OSPFv3详解-优快云博客

OSPFv3协议

ospf协议主要为ipv6里，内部路由器之间的内部网关协议，主要用于内部各路由器之间同步路由信息和生成最优路径。
OSPFv3分为5种报文：

Hello报文：建立和维护邻接关系，周期性的在使能了OSPF的接口上发送。报文内容包括一些定时器的数值、DR、BDR以及自己已知的邻居。
DD报文
LSR报文
LSU报文
LSAck报文

报文头格式

OSPFv3报文头格式

字段	长度	含义
Version	1字节	版本，OSPF的版本号。对于OSPFv3来说，其值为3。
Type	1字节	类型，OSPFv3报文的类型，有下面几种类型：1：Hello报文；2：DD报文；3：LSR报文；4：LSU报文；5：LSAck报文。
Packet length	2字节	OSPFv3报文的总长度，包括报文头在内，单位为字节。
Router ID	4字节	始发此包的路由器的Router ID。
Area ID	4字节	发送该报文的所属区域。
Checksum	2字节	使用IPv6标准16位校验和。校验内容包括前导的IPv6伪头和OSPF协议包头。伪头中的Upper-Layer Packet Length字段值等于OSPF包头中的Packet length字段值。如果包长度不是16位的整数倍，则用0填充后进行计算。计算校验和时校验和字段本身设置为0。
Instance ID	1字节	缺省值为0。允许在一个链路上运行多个OSPFv3的实例。每个实例应该具有唯一的Instance ID。Instance ID只在本地链路上有意义。如果接收到的OSPF包的Instance ID和本接口的Instance ID不同，则丢弃这个包。
0	1字节	保留字段，必须填0。

Hello

Hello报文是最常用的一种报文，其作用为建立和维护邻接关系，周期性的在使能了OSPF的接口上发送。报文内容包括一些定时器的数值、DR、BDR以及自己已知的邻居。
Hello报文格式

字段	长度	含义
Interface ID	4字节	唯一标识了建立连接的（发送Hello报文的）接口。
Rtr Pri	1字节	DR优先级。默认为1。如果设置为0，则路由器不能参与DR或BDR的选举。
Options	3字节	可选项：E：允许Flood AS-External-LSAs。MC：转发IP组播报文 N/P：处理Type-7 LSAs。DC：处理按需链路。 N — Type-7 LSA 处理相关。R — 为0时, 表明产生此条LSA的路由器状态down掉了。
HelloInterval	2字节	发送Hello报文的时间间隔。
RouterDeadInterval	2字节	失效时间。如果在此时间内未收到邻居发来的Hello报文，则认为邻居失效。
Designated Router ID	4字节	DR的接口地址。
Backup Designated Router ID	4字节	BDR的接口地址。
Neighbor ID	4字节	邻居，以Router ID标识。(注意为多个)

DD报文格式

两台路由器在邻接关系初始化时，用DD报文（Database Description Packet）来描述自己的LSDB，进行数据库的同步。报文内容包括LSDB中每一条LSA的Header（LSA的Header可以唯一标识一条LSA）。LSA Header只占一条LSA的整个数据量的一小部分，这样可以减少路由器之间的协议报文流量，对端路由器根据LSA Header就可以判断出是否已有这条LSA。在两台路由器交换DD报文的过程中，一台为Master，另一台为Slave。由Master规定起始序列号，每发送一个DD报文序列号加1，Slave方使用Master的序列号作为确认。
DD报文格式

字段	长度	含义
Options	3字节	可选项：E：允许Flood AS-External-LSAs；MC：转发IP组播报文；N/P：处理Type-7 LSAs；DC：处理按需链路。
Interface MTU	2字节	在不分片的情况下，此接口最大可发出的IP报文长度。
I	1比特	当发送连续多个DD报文时，如果这是第一个DD报文，则置为1，否则置为0。
M (More)	1比特	当发送连续多个DD报文时，如果这是最后一个DD报文，则置为0。否则置为1，表示后面还有其他的DD报文。
M/S (Master/Slave)	1比特	当两台OSPF路由器交换DD报文时，首先需要确定双方的主从关系，Router ID大的一方会成为Master。当值为1时表示发送方为Master。
DD sequence number	32比特	DD报文序列号。主从双方利用序列号来保证DD报文传输的可靠性和完整性。
LSA Header	可变	该DD报文中所包含的LSA的头部信息。

LSR报文

两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的和哪些LSA是已经失效的，这时需要发送LSR报文（Link State Request Packet）向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。LSR报文格式如下图所示，其中LS type、Link State ID和Advertising Router可以唯一标识出一个LSA，当两个LSA一样时，需要根据LSA中的LS sequence number、LS checksum和LS age来判断出所需要LSA的新旧。

LSR报文格式

字段	长度	含义
LS type	16比特	LSA的类型号。
Link State ID	32比特	根据LSA中的LS Type和LSA description在路由域中描述一个LSA。
Advertising Router	32比特	产生此LSA的路由器的Router ID。

LSU报文格式

用来向对端Router发送其所需要的LSA或者泛洪自己更新的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。LSU报文（Link State Update Packet）在支持组播和广播的链路上是以组播形式将LSA泛洪出去。为了实现Flooding的可靠性传输，需要LSAck报文对其进行确认。对没有收到确认报文的LSA进行重传，重传的LSA是直接发送到邻居的。
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字段	长度	含义
# LSAs	32比特	LSA的数量。

OSPFv3常用的LSA共有7种，分别为：

Router-LSA（Type1）
Network-LSA（Type2）
Inter-Area-Prefix-LSA（Type3）
Inter-Area-Router-LSA（Type4）
AS-external-LSA（Type5）
Link-LSA（Type8）
Intra-Area-Prefix-LSA（Type9）

图1 LSA头部结构
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Router-LSA

Router-LSA（Type1）：每个路由器都会产生，描述了路由器的链路状态和花费，在所属的区域内传播。
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Network-LSA

Network-LSA（Type2）：由广播网或NBMA网络中的DR产生，Network-LSA中记录了这一网络上所有路由器的Router ID，描述本网段的链路状态，在所属的区域内传播。

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字段	长度	含义
Options	24比特	参见Router-LSA的字段解释。
Attached Router	32比特	连接在同一个网络上的所有路由器的Router ID，也包括DR的Router ID。

Inter-Area-Prefix-LSA

IPv6的这些LSA与IPv4的OSPFv2中的type 3 summary-LSAs等同。由区域边界路由器始发，这些LSA描述了到其他区域的IPv6地址前缀。每个IPv6地址前缀单独发一个Inter-Area-Prefix-LSA。

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缺省路由的前缀长度为0。

Inter-Area-Router-LSA

IPv6的这些LSA与IPv4的OSPFv2中的Type 4 summary-LSAs等同。由区域边界路由器始发，这些LSA描述了到其他区域的IPv6地址前缀。每个LSA描述了到某台路由器的一条路由。

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Field	Length	Description
Options	24比特	Options字段描述的不是源路由器的能力，而是目的路由器所支持的能力，所以此字段值应该等于目的路由器的router-LSA的Options字段值。
metric	24比特	到目的地址的开销值。
Destination Router ID	32比特	LSA中描述的目的路由器的Router ID。