OSPF报文格式分析

OSPF的报文格式

OSPF报文直接封装为IP报文协议报文，协议号为89。一个比较完整的OSPF报文（以LSU报文为例）结构如图8所示。

1. OSPF报文头

OSPF有五种报文类型，它们有相同的报文头。如图9所示。

主要字段的解释如下：

●????????????? Version：OSPF的版本号。对于OSPFv2来说，其值为2。

●????????????? Type：OSPF报文的类型。数值从1到5，分别对应Hello报文、DD报文、LSR报文、L SU报文和LSAck报文。

●????????????? Packet length：OSPF报文的总长度，包括报文头在内，单位为字节。

●????????????? Router ID：始发该LSA的路由器的ID。

●????????????? Area ID：始发LSA的路由器所在的区域ID。

●????????????? Checksum：对整个报文的校验和。

●????????????? AuType：验证类型。可分为不验证、简单（明文）口令验证和MD5验证，其值分别为0、

1、2。

●????????????? Authentication：其数值根据验证类型而定。当验证类型为0时未作定义，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。

说明：

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

2. Hello报文（Hello Packet）

最常用的一种报文，周期性的发送给邻居路由器用来维持邻居关系以及DR/BDR的选举，内容包括一些定时器的数值、DR、BDR以及自己已知的邻居。Hello报文格式如图10所示。

主要字段解释如下：

●????????????? Network Mask：发送Hello报文的接口所在网络的掩码，如果相邻两台路由器的网络掩码不同，则不能建立邻居关系。

●????????????? HelloInterval：发送Hello报文的时间间隔。如果相邻两台路由器的Hello间隔时间不同，则不能建立邻居关系。

●????????????? Rtr Pri：路由器优先级。如果设置为0，则该路由器接口不能成为DR/BDR。

●????????????? RouterDeadInterval：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。如果相邻两台路由器的失效时间不同，则不能建立邻居关系。

●????????????? Designated Router：指定路由器的接口的IP地址。

●????????????? Backup Designated Router：备份指定路由器的接口的IP地址。

●????????????? Neighbor：邻居路由器的Router ID。

3. DD报文（Database Description Packet）

两台路由器进行数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB，内容包括LSDB中每一条LSA的H eader（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。

DD报文格式如图11所示。

主要字段的解释如下：

●????????????? Interface MTU：在不分片的情况下，此接口最大可发出的IP报文长度。

●????????????? I（Initial）：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）：当连续发送多个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。

●????????????? MS（Master/Slave）：当两台OSPF路由器交换DD报文时，首先需要确定双方的主（M aster）从（Slave）关系，Router ID大的一方会成为Master。当值为1时表示发送方为Maste r。

●????????????? DD Sequence Number：DD报文序列号，由Master方规定起始序列号，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。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。

4. LSR报文（Link State Request Packet）

两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。LSR报文格式如图12所示。

图12 LS R报文格式

主要字段解释如下：

●????????????? LS type：LSA的类型号。例如Type1表示Router LSA。

●????????????? Link State ID：链路状态标识，根据LSA的类型而定。

●????????????? Advertising Router：产生此LSA的路由器的Router ID。

5. LSU报文（Link State Update Packet）

LSU报文用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。LSU报文格式如图13所示。

图13 LSU 报文格式

主要字段解释如下：

Number of LSAs：该报文包含的LSA的数量。

LSAs：该报文包含的所有LSA。

6. LSAck报文（Link State Acknowledgment Packet）

LSAck报文用来对接收到的LSU报文进行确认，内容是需要确认的LSA的Header。一个LSAck 报文可对多个LSA进行确认。报文格式如图14所示。

图14 LSAc k报文格式

主要字段解释如下：

LSA Headers：该报文包含的LSA头部。

7. LSA头格式

所有的LSA都有相同的报文头，其格式如图15所示。

图15 LSA 的头格式

主要字段的解释如下：

●????????????? LS age：LSA产生后所经过的时间，以秒为单位。LSA在本路由器的链路状态数据库（L SDB）中会随时间老化（每秒钟加1），但在网络的传输过程中却不会。

●????????????? LS type：LSA的类型。

●????????????? Link State ID：具体数值根据LSA的类型而定。

●????????????? Advertising Router：始发LSA的路由器的ID。

●????????????? LS sequence number：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：除了LS age字段外，关于LSA的全部信息的校验和。

●????????????? length：LSA的总长度，包括LSA Header，以字节为单位。

LSA类型

(1) Router LSA

图16 Rout er LSA格式

主要字段的解释如下：

●????????????? Link State ID：产生此LSA的路由器的Router ID。

●????????????? V（Virtual Link）：如果产生此LSA的路由器是虚连接的端点，则置为1。

●????????????? E（External）：如果产生此LSA的路由器是ASBR，则置为1。

●????????????? B（Border）：如果产生此LSA的路由器是ABR，则置为1。

●????????????? # links：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：链路标识，具体的数值根据链路类型而定。

●????????????? Link Data：链路数据，具体的数值根据链路类型而定。

●????????????? Type：链路类型，取值为1表示通过点对点链路与另一路由器相连，取值为2表示连接到传送网络，取值为3表示连接到Stub网络，取值为4表示虚连接。

●????????????? #TOS：描述链路的不同方式的数量。

●????????????? metric：链路的开销。

●????????????? TOS：服务类型。

●????????????? TOS metric：指定服务类型的链路的开销。

(2) Network LSA

Network LSA由广播网或NBMA网络中的DR发出，LSA中记录了这一网段上所有路由器的Router ID。

图17 Netw ork LSA格式

主要字段的解释如下：

●????????????? Link State ID：DR的IP地址。

●????????????? Network Mask：广播网或NBMA网络地址的掩码。

●????????????? Attached Router：连接在同一个网段上的所有与DR形成了完全邻接关系的路由器的R outer ID，也包括DR自身的Router ID。

(3) Summary LSA

Network Summary LSA（Type3 LSA）和ASBR Summary LSA（Type4 LSA）除Link State ID字段有所不同外，有着相同的格式，它们都是由ABR产生。

图18 Summ ary LSA格式

主要字段的解释如下：

●????????????? Link State ID：对于Type3 LSA来说，它是所通告的区域外的网络地址；对于Type4来说，它是所通告区域外的ASBR的Router ID。

●????????????? Network Mask：Type3 LSA的网络地址掩码。对于Type4 LSA来说没有意义，设置为0.

0.0.0。

●????????????? metric：到目的地址的路由开销。

说明：

Type3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。

(4) AS External LSA

由ASBR产生，描述到AS外部的路由信息。

图19 AS E xternal LSA格式

主要字段的解释如下：

●????????????? Link State ID：所要通告的其他外部AS的目的地址，如果通告的是一条缺省路由，那么链路状态ID（Link State ID）和网络掩码（Network Mask）字段都将设置为0.0.0.0。

●????????????? Network Mask：所通告的目的地址的掩码。

●????????????? E（External Metric）：外部度量值的类型。如果是第2类外部路由就设置为1，如果是第1类外部路由则设置为0。关于外部路由类型的详细描述请参见7. 路由类型部分。

●????????????? metirc：路由开销。

●????????????? Forwarding Address：到所通告的目的地址的报文将被转发到的地址。

●????????????? External Route Tag：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。

(5) NSSA External LSA

由NSSA区域内的ASBR产生，且只能在NSSA区域内传播。其格式与AS External LSA相同，如图20所示。

图20 NSSA External LSA格式