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  • OSPF种报文

    千次阅读 2019-09-13 23:19:16
    OSPF种报文 Hello:第10S发送一次。 40S这是dead interval.建立与维持邻居关系统。 DBDescription:链路状态数据库描述数据包-------DBD编号为2的OSPF数据包对ospf的网络拓扑进行描述 数据包在链路状态数据库交换...

    OSPF五种报文

    Hello:第10S发送一次。 40S这是dead interval.建立与维持邻居关系统。
    DBDescription:链路状态数据库描述数据包-------DBD编号为2的OSPF数据包对ospf的网络拓扑进行描述

    数据包在链路状态数据库交换期间产生,主要作用有三个:

     ①选举交换链路状态数据库过程中的主从关系
       ②确定交换链路状态数据库过程中的初始序列号
       ③交换所有的LSA数据包头部
    

    LSRequest:编号为3的OSPF数据包用于请求在DBD交换过程中发现的本路由器中没有的或已过时的LSA包细节
    LSUpdate:编号为4的OSPF数据包功能:用于存储和传递路径信息用于将多个LSA泛洪,也用于对接收到的链路状态更新进行应答
    LSACKnowledge: 编号为5的数据包用于对接收到的LSU进行确认。如果发送确认的路由器的状态是DR或者BDR,确认数据包发送到
    OSPF的组播地址224.0.0.5如果发送确认的路由器状态不是DR或BDR,确认将被发送到OSPF路由器组播地址224.0.0.6
    注意:OSPF是一种链路状态型路由协议,路由与路由不会传输路由条目。只会传输LSA(共有11种)。路由器收到LSA通过OSPF路由协议的算法计算得出路由表。

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  • OSPF种报文类型

    千次阅读 2020-05-03 08:41:10
    1、OSPF报文字段 可选项: DN:用于解决mpls中的环路问题 O:用于流量工程 ...2、ospf报文类型 2.1、Hello报文:用于发现、建立和维护邻居关系 2.2、DD(数据库描述)报文:描述LSDB情况,交换...

    1、OSPF报文字段

    ospf报文类型

    可选项:
    DN:用于解决mpls中的环路问题
    O:用于流量工程
    DC:按需链路
    L:校验
    N/P:NSSA,可以处理LSA-7;P位只会出现在LSA-7的报文中
    MC:组播报文转发
    E:允许泛洪LSA-5
    MT:始发路由器支持多拓扑OSPF

    2、ospf报文类型

    2.1、Hello报文:用于发现、建立和维护邻居关系
    2.2、DD(数据库描述)报文:描述LSDB情况,交换链路状态数据库摘要
    2.3、LSR(链路状态请求)报文:请求自身缺少的链路状态信息
    2.4、LSU(链路状态更新)报文:发送详细的链路状态信息,回应LSR的请求
    2.5、LSAck(链路状态确认)报文:收到LSU后进行确认,发送确认报文

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  • 最通俗易懂的OSPF种报文+七种状态

    千次阅读 多人点赞 2020-03-09 10:20:33
    OSPF报文: 封装在IP报文中,协议号为89 (1)hello报文:发现、协商、维护(周期发送)OSPF邻居; (2)DD报文:数据库描述报文,携带LSA的摘要; (3)LSR报文:请求本设备缺少的LSA信息; (4)LSU报文:携带...

      既然要讲到OSPF的五种报文、七种状态,那我们就来看一下OSPF究竟是什么个东西。

    OSPF是什么?

      OSPF,Open Shortest Path First,一种链路状态路由协议,更是一种内部网关协议(如下图),封装在IP报文中,协议号为89。简单的理解,部署了该协议的网络会周期性收集拓扑和路由的所有信息,然后计算出到达目的网段的最短路径,并且通过周期更新机制实时监控网络的变化。

    按区域自治与否,可分为:IGP(AS内部)、EGP(AS与AS之间)
    按路由算法,可分为:
      ①链路状态路由协议
      ②距离矢量路由协议

    IGP:工作在AS内,周期更新,收集运行了该协议的路由信息并实时监控网络的变化(如OSPF、ISIS、RIP);
    EGP:工作在AS之间,不存在周期更新,存在触发更新,主要用于传递和选择AS间的路由(如BGP);

    动态路由协议的一般应用

    • 无环路
        类似于STP生成树协议,每一个OSPF区域(每一朵“云”)相当于一个树干的枝杈,不会构成环路。

    • 收敛快
        这是作为动态路由所特有的特点,每当链路/设备出现故障时,该部署了OSPF的区域会动态的扫描并感知到链路状态异常,从而进行拓扑的链路的更新。

    • 扩展性好
        可以划分为多个OSPF区域,就像树干可以长出多个枝杈一样。

    • 支持认证
        认证,是为了提高网络通信的安全性,OSPF区域下所有设备接口之间的相互认可的一种口令/密钥方式。就像直播房间平台下,你输入对应的密码/房间号才可以进去一样。

    OSPF的五种报文,你知道哪几个?

    (1)Hello报文:发现、协商、维护(周期发送)OSPF邻居;
     关于邻居的发现,有两种方式:
     ①自动发现:通过发送目的IP地址为224.0.0.5;
     ②手工指定(NBMA)

    那两者如何才能成功建立邻居(两者如何通过hello报文协商“邻居的建立”)
     通过查看ospf报文的头部,我们可以知道影响OSPF邻居建立的因素:
     ①version必须要一致;
     ②router id不能一致;
     ③area ID要一致;
     ④authentication-mode要一致,password也要一致;
     ⑤netmask要一致(广播、NBMA网络中有这一要求的);
     ⑥hello/dead time要一致;
     ⑦option字段的N bit和E bit要一致;

    N位/E位代表的功能区域
    N=0,E=0代表stub区域(末节区域)
    N=0,E=1代表普通区域
    N=1,E=0代表NSSA区域 (Not so 末节区域)

    N=1,代表支持7类LSA
    E=1 ,代表支持5类LSA

    (2)DD(Database Description)报文:数据库描述报文,携带LSA的摘要(就像快递单号,仅仅是对快递具体内容的简单描述标识而已);

    注意:DD报文携带的LSA摘要有什么字段?

     答:link state typelink state idadvertiser(简称ADV)

    (3)LSR(link state request)报文:请求本设备缺少的LSA信息(很容易理解,请求的东西一般是自己没有的),通过携带本设备所缺少的LSA的摘要信息来实现请求;

    (4)LSU(link state update)报文:携带LSA信息的报文。(类似于报刊会按照你订阅所需要看、但又还没有收到的报纸的单号进行递送)

    • ①收到了LSR请求报文后,LSU会进行回复;
    • ②默认情况下,LSU报文会周期为1800s动态更新,dead time为3600s;
    • ③当网络发生变化时,也会发送出LSU更新链路状态(触发更新);

    (5)LSACK(link state ACK)报文:用来确认收到了LSU的报文,携带了LSA的详细信息(而不仅是LSA摘要了);(快递员给你送完东西,这时候快递员会验收确认,我们这边也要验货看看有无缺损、符不符合当初买的标准和实际的需求)

    PS:LS Ack报文携带的仅是LSA的摘要并不会携带完整的LSA,跟DD报文类似。


    那OSPF协议是怎么通过这几个报文运作?

     下图很好地描述了其运作的流程:
    OSPF报文-简单时序图

      上图粗略的描述了ospf路由协议是怎么通过报文运作的。但我还是墙裂建议各位亲自抓取OSPF报文来分析,理解会更深一点。

    OSPF状态机是如何运作的啊?

    1、down:刚开机时,随即发送第一个hello报文的状态。

    2、init:发送了第一个hello报文后,等待收到对方发来hello报文的状态。

    • attempt:跟init状态类似,但它只用于NBMA接口网络类型之中

    3、2-way:双向连接,收到了邻居发来的hello报文(其中携带一些信息说明本设备为邻居的route id等),在这个状态里完成DR和BDR的选举

    PS:
      DR(Designated Router),指定路由器
      BDR(Backup Designated Router),备份指定路由器

    4、exstart:双方开始交换‘空’的DD报文,通过DD报文中序号等摘要信息协商并选举出主从设备。

    为什么要选举主从设备?
     选举主从设备用于确定由哪台路由器开始发送DBD包。
     由于ospf主要是建立在IP数据包的基础上,所以没有tcp报文的可靠传输保证,所以需要建立主从关系保证DBD数据库描述信息可靠交互。虽然主从选举表面只是一种关系选举,实际上是一种可靠更新机制,保证数据传输有序、可靠。

      其中主从关系选举与优先级无关,只与Router-ID 有关

    • router id较大的设备(比如选举出的主设备),不一定是DR

    5、exchange:双方交换携带了LSA摘要DD报文,用于同步LSDB(可以说双方各自存储着自己的LSA报文数据库即LSDB)。

    6、loading:用于加载exchange交换之后各自缺少的LSA报文。(此过程会发送LSR、LSU、LSAck报文)

    7、**full:**同步LSDB完成。(此过程拓扑链路发生变化会发送HELLO、DD报文、LSR、LSU、LSAck报文,以进行动态刷新LSDB)


      下面演示七种状态通过OSPF协议如何运作的一个状态机制:

    OSPF--状态机


     下图进一步的描述了OSPF协议的状态机大致运作流程。 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200310172758110.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyNjA1MzAw,size_16,color_FFFFFF,t_70)
    如果OSPF进程停留在某个状态,问题出至哪里呢?

    答:
    停留在init状态:存在流量过滤,或链路存在单点故障
    停留在2-way状态:DR/BDR选举卡住了,通常是路由器中双方或某一方弃权了导致选举不成功(优先级为0时代表弃权)

    停留在exstart、exchange、loading状态:通常是本端接口的MTU与对端接口的MRU不一致,本端发送的报文过大,对端接收不过来;(但注意两设备互联接口的MTU不匹配,华为默认不检查的)

    那OSPF链路状态(拓扑)发生改变时怎么办?

    答:OSPF是链路状态路由协议,当链路状态(拓扑)发生变化时会执行触发更新机制,即:当链路状态发生改变时,运行OSPF的设备就会泛洪发出链路更新报文(LSU),如此很快地就告知给了所有相邻的路由器,然后通过比对链路数据库(LSDB)与路由表(Routing table),找出拓扑变化的部分,进而更新LSDB。


    搞懂邻居关系、邻接关系及其区别

    1、邻居关系?邻接关系?
     邻居关系:邻居之间只能发送hello报文;
     邻接关系:OSPF的五种报文都可以发送;

    2、DR、BDR、DR other

    在这之前我们先明白**DR、BDR、DR other是什么角色?**

    DR:相当于一个班级(广播网络)里被选举出来的正班长。
    BDR:相当于一个班级里选举出来的的副班长。
    DR other:该班级学生里面除了上面的正班长、副班长之外的“臣子”了。

    3、邻居关系和邻接关系区别?
      理解了DR、BDR 和 DR other所扮演的角色,我们可以这样认为:邻居关系是简单的隔壁关系,邻接关系是更深层次的友好关系。

    • DR/BDR与DR other之间是邻接关系;(班长/副班长与班级同学肯定友好啦)
    • BDR与DR之间是邻接关系;(副班长与班长肯定友好啦)
    • DR other与DR other之间邻居关系;(同学和同学就是毗邻而已,关系不一定友好)
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  • OSPF报文

    2019-01-30 20:20:00
    3.2 OSPF报头及各种报文...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。 图1OSPF报文头格式 ...

    3.2 OSPF报头及各种报文格式

       3.2.1 OSPF协议报头格式

    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。

    图1 OSPF报文头格式 

    字段

    长度

    含义

    Version

    1字节

    版本,OSPF的版本号。对于OSPFv2来说,其值为2。

    Type

    1字节

    类型,OSPF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

    OSPF报文的总长度,包括报文头在内,单位为字节。

    Router ID

    4字节

    发送该报文的路由器标识。

    Area ID

    4字节

    发送该报文的所属区域。

    Checksum

    2字节

    校验和,包含除了认证字段的整个报文的校验和。

    AuType

    2字节

    验证类型,值有如下几种表示, 0:不验证;1:简单认证;2:MD5认证。

    Authentication

    8字节

    鉴定字段,其数值根据验证类型而定。当验证类型为0时未作定义;类型为1时此字段为密码信息;类型为2时此字段包括Key ID、MD5验证数据长度和序列号的信息。

    MD5验证数据添加在OSPF报文后面,不包含在Authenticaiton字段中。

     

       3.2.2 OSPF hello报文及格式

             建立和维护相邻邻居路由器之间的邻接关系。

             内容:定时器设置、DR、BDR及路由器已知的邻居路由器。

             P2P和广播类型网络中,hello包以组播(224.0.0.5)形式HelloInterval周期(默认10S)一次;P2MP和NBMA网络中,以PollInterval为周期(默认60S),单播方式向状态为Down的邻居发送一个Hello报文(其他类型的网络时不会把Hello报文发送给状态为Down的路由器)。如果在设定的DeadInterval时间(通常至少是4*Hello时间)内没有收到对端发送的Hello报文,本地路由器会认为对端路由器无效。

    图1 OSPF Hello报文格式 

    字段

    长度

    含义

    Network Mask

    32比特

    发送Hello报文的接口所在网络的掩码。

    HelloInterval

    16比特

    发送Hello报文的时间间隔。

    Options

    8比特

    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

    Rtr Pri

    8比特

    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。

    RouterDeadInterval

    32比特

    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

    32比特

    DR的接口地址。

    Backup Designated Router

    32比特

    BDR的接口地址。

    Neighbor

    32比特

    邻居,以Router ID标识。

    图2 OSPF Hello 

       3.2.3 OSPF DD报文及格式

             描述本地路由器的链路状态数据库(LSDB),即本地LSDB中包含哪些LSA。在两个路由器初始化连接时要交换DD报文,以便数据库同步。

             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。

    图1 DD报文格式 

    字段

    长度

    含义

    Interface MTU

    16比特

    在不分片的情况下,此接口最大可发出的IP报文长度。

    Options

    8比特

    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。

    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 Headers

    可变

    该DD报文中所包含的LSA的头部信息。

    报文示例

    图2 OSPF DD报文 

     

       3.2.4 OSPF LSA报文及格式

             LSR报文用于请求相邻路由器链路状态数据库中的一部分数据。交换完DD报文后,指导对端路由器有哪些LSA是本地LSDB没有的,移机哪些LSA是已经失效的,需要一个LSR报文,向对方请求所需的LSA。

             LSR报文内容包括所需的LSA摘要: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。

     

    字段

    长度

    含义

    LS type

    32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。

    报文示例

    图1 OSPF LSR 

     

       3.2.5 OSPF LSU报文及格式

             LSU报文是LSR请求报文的应答报文,用来向对端路由器发送所需的真正LSA内容或者泛洪自己更新的LSA,可以是多条LSA完整内容的集合。LSU报文内容部分包括此次一共发送的LSA熟料和每条LSA的完整内容。

             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。

     

    字段

    长度

    含义

    Number of LSAs

    32比特

    LSA的数量。

    常用的LSA共有5种,分别为:Router-LSA、Network-LSA、Network-summary-LSA、ASBR-summary-LSA和AS-External-LSA。

    所有的LSA都有相同的报文头:

     

    字段

    长度

    含义

    LS age

    16比特

    LSA产生后所经过的时间,以秒为单位。无论LSA是在链路上传送,还是保存在LSDB中,其值都会在不停的增长。

    Options

    8比特

    可选项:

    • E:允许泛洪AS-External-LSA;
    • MC:转发IP组播报文;
    • N/P:处理Type-7 LSA;
    • DC:处理按需链路。

    LS type

    8比特

    LSA的类型:

    • Type1:Router-LSA
    • Type2:Network-LSA
    • Type3:Network-summary-LSA
    • Type4:ASBR-summary-LSA
    • Type5:AS-External-LSA
    • Type7:NSSA-LSA

    Link State ID

    32比特

    与LSA中的LS Type和LSA description一起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。

    LS sequence number

    32比特

    LSA的序列号。其他路由器根据这个值可以判断哪个LSA是最新的。

    LS checksum

    16比特

    除了LS age外其它各域的校验和。

    length

    16比特

    LSA的总长度,包括LSA Header,以字节为单位。

    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。

    图1 Router-LSA格式 

    字段

    长度

    含义

    Link State ID

    32比特

    生成LSA的Router ID。

    V (Virtual Link)

    1比特

    如果产生此LSA的路由器是虚连接的端点,则置为1。

    E (External)

    1比特

    如果产生此LSA的路由器是ASBR,则置为1。

    B (Border)

    1比特

    如果产生此LSA的路由器是ABR,则置为1。

    # links

    16比特

    LSA中所描述的链路信息的数量,包括路由器上处于某区域中的所有链路和接口。

    Link ID

    32比特

    路由器所接入的目标,其值取决于连接的类型:

    • 1:Router ID;
    • 2:DR的接口IP地址;
    • 3:网段/子网号;
    • 4:虚连接中对端的Router ID。

    Link Data

    32比特

    连接数据,其值取决于连接的类型:

    • unnumbered P2P:接口的索引值;
    • stub网络:子网掩码;
    • 其它连接:路由器接口的IP地址。

    Type

    8比特

    路由器连接的基本描述:

    • 1:点到点连接到另一台路由器;
    • 2:连接到传输网络;
    • 3:连接到stub网络;
    • 4:虚拟链路。

    # TOS

    8比特

    连接不同的TOS数量。

    metric

    16比特

    链路的开销值。

    TOS

    8比特

    服务类型。

    TOS metric

    16比特

    和指定TOS值相关联的度量。

    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。

    图2 Network-LSA格式 

    字段

    长度

    含义

    Link State ID

    32比特

    DR的接口IP地址。

    Network Mask

    32比特

    该广播网或NBMA网络地址的掩码。

    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。

    Summary-LSA格式

    Network-summary-LSA(Type3):描述区域内所有网段的路由,并通告给其他相关区域。

    ASBR-summary-LSA(Type4):描述到ASBR的路由,通告给除ASBR所在区域的其他相关区域。

    Type3和Type4的LSA有相同的格式,它们都是由ABR产生。

    图3 Summary-LSA格式 

    字段

    长度

    含义

    Link State ID

    32比特

    通告的网络地址。如果是ASBR Summary LSA,此字段表示ASBR的Router ID。

    Network Mask

    32比特

    该广播网或NBMA网络地址的掩码。如果是ASBR Summary LSA,此字段无意义,设置为0.0.0.0。

    metric

    24比特

    到目的地址的路由开销。

    TOS

    8比特

    服务类型。

    TOS metric

    24比特

    和指定TOS值相关联的度量。

    通告缺省路由时,Link State ID和Network Mask都设置为0.0.0.0。

    AS-External-LSA

    AS-External-LSA(Type5):由ASBR产生,描述到AS外部的路由,这是五种LSA中,唯一一种通告到所有区域(除了Stub区域和NSSA区域)的LSA。

    图4 AS-External-LSA格式 

    字段

    长度

    含义

    Link State ID

    32比特

    通告的网络地址。

    Network Mask

    32比特

    通告的目的地址的掩码。

    E

    1比特

    外部度量值类型:

    • 0:第一类外部路由;
    • 1:第二类外部路由。

    metric

    24比特

    到目的地址的路由开销。

    Forwarding Address

    32比特

    到所通告的目的地址的报文将被转发到这个地址。

    External Route Tag

    32比特

    添加到外部路由上的标记。OSPF本身并不使用这个字段,它可以用来对外部路由进行管理。

    TOS

    8比特

    服务类型。

    TOS metric

    24比特

    TOS附加距离信息。

    Type5的LSA可以用来通告缺省路由,此时Link State ID和Network Mask都设置为0.0.0.0。

    报文示例

    图5 Network-LSA 

    图6 Router-LSA 

    图7 Summary-LSA 

     

       3.2.5 OSPF LSAck报文及格式

             LSAck报文是路由器在收到对端发来的LSU报文后发送出的确认报文,内容是需要确认的LSA头部(一个LSAck报文可对多个LSA进行确认)。LSAck(Link State Acknowledgment Packet)报文根据不同的链路以单播或组播的形式发送。

     

    图1 OSPF LSAck报文格式 

    字段

    长度

    含义

    LSAs Headers

    可变

    通过LSA的头部信息确认收到该LSA。

     

    LSA报头格式

     

    报文示例

    图2 OSPF LSAck 

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/laixufie2046/p/10339673.html

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