OSPFv3

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OSPFv3协议介绍

与OSPFv2相比, OSPFv3在工作机制上与OSPFv2基本相同;但为了支持IPv6地址格式, OSPFv3对OSPFv2做了一些改动。
OSPFv3基于OSPFv2基本原理并增强,是一个独立的路由协议。
协议号仍然是89,Router Id仍然是一个32位的无符号整数。

IPv6对OSPFv3的影响

  1. 由于IPv6地址扩大为128位,导致OSPFv3的LSA长度增加。
  2. IPv6使用链路本地地址,OSPFv3使用link-local地址进行报文的发送。(Vlink除外)
  3. IPv6的接口可以配置多个全球单播地址,于是OSPFv3运行于每个link进行通信,而不再基于子网。
  4. IPv6有了自己的验证扩展头,OSPFv3直接使用扩展头进行报文的认证和加密。

OSPFv2和OSPFv3相同点

  1. 网络类型和接口类型。
  2. 接口状态机和邻居状态机。
  3. 链路状态数据库(LSDB)。
  4. 洪泛机制(Flooding mechanism)。
  5. 五种协议报文: Hello, DD, LSR, LSU, LSAck。
  6. 路由计算基本相同。

OSPFv3与OSPFv2的不同点

基于链路的运行

  • OSPFv2是基于网络运行的,两个路由器要形成邻居关系必须在同一个网段。
  • OSPFv3的实现是基于链路, 一个链路可以划分为多个子网, 节点即使不在同一个子网内, 只要在同一链路上就可以直接通信。

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使用链路本地地址

OSPFv3的路由器使用链路本地地址作为发送报文的源地址。
在虚连接上, 必须使用全球范围地址或者站点本地地址作为OSPFv3协议报文的源地址。
由于链路本地地址只在本链路上有意义且只能在本链路上泛洪,因此链路本地地址只能出现在Link-LSA中。

链路支持多实例复用

OSPFv3支持在同一链路上运行多个实例,实现链路复用并节约成本 。
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认证变化

验证的变化:
OSPFv3报文头中不再包含AuType和Authentication,而一般依赖IPv6的扩展验证头。
校验和(Checksum)变化:
OSPFv3使用IPv6标准的CheckSum。

Stub区域的支持

由于OSPFv3支持对未知类型LSA的泛洪,为防止大量未知类型LSA泛洪进入Stub区域,对于向Stub区泛洪的未知类型LSA进行了明确规定, 只有当未知类型LSA的泛洪范围是区域或链路而且U比特没有置位时,未知类型LSA才可以向Stub区域泛洪。

报文变化:头部字段说明

  1. Version:版本,对于OSPFv2,该值是2;对于OSPFv3则是3;
  2. Type:1 - Hello, 2-DD, 3-LSR, 4-LSU, 5-LSAck;
  3. Packet Length:OSPFv3报文长度,2字节;
  4. Router ID:路由器ID;
  5. Area ID:区域ID;
  6. Checksum:校验和;
  7. Instance ID:链路实例ID,通过判断该字段就可以
  8. 区分同一链路上运行的不同OSPF实例。实例ID只在本地链路范围内具有意义;
  9. Reserved(保留): 保留字段,总是0。

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报文变化:Hello报文

OSPFv2报头:
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OSPFv3报头:
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LSA报文格式不同-LSA头部

头部对比,左边为v2,右边为v3:
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LSA类型,支持对未知类型的LSA进行处理

  • U比特:指示路由器如何处理无法识别的LSA。
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  • S2/S1,共同标识 LSA 的泛洪范围。
    S2 S1 洪泛(Flooding)范围
    0 0 Link-Local范围
    0 1 Area范围
    1 0 AS范围
    1 1 保留
  • 不同的LSA类型对应不同的U, S2和S1位。

LSA类型-功能编码(Function Code)

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Link State ID

4字节。不再包含地址信息,对于不同的LSA类型,该字段的含义如下表,同时提供与OSPFv2中含义的对比。
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LSA类型不同-OSPFv3 LSA类型

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前缀标识方法的变化:Prefix Option字段
用来表达某个前缀的一些特性,以便在各种不同的路由计算时做相应的判断和处理。
NU位:非单播位;
LA位:本地地址位;
MC位:组播位;
P位:传播位;
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Router LSA:

  1. LS Type:0x2001;泛洪范围:区域。
  2. 每个Router-LSA包含若干链路描述 (link description),每个链路描述都描述了路由器的一个接口信息。
  3. 可以使用多个Router-LSA描述信息,通过Link-State ID区分多个不同的Router-LSA。

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Network LSA:

  1. DR产生,在区域内泛洪;
  2. 描述该链路上与DR有Full关系的所有路由器。

OSPFv2 Network LSA:
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OSPFv3 Network LSA:
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新增Link-LSA:
Link-LSA是OSPFv3新增的一种LSA类型,它具有链路泛洪范围,路由器会为每个启动了OSPFv3的接口产生一个Link-LSA。其作用在于:

  1. 向链路上的其他路由器通告本地链路地址,作为它们的下一跳地址;
  2. 向链路上的其他路由器通告本地链路上的所有IPv6前缀;
  3. 在广播网络和NBMA网络上为DR提供Options取值。

Link-LSA结构:

  1. Rtr Pri:该路由器在该链路上的优先级(Router Priority);
  2. Options:描述该路由的能力;
  3. Link Local Interface Address:该接口的本地
  4. 链路地址,用于路由的下一跳计算;
  5. #Prefix:所包含前缀的个数;
  6. 其他: Prefix三元组。

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Intra-Area-Prefix-LSA:

  • 为什么引入Intra-Area-Prefix-LSA?
    • OSPFv2中,依附于路由器和Stub网络的subnet出现在Router LSA中,依附于Transit网络的subnet出现在Network-LSA中;OSPFv3中,Router-LSA和Network-LSA不再包含地址信息,所以引入Intra-Area-Prefix-LSA。
  • Intra-Area-Prefix-LSA携带区域内IPv6 Prefix信息。
    • 依附于路由器的Prefix
    • 依附于Stub网络的Prefix
    • 依附于Transit网络的Prefix
  • 每台路由器或Transit网络可以 产生多个Intra-Area-Prefix-LSA

Type-3 LSA变化-Inter-Area-Prefix-LSA:

  • 在OSPFv2中,该类型的LSA称为Type 3 Summary-LSA。在OSPFv3中,更名为Inter-Area Prefix-LSA,语义更加明确,它描述了其他区域的前缀信息。
    • 边界路由器(ABR)产生的第3类LSA,在Area范围内洪泛;
    • 描述了到本AS内其他区域的路由信息;
    • 每个Inter-Area-Prefix-LSA包含一条地址前缀信息;
    • 该LSA中不包含Link-Local地址信息;
    • 使用32位整数作为Link State ID来区分相同的LSA

Type-4 LSA的变化 - Inter-Area-Router-LSA:

  • 在OSPFv2中,该类型的LSA称为Type 4 Summary-LSA。在OSPFv3中,更名为Inter-Area Router-LSA,语义更加明确,它描述了到达其他区域的ASBR的信息。
    • 边界路由器(ABR)产生的第4类LSA,在Area范围内洪泛;
    • 描述了到本AS内其他区域的ASBR路由器信息;
    • 每个Inter-Area-Router-LSA包含一个ASBR路由器信息;
    • LSA中的能力选项(Options)与所描述的ASBR Router LSA中能力选项(Options)保持一致;
    • 使用32位整数作为Link State ID来区分相同的LSA。

AS-External-LSA:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-738939.html

  • 由ASBR路由产生,描述了区域外的路由信息;
  • 具有自治系统(AS)洪泛范围;
  • Link State ID不包含地址信息,只是来和其他AS-External-LSA区分开;
  • AS-External-LSA不含有Link-Local地址信息。
  • 可选项:
    • 转发(Forwarding)地址;
    • Tag;
    • Referenced Link State ID: 保留字段。

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