Layer3 OSPF网络类型和LSA1、2

session 1 OSPF网络类型

使用ospf的网络类型修改命令可以看到OSPF支持的网络类型有如下5种：

R1(config-if)#ip ospf network ?

  broadcast            Specify OSPF broadcast multi-access network            广播网络

  non-broadcast        Specify OSPF NBMA network                                   非广播NBAR网络

  point-to-multipoint  Specify OSPF point-to-multipoint network          点到多点网络

  point-to-point       Specify OSPF point-to-point network                       点到点网络

R1(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint non-broadcast        点到多点非广播网络

一、broadcast广播网络

1、 hello10s，Dead40s

2、代表的L2层封装为EthernetII（以太网）

二、p2p点到点网络

1、 hello10s，Dead40s

2、代表的L2层封装为p2p封装（HDLC、PPP、FRp2p子接口、ATM）

三、NBMA非广播网络，代表L2层封装为Fream-relay（主接口、多点子接口），hello30s，Dead120s

1、Hello 30, Dead 120

2、所有非广播网络，都没有邻居自动发现功能，不会主动发送hello探测邻居包。但是可以使用：

R1(config)#router ospf 1 

R1(config-router)#neighbor 12.1.1.2    手动开启邻居探测功能，让路由器向邻居发送探测hello包（单播了）

R1(config-router)#exit

在NBMA网络类型中，手工配置了探测邻居功能，向指定的邻居 发送单播hello 的时候，在OSPF邻居关系建立中叫做Attempt状态（而不是two-way状态）

四、point-to-multipoint点到多点网络

1、Hello 30, Dead 120

2、 不存在对应的L2层封装（特殊的网络类型）

3、不需要选举DR/BDR

4、有邻居发现功能，会主动发hello包，不需要手工指neihbor

5、和PPP协议一样有邻居推送的接口32bit主机路由

6、对端邻居可以使用FR的p2p子接口

五、point-to-multipoint non-broadcast

1、Hello 30, Dead 120

2、 点到多点非广播网络不存在对应的L2层封装（特殊的网络类型）

3、 所有非广播网络，都没有邻居自动发现功能。同NBMA网络一样需要手工指neihbor

4、不需要选举DR/BDR

5、和PPP协议一样有邻居推送的接口32bit主机路由

      point-to-multipoint和point-to-multipoint non-broadcast是为了取代Fream-relay（主接口、多点子接口）NBMA网络设计出来的，可以在帧中继网络中将接口修改成这两种网络类型（看拓扑结构）

六、loopback网络类型

1、没有 ospf的hello包

总结：

p2p，p2mp，p2mp-non都描述一个区域为stub区域

broadcast和NBMA都描述一个区域为transit（传输）区域

上面这两个区域的区分是以LSA为区分的，两个不同区域的LSA是不一样的，两个区域的R相互看不懂对方的LSA

1、不同OSPF网络类型之间都可以建立邻接关系，但是必须要求hello和Dead时间相同才可以

R1(config-if)#ip ospf internet f0/0 可以查看hello和dead时间

R1(config-if)#ip ospf hello-interval 30

R1(config-if)#ip ospf dead-interval 120

时间修改成一样的，就可以建立邻接关系。但是不一定能传递链路数据库。

2、不同的OSPF网络类型对接，其中一端需要DR/BDR选举而另一端不需要DR/BDR选举的会没有路由（因为需要选举DR和不需要选举DR的网络类型的路由器发送的LAS是不一样的，对端也就看不懂，所以学不到路由）

3、不同的OSPF网络类型对接，只有两端都是非广播的网络类型才需要手工指neibhor，开启邻居探测hello功能

 

session 2 OSPF的链路状态数据报文LSA

一、LSA序列号

      1、LSDB（数据库）中每一个LSA都有一个序列号。序列号是用来衡量LSA的新旧的，序列号越大证明越新，当路由器收到一个比自己LSDB中的任何LSA都新的LSA（序列号大的）就会把这个收到的新的LSA放到自己的LSDB中，如果路由器收到一个比自己LSDB中的LSA序列号小的LSA，不但不会要还会把自己的LSA（序列号大的）发送给对方让对方来学习。

      2、LSA序列号范围从0x80000001——0x7FFFFFFF，在路由器中使用命令查看LSA的信息：

R1#show ip ospf database

             OSPF Router with ID (2.2.2.2) (Process ID 2)

                                Router Link States (Area 0)                                                   1类LSA

Link ID                 ADV Router           Age                  Seq#             Checksum Link count             
1.1.1.1                 1.1.1.1                 12                    0x80000002     0x00EA02 2                                               
2.2.2.2                 2.2.2.2                 12                    0x80000002     0x00DA05 2                                               

这里是2个1类LSA，没个link一个，整个area0中有2台Router，所以只有2个1类LSA

                                Net Link States (Area 0)                                                             2类LSA

Link ID                 ADV Router           Age                  Seq#             Checksum
12.1.1.2               2.2.2.2                 12                    0x80000001    0x001204                                                     

这里是2类LSA，DR发，所以只有一个

3、LSA的老化时间默认是1小时，OSPF每30min会flood一次，用来维护LSA数据库的同步。

 

二、LSA种类和功能（路由器就是通过LSDB中的link来画出网络的逻辑拓扑图的）

OSPF的LSA总共12种：

1、Router Link ，1类LSA，用来描述router的直连网段，特点：本area内所有router一致，不能传出本area。

一个直连link就会有一个1类LSA

      路由查找规律，首先查看LSDB中有无目的网络的link，如果有则查看哪个Router发给我的这条link，然后查看从哪个接口可以到达哪个发给我目的link的router，把数据包从接口发给那个router。如果发现发给我目的link的router不是和自己直连的（邻居），那么就看一下自己的邻居router有没有去往发给我目的link的（那台）路由器的路由，如果邻居可以到达，那么就把数据包发给邻居router，邻居router就有办法到达目的link网络了。

下面看一个拓扑：

loopback0 1.1.1.1 R1---12.1.1.0/24---R2 loopback0 2.2.2.2 

R1#show ip ospf database router                               查看1类LSA

                       OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                               Router Link States (Area 0)

   LS age: 412                                                                                                                             LSA的老化年龄
   Options: (No TOS-capability, DC)
   LS Type: Router Links                                                                                             LSA的类型为router links，也就是1类LSA
   Link State ID: 1.1.1.1                                                                                                  表明这条路由link的地址是下面这个路由器宣告给我的
   Advertising Router: 1.1.1.1                                                                              表明这个LSA是谁宣告的（1.1.1.1是自己）
   LS Seq Number: 80000008
   Checksum: 0xC81F
   Length: 48
    Number of Links: 2                                                   这个LSA中包含2条link信息

 

        Link connected to: a Stub Network                        表明这个link所在是个末梢网络
        (Link ID) Network/subnet number: 1.1.1.1            第一条link信息1.1.1.1
          (Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
           Number of TOS metrics: 0
             TOS 0  Metrics: 1

 

    Link connected to: a Transit Network                    表明这条link所在是个直连的传输网路
     (Link ID) Designated Router address: 12.1.1.1 表示邻接是DR,如果不是会显示Neighboring Router ID    

     (Link Data) Router Interface address: 12.1.1.1      表示到达R1（1.1.1.1）通过12.1.1.1这个接口地址

           Number of TOS metrics: 0
             TOS 0  Metrics: 10

 

上面这个是R1发的LSA，下面是R2发的LSA，R1与R2直连。在R1的LSDB中看到的信息，收集了R2发的1类LSA

 

   Routing Bit Set on this LSA
   LS age: 918
   Options: (No TOS-capability, DC)
   LS Type: Router Links
   Link State ID: 2.2.2.2                                                                                              表明链路link地址
   Advertising Router: 2.2.2.2                                                                          表明这个LSA是R-ID为2.2.2.2的路由器（R2）宣告的
   LS Seq Number: 80000007
   Checksum: 0x87EF
   Length: 84
   Area Border Router
   Number of Links: 2                                                                                                 2.2.2.2宣告的LSA中包含2个（它）直连link网络

 

       Link connected to: a Stub Network                                       
         (Link ID) Network/subnet number: 2.2.2.2                  第一个link信息，网络2.2.2.2（R2还回地址）
         (Link Data) Network Mask: 255.255.255.255            link的掩码
           Number of TOS metrics: 0
             TOS 0 Metrics: 1

       Link connected to: a Transit Network
         (Link ID) Designated Router address: 12.1.1.1        表示邻居是DR,如果不是会显示Neighboring Router ID
         (Link Data) Router Interface address: 12.1.1.2        表示通过12.1.1.2这个下一跳可以到达R2（2.2.2.2）

           Number of TOS metrics: 0
             TOS 0 Metrics: 10

 

2、Net Link，2类LSA，由DR发送汇总信息。特点：本area内flood

一个DR一个2类LSA，link-ID是DR的router-ID，比如p2p(WAN串口S)网络类型中就没有LSA2，因为没有DR。

R1#show ip ospf database network                                       查看2类LSA，只有DR才会发2类的LSA-link

                       OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                                Net Link States (Area 0)                                                                         表明2类LSA

   Routing Bit Set on this LSA
   LS age: 870
   Options: (No TOS-capability, DC)
   LS Type:  Network Links
   Link State ID: 12.1.1.1 (address of Designated Router)                       DR的接口地址
   Advertising Router: 1.1.1.1                                                              宣告这个2类LSA的路由器的R-id
   LS Seq Number: 80000002                                                           
   Checksum: 0x48D1
   Length: 32
   Network Mask: /24                                                                                     表明这个宣告的LSA的子网掩码
               Attached Router: 1.1.1.1                                                         这个2类LSA中所包含R-other路由器（R-ID），这里是2个
               Attached Router: 2.2.2.2

        一个area0中可能出现2个DR，DR是以网段算的，一个网段只能有一个DR，也就是说直连链路的两端只能有一个DR。

        DR可以理解成是每个网段（OSPF网络类型为多路访问型，有广播型（以太网）和非广播NBMR（帧中继））都选举一个DR。在同一个区域中有多个网段时，就会出现多个DR了。