文详解

OSPF用IP报文直接封装协议报文，协议号为89。

OSPF分为5种报文：Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报文。

OSPF这五种报文具有相同的报文头格式，长度为24字节。

报头图

  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）。

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。

 

Hello报文： 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。我们在第8章中已经知道，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。

Hello报文图

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。

数据库描述报文（DD—Databasa Description）：进行主从路由器的选举，并用来向邻居路由器描述本地链路状态数据库，使得邻居路由器识别出数据库中的LSA是否完整。

DD报文格式

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 Header：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。

因为DD报文仅在两台OSPF路由器初始化连接时才进行DD交换，所以它没有发送周期，以后的数据库存同步是通过LSR、LSU和LSAck报文进行同步的。

 

链路状态请求报文（LSR——Link State Request）：路由器根据邻居的DD报文，判断本地数据库是否完整，如不完整，路由器把这些LSA记录进链路状态请求列表中，然后发送一个LSR给邻居路由器。

 LSR报文格式

LS type：4字节，指定所请求的LSA类型，主要共7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。

 

链路状态更新报文（LSU——Link State Update）：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报文格式

Number of LSA：4字节，指定此报文中共发送LSA的数量。

链路状态确认报文（LSAck——Link State Ack）：用来对收到的LSA进行确认，保证同步过程的可靠性。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）。LSAck报文根据不同链路以单播或组播形式发送。

LSAck报文格式

LSAs Headers: 可变, 通过LSA的头部信息确认收到该LSA。

DD、LSR、LSU、LSAck与LSA的关系：

• DD报文中包含LSA头部信息，包括LS Type、LS ID、Advertising Router 、LS Sequence Number、LS Checksum。

• LSR中包含LS Type 、LS ID和Advertising Router 。

• LSU中包含完整的LSA信息。

• LSAck中包含LSA头部信息，包括LS Type、LS ID、Advertising Router、LS Sequence Number、LS Checksum。

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本期讲师，奥斯科数通朱老师，下期讲解：OSPF邻居建立过程。