OSPFv3报文格式与作用分析

OSPFv3报头：

实际抓包：

具体内容：

1. Version：3。
2. Type：报文类型, 1—Hello, 2—DD, 3—LSR, 4—LSU, 5—LSAck。
3. Packet length：包括标准OSPF报文头的OSPF报文长度，长度单位Byte。
4. Router ID：每个OSPFv3进程的唯一标识。
5. Area ID：区域标识符
6. Checksum：包括IPv6 pseudo-header的OSPF报文校验和。
7. Instance ID：实例号。

Hello报文：

抓包内容：

具体内容：

1. Interface ID： 接口标识， 在路由器上唯一标识接口。
2. Rtr Priority： 路由器优先级。
3. HelloInterval： 发送Hello 报文的间隔。
4. RouterDeadInterval： 此计时器超时后, 邻居Down掉。
5. Neighbor ID： 邻居的Router ID。
6. Options:
   在报文Option字段增加了’R-bit’和’V6-bit’。在SPF运算处理Router-LSA时会用到这两个参数。若’R-bit’为空则路由器可以在OSPF拓扑分发时不转发transit流量；this can be used in multi-homed hosts that want to participate in the routing protocol。V6-bit’对’R-bit’作出了更详细的规定：若’V6-bit’为空，则路由器可以在OSPF拓扑分发时不转发IPv6报文。若设置了’R-bit’但’V6-bit’为空，路由器不转发IPv6报文，但可能转发其他协议体系的报文。
   

对比OSPFv2的报文：

我们可以发现IPv4中的options选项中是没有v6这个字段的，并且在IPv6报文中没有了掩码字段，但是增加了接口ID字段来标识接口。

DD报文：

抓包内容：

具体内容：

1. Options: 与Hello报文中的Options相同。
2. Interface MTU: 本地接口的MTU值。
3. I: Initial，初始化位, 为1时表明是第一个DD报文。
4. M: More，表明接下来还有DD报文。
5. MS: 主/从位 (Master/Slave), 为1时, 表明为主(Master)。
6. DD sequence number: DD报文的序列号。
7. List of LSA Header： LSA头部的集合, 用于接受方检查LS数据库。

对比OSPFv2的DBD报文，除了选择字段多了v6，还多了一个R位。

LSR报文：

抓包内容：

具体内容：

1. Link State ID：LSA的标识。
2. LS Type：参考LSA格式部分。

对比OSPFv2的报文，LSR在OSPFv3中对比opsfv2报文格式：几乎相同，多了一个保留位。

LSU报文：

抓包内容：

具体内容：

LSA报文头：

在IPv4和IPv6中，OSPF LSA头都是20字节，但是20字节中的内容是不同的。其中，Advertising Router，LS Sequence Number，LS Checksum和length域不变，变化的域有：

1. Options：
   LSA头中去掉了Option字段，在router-LSA，network-LSA，Inter-area-router-LSA和Link-LSA中加入了Option。Option字段从原来的8位扩展到24位，一些位的定义有了变化。另外，LSA中的每个前缀跟有一个单独的8位的PrefixOption域。

2. LS type：
   Link State Type是16 位字域，不同于OSPFv2的8位字域，OSPFv3 对Lin kState Type的高3位做了定义，代表泛洪范围。
   
   S2和S1位: S2和S1组合定义了LSA的泛洪范围，如下表，高4位所确定，的数值0x0代表Link-local 范围，0x2 代表区域内泛洪，0x4 代表整个路由域泛洪，其Link-local泛洪范围是OSPFv3新添加的一类范围。其他位的LSA function code，不同数值代表不同类型的LSA。
   

3. Link State ID：
   该字段长度保持32位不变，但是除了network-LSA和link-LSA外，其他LSA中的该值已经没有了地址意义。比如，一个支持IPv6的路由器在生成多个ASE时，可以给他们依次分配Link State ID：第一个分配0.0.0.1；第二个分配0.0.0.2等等。这时，Link State ID已不具备地址意义，只是为了区分单个路由器产生的多个LSA的一个标识。
   对于network-LSA，Link State ID是DR在链路上的接口地址。当路由器产生link-LSA时，该LSA的Link State ID是该路由器在这个链路上的接口地址。

LSAck报文：

抓包内容：

具体内容：

MAC和IP地址都是单播的，LSAck具体内容是LS的age，确认的LS类型，Link State ID，通告这个LSA的路由器ID，并且有LS的序列号（确认的就是依靠序列号进行确认的），还有对应LSA的Link-State-id，然后与OSPFv2报文进行比较：

并没有什么差别，OSPFv3的ACK报文中多了Link-State-id字段。

LSA报文：

OSPFv3和OSPFv2的LSA对比：

1类LSA：（Router-LSA）

1. Type：
   1— PPP连接
   2—Transit网络
   3—保留
   4—VLink
2. Options：与Hello报文中的Options相同。

2类LSA：（Network-LSA）

广播网络和NBMA网络的DR生成，描述本网段链路状态，只在DR所处区域传播，列出了DR所连接的所有Router ID。Link-LSA和Network-LSA的 LS ID 与 Interface ID 相同。

1. Attached Router：DR所连接的Router ID。
2. Options：与Hello报文中的Options相同。

3类LSA：（Inter-Area-Prefix-LSA）

和OSPFv2中的Type-3 LSA(Net summary LSA)对应，该LSA由区域边界路由器ABR生成，在与该LSA相关的区域内传播。每一条Inter-Area-Prefix-LSA描述了一条到达本自治系统的、其他区域的IPv6地址前缀（IPv6 Address Prefix）路由。

1. Metric：这条路径的花费

2. PrefixLength：前缀长度

3. Prefix Options：
   
   NU：No Unicast, 如果为1, 则不参与单播路由计算。
   LA：为1, 表示这个前缀为产生LSA的路由器的接口地址。
   MC：是否多播。
   P：NSSA区域前缀被ABR重新公布时设为1。

4类LSA：（Inter-Area-Router-LSA）

和OSPFv2中的Type-4 LSA(asbr summary LSA)对应，该LSA由区域边界路由器ABR生成，在与该LSA相关的区域内传播。每一条Inter-Area-Router-LSA描述了一条到达本自治系统的、其他区域的去往边界路由器ASBR的路由。

1. Options：与Hello报文中的Options相同。
2. Metric：到其他区域的路由器的花费。
3. Destination Router ID：目标路由器的Router ID。

5类LSA：（AS-external-LSA）

由自治系统边界路由器ASBR生成，描述到达其它AS的路由，传播到整个AS（Stub区域除外）。AS的缺省路由也可以用AS-external-LSAs来描述。

1. E：为1时, 表明为Metric为第2类外部路由的花费。
2. F：为1时, LSA里带转发地址(Forwarding Address)。
3. Forwarding Address：转发地址，数据流将经过这个地址。
4. T：为1时, LSA里带外部路由标记(External Route Tag)。
5. External Route Tag：外部路由标记，用于ASBR间交流。
6. Referenced LS type：非0时, LSA带Referenced Link State ID。
7. Referenced Link State ID：所引用的LS ID，用于ASBR间交流。

7类LSA（Type 7-LSA）报文格式类似5类。

8类LSA：（Link-LSA）

路由器为每一条链路生成一个Link-LSA，在本地链路范围内传播。每一个Link-LSA描述了该链路上所联系的IPv6地址前缀，包含Link-local地址。

1. Link-locak interface address:向链路上其他路由器发布自己的Link-local地址.
2. prefixes：发布这条链路上的IPv6前缀。
   (注: Link-LSA的LS ID与发布此LSA的路由器的Interface ID相同， Network-LSA也是如此)

9类LSA：（Intra-Area-Prefix-LSA）

每个Intra-Area-Prefix-LSA包含路由器上的IPv6前缀信息，stub网段信息或传输网段（Transit network）的网段信息，该LSA在区域内传播, 发布区域内的前缀。由于Router-LSA和Network-LSA不再包含地址信息，导致了Intra-Area-Prefix-LSAs的引入。

1. prefixes：本条LSA包含的前缀数目。
2. Referenced LS type， Referenced Link State ID，Referenced Advertising Router：
   这3个参数表明引用的是哪条router-LSA 或 network-LSA，以及产生这条LSA的路由器。报文中的地址前缀信息即为相应路由器或网段/链路的地址前缀。

参考资料：《HCIE路由交换学习指南》、H3C网络大爬虫