基于Packet Tracer的OSPF多区域中LSA的类型研究

郭丽 刘海燕

摘要：OSPF路由协议是互联网中被应用得较广泛的路由协议。在大型网络中，为了避免LSA通告太多、频繁的SPF计算问题，OSPF采用区域的概念来划分网络。在不同区域中，路由器根据各自的角色生成不同的LSA，各种LSA协同工作，最终生成路由表。文章将针对实例对OSPF多区域中的LSA的类型进行分析研究。

关键词：OSPF;多区域;LSA;ABR;ABSR

中图分类号：TP393-4        文献标识码： A

文章编号：1009-3044（2020）36-0001-02

1 区域的概念

OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先）协议是一种链路状态（Link-state）路由协议。为减轻区域内路由器的负担，OSPF把大型网络分隔为多个较小且可管理的单元，这个单元称为区域（Area）。OSPF将网络划分成骨干区域 （Area 0）和非骨干区域。每个区域都有自己独立的链路状态数据库，SPF路由计算独立进行。在一个OSPF网络中只能有一个骨干区域，区域号为0，可以有多个非骨干区域。骨干区域和非骨干区域之间相连的路由器叫作区域边界路由器ABR，ABR把区域内的路由转换成区域间路由，传播到其他区域。用来连接OSPF自治域系统与其他自治域系统的路由器称为自治系统边界路由器ASBR。

2 LSA的类型

LSA（Link-State Advertisement）叫链路状态通告，运行OSPF协议的路由器通过交换LSA数据包，最终生成路由信息。LSA的类型共有11种，本文重点研究前5种，分别是LSA1，LSA2，LSA3，LSA4，LSA5。

LSA1也叫路由器LSA（Router LSA），由区域内的路由器发出，描述的是路由器在该区域内的直连链路的信息。LSA2也叫网络LSA（Network LSA），由区域内的DR发出的，描述其在该网络上连接的所有路由器以及网段掩码信息，以及这个DR本身。LSA3也叫网络汇总LSA（Network Summary LSA），由ABR发出，描述的是AS内部本区域外部某一网段的路由信息，包括子网掩码，cost值等。LSA4也叫ASBR汇总LSA（ASBR Summary LSA），ABR发出的，用于通告ASBR信息。LSA5也叫自治系统外LSA（AS External LSA），用于引入外部路由，由ABSR产生。

3 OSPF多区域中LSA分析

3.1 拓扑设计

如图1所示，在该拓扑中，R1的F0/0口和R2的F0/0口被划分到OSPF的区域1中，R2的F0/1口和R3的F0/1口被划分到骨干区域0中。R2连接area 0和area 1区域，所以R2为ABR。R3同时运行OSPF协议和RIP协议，用于连接两个自治域系统，所以R3是ASBR。

3.2 LSA类型分析

3.2.1 LSA1

每个运行OSPF的路由器都会产生LSA1，LSA1包含了路由器在该区域内的所有链路及链路类型，链路出站方向的cost值等，LSA1只允许在本区域内泛洪，不会跨越ABR。在本实例中，R1，R2，R3都会产生LSA1，R1产生的LSA1，会发送到R2上，但不会跨越ABR（R2）发送到R3上。输入命令show ip ospf database router可以查看路由器中LSA1的具体内容。图2为R1产生的LSA1。R1在本区域（区域1）内有一条链路，LS Type为Router Links，即TYPE1，该LSA由路由器1.1.1.1产生，链路出站方向的cost值为1。

3.2.2  LSA2

LSA2存在于多路访问网络中，由DR产生，LSA2只在本区域Area内泛洪，不允许跨越ABR。在本实例中，R1和R2之间的链路为多路访问链路，并且R1是DR，所以R1会产生LSA2。并且将该LSA转发给R2。 输入命令show ip ospf database network可以查看路由器中LSA2的具体内容。 图3为R1产生的LSA2。该LSA描述了R1连接的路由器是2.2.2.2以及本身1.1.1.1，掩码/24。

LSA1，LSA2共同生成本区域内的链路状态数据库，使区域内每个路由器的LSDB达到同步，生成标识为“O”的路由，解决区域内部的通信问题。

3.2.3 LSA3

LSA3由ABR产生，ABR路由器将发送LSA3到一个区域，默认情况下，LSA3将通告区域内的所有子网，不进行汇总。在本实例中，R2是ABR，ABR将会产生LSA3，将区域0的路由信息发至区域1，并且将区域1的路由信息发至区域0，输入命令show ip ospf databse summary， 可以查看路由器中LSA3的具体内容。 图4为R2产生的LSA3。

从图中可以看出，R2汇总area 0的路由信息（192.168.1.0/24网络）发至R3，汇总area1的路由信息（192.168.2.0/24网络）发至R1，此时R1和R3均可生成标识为“O IA”的路由区域间的路由。

LSA1，LSA2，LSA3共同实现了区域间的通信。

3.2.4 LSA4

LSA4由ABR生成，描述的是ABR能够到达的ASBR。LSA4通告的是一个路由器而不是一个网络。在本实例中， R2产生4 类 LSA，其中描述的是R2能够到达到的ASBR即R3，并将该扩散至area 1，因此R1能够通过ABR到达ASBR。通过show ip ospf database asbr-summary可以查看路由器中LSA3的具体内容。 图5为R2产生的LSA4。R2能够到达ASBR R3，即3.3.3.3。

3.2.5 LSA5

LSA5描述了通往 OSPF 自治系统外的网络的路由信息，它由 ASBR 产生，并且泛洪至整个自治域系统内部。在本实例中，LSA5由R3产生，描述RIP的路由信息，该信息R1，R2均可收到，因此在R1，R2上会生成描述为“O E1”或“O E2 ”的路由。通过命令show ip ospf database external可以查看路由器中LSA5的具体内容。 图6为R3产生的LSA5。

从图中可以看出，LSA5描述的是AS外部，也就是10.1.1.0网络的路由信息。至此，在路由器上可生成全网路由。

4 结论

LSA1，LSA2可生成區域内LSDB，从而生成区域内路由，通过LSA1，LSA2，LSA3的计算，可生成所有ospf区域的路由，通过LSA1，LSA2，LSA3，LSA4，LSA5的计算，可以生成AS间的路由。LSA1通告的是链路状态信息。LSA2和LSA4通告的是路由器。LSA3和LSA5通告的是路由信息，LSA4通告的是ABSR路由器。5类LSA共同生成全网路由信息。

参考文献：

[1] 李洁，胡士斌，陈震，等.基于华eNSP仿真的企业专网 OSPF 多区域划分的构想和关键技术研究[J].软件， 2018，39（8）：78-83.

[2] 肖涛，何怀文，等.基于虚拟仿真的OSPF动态路由协议中LSA类型的实验教学设计[J].实验室科学，2018（6）.

【通联编辑：梁书】