假装网络工程师10——ospf中的4,5类lsa详解

一、背景介绍

之前介绍了ospf中共有7中lsa类型，其中骨干区域与普通区域间通过1，2，3类lsa能够在本地计算出网络拓扑，其中连接骨干区域与普通区域的路由器成为abr，这样在一个ospf自治系统内就可以实现相互访问，但位于该as之外的路由，却无法访问，为了解决该问题，引入了4类和5类lsa。

二、网络拓扑

本次实验网络拓扑如图所示，R4的loopback接口模拟外部网络，R3与R4之间使用p2p网络类型

由于R4的loopback接口属于as外接口，为宣告进ospf中，也没有引入外部路由，所以此时R3上并没有该网段的路由

[R3]display ospf routing 

     OSPF Process 1 with Router ID 3.3.3.3
          Routing Tables 

 Routing for Network 
 Destination        Cost  Type       NextHop         AdvRouter       Area
 34.0.0.0/24        48    Stub       34.0.0.1        3.3.3.3         0.0.0.0
 123.0.0.0/24       1     Transit    123.0.0.3       3.3.3.3         0.0.0.1
 11.11.11.11/32     1     Stub       123.0.0.1       1.1.1.1         0.0.0.1
 22.22.22.22/32     1     Stub       123.0.0.2       2.2.2.2         0.0.0.1

 Total Nets: 4  
 Intra Area: 4  Inter Area: 0  ASE: 0  NSSA: 0 

三、4，5类lsa详解

5类lsa

介绍4类lsa前，先介绍一下5类lsa，首先要说明的是：连接内外as域的路由器被称为asbr，通过上图能知道，R4是该网络中的asbr，尽管as自治域内相互访问畅通无阻，但是对于as外的外部网络as内的设备却一无所知，此时就需要asbr将外部的路由导入，导入后的路由在整个as内以5类lsa的形式泛洪

[R4]ospf 1
[R4-ospf-1]
[R4-ospf-1]import-route direct

因为导入路由时选的是直连接口，所以它将34网段也作为外部路由引入，此处只看192网段，5类lsa的表项显示为"External"

[R2]display ospf lsdb 

     OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
         Link State Database 

                 Area: 0.0.0.1
 Type      LinkState ID    AdvRouter          Age  Len   Sequence   Metric
 Router    2.2.2.2         2.2.2.2            535  48    80000009       1
 Router    1.1.1.1         1.1.1.1            540  48    80000008       1
 Router    3.3.3.3         3.3.3.3            535  36    80000009       1
 Network   123.0.0.3       3.3.3.3            535  36    80000006       0
 Sum-Net   34.0.0.0        3.3.3.3            596  28    80000002      48
 Sum-Asbr  4.4.4.4         3.3.3.3            860  28    80000001      48

         AS External Database
 Type      LinkState ID    AdvRouter          Age  Len   Sequence   Metric
 External  192.168.0.0     4.4.4.4            861  36    80000001       1
 External  192.168.1.0     4.4.4.4            861  36    80000001       1
 External  34.0.0.1        4.4.4.4            861  36    80000001       1
 External  34.0.0.0        4.4.4.4            861  36    80000001       1

以R2上的lsdb为例说明，能看到5类lsa是由R4产生，并在as域内泛洪，整个as域内通过5类lsa知道as域外的路由条目，尽管as域内的网络设备知道了域外的路由，但并不能够正常通信，原因就是：asbr在哪？

• 总结
  5类lsa由asbr产生，在as内所有区域泛洪，从而将外部路由告知域内网络设备

  4类lsa

  上面说到了as域内的设备通过5类lsa知道了外面的花花世界（域外路由），但由于不知道怎么出去（asbr位置）而无法正常通信，这就需要靠4类lsa来解决了。4类lsa不同于其他泛洪网段的lsa，它是泛洪的是一条主机路由，其目的就是告诉as域内的网络设备asbr的位置在哪，他在lsdb中的表项为"Sum-Asbr"
  
  通过上图会发现，通告asbr位置的lsa竟然是R3（abr）发出来的，那abr又是怎么知道R4是asbr呢？之前说过，1类lsa中通过相关的V、B、E位是否置1，能够描述路由器的virtual-link，ABR，ASBR等特殊角色，而asbr的E位是1，且与abr直连（即相互传递1类lsa），所以R3能够知道R4就是asbr，并将该信息通过4类lsa发送给域内其他网络设备。

  <R1>display ospf lsdb asbr
  
   OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
               Area: 0.0.0.1
       Link State Database 
  
  Type      : Sum-Asbr
  Ls id     : 4.4.4.4
  Adv rtr   : 3.3.3.3  
  Ls age    : 1797 
  Len       : 28 
  Options   :  E  
  seq#      : 80000003 
  chksum    : 0x28e5
  Tos 0  metric: 48

  4类lsa中描述了asbr的route id，结合1，2类lsa，就能知道asbr的准确地址

• 总结
  4类lsa不同于其他类型的lsa，是一条主机路由，由abr产生，其目的是告诉as域内的网络设备asbr的位置

  四、ospf特性介绍

  1.abr的定义

  为了减小广播，将一个as划分为若干个area，连接骨干与普通区域的路由器称为abr。骨干区域有且只有1个就是area0，其他区域称为普通区域，必须（特殊情况外）跟骨干区域相连
  
  上图中R4因为没有直接与area0相连，所以不是abr，此时area2因为没法学习到are0的路由，也不会学习到area1的路由（稍后介绍），会变成信息孤岛

  2.ospf的防环机制

  以MA网络为例，同一area内通过1，2类lsa能够计算出该area拓扑。area之间通过abr的3类lsa相互学习路由，其过程有点类似距离矢量协议，类似距离矢量协议，也会有环路的隐患，所以ospf在设计之初为了避免该该隐患要求所有的普通区域要与骨干区域相连，普通区域只会从骨干区域学习路由，且不同的area之间不相互学习，即area0为所有区域的中转，这就解释了上图中area2为什么会成为信息孤岛的原因。