OSPF协议中LSA1与LSA2实验

实验二开放式最短路径优先协议OSPF 网工1301班吴兴龙 201326810917【实验目的】1. 掌握OSPF的报文格式2. 掌握OSPF的工作过程3.了解常见的LSA的结构及LSDB的结构【实验学时】建议4学时【实验环境配置】采用网络结构三【实验原理】一. OSPF的报文格式二. OSPF的工作过程三. OSPF链路状态公告类型路由器链路LSA：用来通知路由器的所有链路。

网络链路LSA：用来宣布连接到某个网络上的链路。

汇总链路到网络LSA：用来宣布在这个区域以外的其他网络的存在。

汇总链路到AS边界路由器LSA：用来宣布到AS边界路由器的路由。

外部链路LSA：用来宣布在AS外部的所有网络。

【实验步骤】练习一：分析OSPF报文，理解OSPF工作过程1.主机C、D启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取OSPF协议）。

2.主机B和主机E启动OSPF协议并添加新接口：a.主机B启动OSPF协议（在命令行方式下，输入“ospf_config routerid1.1.1.1”）；b.主机E启动OSPF协议（在命令行方式下，输入“ospf_config routerid2.2.2.2”）；c. 添加主机B的接口：添加IP 为192.168.0.2 的接口：在命令行方式下输入“ospf_configinterface"192.168.0.2的接口名"0.0.0.0192.168.0.2255.255.255.0”；d. 添加主机E的接口：添加IP 为192.168.0.1 的接口：在命令行方式下输入“ospf_configinterface"192.168.0.1的接口名"0.0.0.0192.168.0.1255.255.255.0”；3.观察主机B、E的OSPF的相关信息，宏观了解该路由器的基本信息：a. 在命令行方式下，通过输入“ospf_configshowarea”察看区域信息。

实验2 OSPF协议实验1．查看R2的OSPF的邻接信息，写出其命令和显示的结果：答：2．将R1的router id 更改为3.3.3.3，写出其命令。

显示OSPF的概要信息，查看此更改是否生效。

如果没有生效，如何使其生效？答：没有生效，需要重启OSPF协议：让reset ospf processdis ospf brief3.6.1 OSPF协议报文格式3．分析截获的报文，可以看到OSPF的五种协议报文，请写出这五种协议报文的名称。

并选择一条Hello报文，写出整个报文的结构（OSPF首部及Hello报文体）。

答：OSPF头部：Byte1：版本号 2Byte2：报文类型1(Hello)Byte3-4：报文长度48Byte5-8：发送者RouterID 2.2.2.2Byte9-12：区域信息0.0.0.0Byte13-16：校验和0xf290Byte17-18：Auth Type NullByte19-24：Auth Data noneHello报文体：Byte1-4：子网掩码255.255.255.0Byte5-6：报文周期10Byte7：报文选项 EByte8：优先级 1Byte9-12：Dead Interval 40Byte13-16：DR地址0.0.0.0Byte17-20：BDR地址0.0.0.0Byte21-24：ActiveNeighbor 3.3.3.34．分析OSPF协议的头部，OSPF协议中Router ID的作用是什么？它是如何产生的?用来唯一确定自治区域内的一台路由器。

答：可以手动设定，若没有指定，会自动选择路由器回环接口中最大IP地址为Router ID 5．分析截获的一条LSUpdate报文，写出该报文的首部，并写出该报文中有几条LSA？以及相应LSA的种类。

答：OSPF头部：Byte1：版本号 2Byte2：报文类型4(LS Update)Byte3-4：报文长度64Byte5-8：发送者RouterID 2.2.2.2Byte9-12：区域信息0.0.0.0Byte13-16：校验和0x0868Byte17-18：Auth Type NullByte19-24：Auth Data none该报文中有1条LSA，种类为Router-LSA3.6.2 链路状态信息交互过程6．结合截获的报文和DD报文中的字段（MS，I，M），写出DD主从关系的协商过程和协商结果。

OSPF协议中LSA1与LSA2一、LSA1每一台OSPF路由器都会产生自己的LSA1，用以描述详细描述本身的链路情况，并且会把自己的LSA1向同一区域中的OSPF路由器邻居泛洪。

邻居OSPF路由器把收到的同一区域的其它OSPF路由器的LSA1再向同一区域的OSPF路由器泛洪，所有OSPF路由器都进行相同的方法对LSA1进行泛洪，最终的目的是在同一区域中所有的OSPF路由器收集到了所有OSPF路由器的LSA1——也就是说，同一区域中所有OSPF路由器拥有相同的LSA1的数据。

在上图的模型中，R1产生自己的LSA1，R1把自己的LSA1发送给DR（正常情况下为R3），DR（R3）再把R1的LSA1发送给R2、R4，R4再把R1的LSA1发送给R5。

这样R1——R5就都拥有了R1的LSA1，其它的路由器执行相同的过程，那么所有路由器都拥有了相同的LSA1的数据。

在R4和R5上执行show ip ospf database查看LSA1的汇总信息如下：R4的database数据R4#show ip ospf dataOSPF Router with ID (192.168.5.4) (Process ID 1)Router Link States (Area 0)Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count 192.168.5.1 192.168.5.1 1873 0x80000003 0x00E4FE 2192.168.5.4 192.168.5.4 1871 0x80000003 0x001EB9 2192.168.8.1 192.168.8.1 1859 0x80000003 0x00A144 3192.168.8.2 192.168.8.2 1859 0x80000003 0x00636C 2192.168.9.1 192.168.9.1 1872 0x80000002 0x009C36 2R5的database数据R5#show ip ospf databaseOSPF Router with ID (192.168.8.2) (Process ID 1)Router Link States (Area 0)Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count 192.168.5.1 192.168.5.1 1899 0x80000003 0x00E4FE 2192.168.5.4 192.168.5.4 1899 0x80000003 0x001EB9 2192.168.8.1 192.168.8.1 1885 0x80000003 0x00A144 3192.168.8.2 192.168.8.2 1884 0x80000003 0x00636C 2192.168.9.1 192.168.9.1 1898 0x80000002 0x009C36 2其中Link ID表示链路ID，ADV Router表示通告LSA数据的ID ——也就是路由器ID，这两个ID号是相同的。

【原创】OSPF的⼀类LSA详细解析⼀⽬的1、了解OSPF的1类LSA报⽂结构；2、了解1类LSA的作⽤、产⽣、内容、传递范围。

3、了解不同的OSPF⽹络类型的1类LSA报⽂的Link ID 和Data 有何不同？⼆报⽂结构1类LSA报⽂结构（router LSA）如下：了解了报⽂结构后，我们来通过简单的实验，抓个包，看看实际报⽂⼜是如何呢？在AR1的G0/0/0⼝处进⾏抓包，⽬的是要来查看R1通告出去是否有1类LSA报⽂。

从截图看，LSU的报⽂结构分为：OSPF报头+LSU。

接下来，我们来细看LSU。

三1类LSA⽤途1、作⽤：计算OSPF区域内的路由。

（从报⽂结构，可知，携带了路由信息和metric信息）2、产⽣：每台OSPF路由器都会产⽣1类LSA。

（如果你去做实验，你会发现每台真的都会产⽣该LSA。

）3、内容：路由信息和拓扑信息。

（从报⽂结构，可是携带了路由信息和链路类型信息）4、传播范围：1类LSA只能在本OSPF区域内。

四不同⽹络类型的Link ID和Data字段的含义1、点对点类型：结合拓扑、抓包来看：我们可知，点对点类型，link ID 是指邻居的路由器ID，Data是本路由器的接⼝IP地址。

2、以太⽹类型DR是12.1.1.2结合拓扑、抓包来看：我们可知，⼴播类型，link ID 是指DR的接⼝IP地址，Data是本路由器的接⼝IP地址。

3、Stubnet类型这种类型⼀般指路由器的loopback⼝、串⼝的⽹段OSPF会描述成stub类型。

结合拓扑、抓包来看：我们可知，stubnet类型，Link ID是指该stub⽹段的IP地址，Data是该stub⽹段的⽹络掩码。

4、virtual类型：结合拓扑、抓包来看：我们可知，virtual类型，Link ID是指建⽴虚链路对端的路由器ID，Data是该本接⼝IP地址（该接⼝是去往虚链路邻居的接⼝）。

总结⼀下：Type Link ID Datapoint to point邻居的路由器ID该⽹段上的本地接⼝的IP地址broadcast DR的接⼝IP地址该⽹段上的本地接⼝的IP地址stubnet该stub⽹段的IP地址该stub⽹段的⽹络掩码virtual虚链路邻居的路由器ID 去发往虚链路邻居的本地接⼝IP地址。

LSA是LSDB建立的基础。

每条LSA都包含序列号，校验和以及老化时间。

一台路由器始发一个LSA，之后每产生一个该LSA的拷贝就在序列号上加1，序列号从0x80000001到0x7fffffff（不用考虑8和7的大小），数值越大视为越新。

LSA存放在LSDB中每5mins就会进行一次校验，以确保该LSA没有损坏。

一条LSA的老化时间为1h，始发路由器发出一条LSA时会将其时间设置为0，每经过一台路由器就增加一个由InfTransDelay设定的秒数（Cisco路由器上默认为1），当LSA在LSDB中驻留时，老化时间也会逐渐增大。

当一条LSA在LSDB中一直没有被新的LSA实例刷新直到老化计时器超时，就会从本地的LSDB中清除，但是这个动作不会影响到别的路由器，在OSPF网络中只有始发路由器能够提前使该LSA老化，即有意识的清除该LSA，具体动作是将该LSA的老化时间设为最大然后重新泛洪出去。

LSA的刷新时间是30mins，关于刷新机制是个值得关注的问题。

如果每个LSA都关联一个独自的重刷新计时器，这样会使链路带宽的利用没有效率，如果统一为一个计时器，那么每隔30mins都会产生一个流量和CPU利用率的高峰。

作为折衷的的解法，引入LSA组步调机制，即每一条LSA依然保持各自的重刷新计时器，不过在超时的时候，会引入一个时延（缺省为240s）来推迟这些LSA通告泛洪的时间，并在这个时间段内将更多的LSA通告编为一组，使一个LSU可以携带更多的LSA再通告出去。

如果LSDB非常大，那么减小这个时延会比较好，而如果LSDB较小的话，增大这个时延会更有效率，该组步调计时器的范围从10到1800s。

每一个LSA都必须要得到接收路由器的确认，确认分为显式确认和隐式确认两种，显示确认就是用LSAck给予回应，LSAck中只含有该LSA 的头部，因为这样就足够了；而隐式确认是发送包含该LSA拷贝的数据包给始发路由器，当邻居路由器收到该LSA，又刚好要向始发路由器发送自己的LSU的时候，隐式确认就显得很方便。

ospf协议实验报告OSPF协议实验报告引言在计算机网络领域，路由协议是实现网络通信的重要组成部分。

其中，OSPF （Open Shortest Path First）协议是一种内部网关协议（IGP），被广泛应用于大型企业网络和互联网中。

本实验旨在深入了解OSPF协议的工作原理、特点和应用场景，并通过实际操作和观察验证其性能和可靠性。

一、OSPF协议概述OSPF协议是一种链路状态路由协议，通过计算最短路径来实现数据包的转发。

它基于Dijkstra算法，具有高度可靠性和快速收敛的特点。

OSPF协议支持IPv4和IPv6，并提供了多种类型的路由器之间交换信息的方式，如Hello报文、LSA （链路状态广告）等。

二、实验环境搭建为了进行OSPF协议的实验，我们搭建了一个小型网络拓扑，包括四台路由器和若干台主机。

路由器之间通过以太网连接，主机通过交换机与路由器相连。

在每台路由器上配置OSPF协议，并设置相应的参数，如区域ID、路由器ID、接口地址等。

三、OSPF协议的工作原理OSPF协议的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：1. 邻居发现：路由器通过发送Hello报文来寻找相邻的路由器，并建立邻居关系。

Hello报文包含了路由器的ID、接口IP地址等信息，用于判断是否属于同一区域。

2. LSA交换：邻居路由器之间通过发送LSA报文来交换链路状态信息。

LSA报文包含了路由器所知道的网络拓扑信息，如链路状态、度量值等。

3. SPF计算：每台路由器根据收到的LSA报文，计算出最短路径树。

SPF计算使用Dijkstra算法，通过比较路径的度量值来选择最优路径。

4. 路由表更新：根据最短路径树，每台路由器更新自己的路由表。

路由表包含了目的网络的下一跳路由器和度量值等信息。

四、实验结果与分析通过实验观察和数据分析，我们得出以下结论：1. OSPF协议具有快速收敛的特点，当网络拓扑发生变化时，路由器能够迅速更新路由表，确保数据包能够按最优路径传输。

1-7类LSA的意义和产生条件--上该文档主要针对ospf比较核心的几类LSA做实验进行验证一下来帮助记忆。

是OSPF的一个进阶的补充材料。

对于OSPF来说，常用的几类LSA意义比较重大。

先来看看各种LSA的定义吧：代码类型描述1路由器LSA router links2网络LSA Network LSA3网络汇总LSA Summery links LSA4ASBR汇总LSA5AS外部LSA6组成员LSA7NSSA外部LSA第一类LSA(路由器LSA):每台路由器都会产生一条一类的LSA,并且一类的LSA只会在区域内传递。

第二类LSA(网络LSA):只在DR/BDR选举的多路访问网络中由DR产生，点到点或者帧中继没有DR/BDR选举，所以不会产生二类的LSA.第三类LSA:(网络汇总)将区域内的LSA汇总和简化，并发往另一个区域，由ABR产生发送。

第四类LSA:(ASBR汇总LSA):外部路由重分布进来以后，由于LSA的Router-ID还是ASBR的，这个时候就需要由ABR告知非ASBR区域的路由器一条LSA,谁是ASBR，由ABR发。

第五类LSA:(AS外部LSA):从外部路由重分布进OSPF，携带了ASBR的Router-ID,会再所有的OSPF区域内进行传递，任何路由器都不能更改他得router-id,由ASBR始发。

第七类LSA:(NSSA外部LSA):NSSA区域允许所有ASBR存在，在把外部路由重分发进NSSA区域后，将产生第七类LSA,7类只会在NSSA区域中传递，当要传递到其他的区域时，ABR会将7类LSA转换成5类的LSA.（5类与7类的区别：7类可以看成是5类的一种特殊形式，当ASBR把外部路由重分布进OSPF的普通区域时，这时生成的LSA是5类的；假如这时这个普通区域恰好是NSSA 区域（即not-so-stubby-area）时，生成的LSA就成了7类的）OSPF末节区域：○末节区域stub area，不会传递5类LSA○完全末节区域totally stub area，不会传递3类和5类，只通过一条默认路由。

OSPF中7种类型LSA(链路状态通告）网友：czy2008 发布于：2008.03.16 00:15(共有条评论) 查看评论| 我要评论由于OSPF协议定义了多种路由器的类型，因而定义多种LSA通告的类型也是必要的。

例如：一台DR路由器必须通告多路访问链路和所有与这条链路相连的路由器，而其他类型的路由器将不需要通告这种类型的信息。

OSPF的七种类型LSA：1、路由器LSA （Router LSA）由区域内所有路由器产生，并且只能在本个区域内泛洪广播。

这些最基本的LSA通告列出了路由器所有的链路和接口，并指明了它们的状态和沿每条链路方向出站的代价。

2、网络LSA （Network LSA）由区域内的DR或BDR路由器产生，报文包括DR和BDR连接的路由器的链路信息。

网络LSA也仅仅在产生这条网络LSA的区域内部进行泛洪。

3、网络汇总LSA （Network summary LSA）由ABR产生，可以通知本区域内的路由器通往区域外的路由信息。

在一个区域外部但是仍然在一个OSPF自治系统内部的缺省路由也可以通过这种LSA来通告。

如果一台ABR路由器经过骨干区域从其他的ABR路由器收到多条网络汇总LSA，那么这台始发的ABR 路由器将会选择这些LSA通告中代价最低的LSA，并且将这个LSA的最低代价通告给与它相连的非骨干区域。

4、ASBR汇总LSA （ASBR summary LSA）也是由ABR产生，但是它是一条主机路由，指向ASBR路由器地址的路由。

5、自治系统外部LSA （Autonomous system external LSA）由ASBR产生，告诉相同自治区的路由器通往外部自治区的路径。

自治系统外部LSA是惟一不和具体的区域相关联的LSA通告，将在整个自治系统中进行泛洪。

6、组成员LSA （Group membership LSA） * 目前不支持组播OSPF （MOSPF协议）7、NSSA外部LSA （NSSA External LSA）由ASBR产生，几乎和LSA 5通告是相同的，但NSSA外部LSA通告仅仅在始发这个NSSA外部LSA通告的非纯末梢区域内部进行泛洪。

LSA 链路状态通告LSA共六类(常用到的)1、一类LSA：1Router LSA :1.传播范围：只能在本区域传播，不能传播ABR。

2.通告者是谁（那个路由器发出的）：所有运行OSPF的路由器，都会产生1类LSA（OSPF区域中的每台路由器通告）（ADV Router 通告路由器）3.通告的内容：1类中包含了我的直连链路信息（拓扑信息）；还包含了路由如下图：Router Link States （Areas 0）区域0 中的一类LSA这个是：也是Router ID Router ID 为1.1.1.1也为R1，2.2.2.2 也为R2的Router ID。

这个是：ADV Router 通告路由器，Router ID 为1.1.1.1也为R1，2.2.2.2 也为R2通告的。

为路由器的Router ID一类LSA的详细信息：上面的图是，R1发出的一类LSA，这条LSA包括了，三个小部分第一部分和第三部分为路由信息：第一条是：网络地址；第二条是：子网掩码；第三条是：度量值metrics 为1 ，的得出为lookback口。

下图如是：第二部分：为拓扑信息:如下图：第一条：连得的另一个路由器网络类型为点对点。

第二条：邻居路由器的RouterID 为92.2.2.2第三条：我自己是用那个借口地址和邻居路由器连的，地址为12.1.1.1 第四条：metrics 的值为64 应该为串口，2、二类LSA：网络LSA ,Network lsa 【只有在MA网络才会出现（MA：为多路访问网络）】1. 传播范围：只能在本区域内传，不能传给ABR2. 通告者是谁（那个路由器发出的）：DR去通告network LSA3. 通告的内容：一，描述出这个MA网络中有多少个路由器即为拓扑信息，二，这个MA网络的掩码，（是24，还25 还是其他）二类如下图：二类LSA通告者为DR。

意思为DR的IP地址。

二类LSA详细信息：第一点：DR的IP地址，通告这个RouterID这个网段的子网掩码，和这个网络的所有路由器（包括自己：）。

一实验课题：OSPF Summary lsa二实验目的：研究OSPF区域中的summary LSA传递是否存在环路。

三试验拓扑：（如图）四试验内容说明：在OSPF区域中，Summary LSA即网络汇总LSA是一个很重要的LSA类型。

它是由ABR 路由器始发的。

ABR路由器将发送网络汇总LSA到一个区域，用来通告该区域外部的目的地址。

这些网络汇总LSA就是ABR路由器告诉在与之相连的区域内的内部路由器它所能到达的目的地址的一种方法。

一台ABR路由器也可以通过网络汇总LSA向骨干区域通告与它相连的区域内部的目的地址。

简单来说Summary LSA就是一种专门用来在OSPF各区域间传递链路信息的LSA。

然而为了防止Summary LSA在区域间传递时形成环路，OSPF规定了一个专门用来传递链路通告信息的区域，即骨干区域。

它负责把与它相连的非骨干区域的链路通告传递给另一个与它相连的非骨干区域同时通过某种机制不让这个LSA不再沿原路返回，而两个非骨干区域之间就不能直接传递Summary LSA。

这样环路就能被避免。

但是有一个疑问，上述原理在普通的一个骨干区域连接多个非骨干区域的拓扑中很直观，很容易理解。

但是当网络拓扑图变成上图所示的这种情况呢？情况就会变得更加复杂。

因此本次实验就是对这个疑问进行的研究。

五实验步骤（1）设计搭建实验拓扑图，并根据拓扑图建立网络环境。

首先观察在区域2上配置virtual-link之前网络中的情况，其中R1，R2，R3，R4都是一端连接骨干区域，一端连接非骨干区域的ABR，最上面的区域为非骨干区域area 1，R5 ,R6属于该区域，最下面的区域为非骨干区域area 2，两侧的区域为骨干区域area 0，将R6的环回口宣告进ospf 1 的区域1中，然后在R3上查看路由表信息确认是否宣告成功。

R3#show ip route6.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetsO IA 6.6.6.6 [110/31] via 34.34.34.4, 00:16:08, FastEthernet0/1能看到来自区域1 的6.6.6.6的OIA路由，表示网络环境搭建完成。