OSPFv3

• • OSPFv3协议介绍
  • IPv6对OSPFv3的影响
  • OSPFv2和OSPFv3相同点
  • OSPFv3与OSPFv2的不同点
  • • 基于链路的运行
  • 使用链路本地地址
  • 链路支持多实例复用
  • 认证变化
  • Stub区域的支持
  • 报文变化：头部字段说明
  • 报文变化：Hello报文
  • LSA报文格式不同-LSA头部
  • LSA类型，支持对未知类型的LSA进行处理
  • LSA类型-功能编码（Function Code）
  • Link State ID
  • LSA类型不同-OSPFv3 LSA类型

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。

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 。

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。

报文变化：Hello报文

OSPFv2报头：

OSPFv3报头：

LSA报文格式不同-LSA头部

头部对比，左边为v2，右边为v3：

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。
  
• 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）

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。

LSA类型不同-OSPFv3 LSA类型

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；

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。

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：

OSPFv3 Network LSA：

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。

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：

• 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。