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DAY 13
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網路為什麼筆記本:從一個封包開始,把 Router、Switch 與 Routing 串起來系列 第 13 篇

Day 13|LSA 都叫 LSA,為什麼還要分 Type 1、2、3?

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Day 12 終於把 Area、Area 0、ABR 接起來。

我現在知道:

同一個 Area
↓
共享這個 Area 的詳細 Link-State 資訊

不同 Area
↓
透過 ABR 交換 Routing Information

但這裡立刻出現一個問題。

Day 10 我只學到:

LSA
↓
LSDB
↓
SPF
↓
Routing Table

當時把 LSA 當成一種東西。

結果 OSPF 一進到 Multi-Area,突然開始看到:

Type 1
Type 2
Type 3

所以我真正想問的是:

LSA 不都是 Link-State Advertisement 嗎?為什麼還要分這麼多種?


先給 30 秒版本

我目前先這樣記:

Type 1
Router LSA
→ Router 描述自己在這個 Area 裡連了什麼

Type 2
Network LSA
→ DR 描述一個 Multi-Access Network 上有哪些 Router

Type 3
Summary LSA
→ ABR 把一個 Area 的 Network 告訴另一個 Area

最重要的差別其實不是編號。

而是:

誰產生?在描述什麼?資訊可以走多遠?


Type 1:每台 Router 先介紹自己

先回到最基本的 OSPF Area。

假設:

R1 ---- R2 ---- R3

每台 Router 都要讓 Area 裡其他 Router 知道:

我是誰
我有哪些 Link
我接到哪些 Network
Cost 是多少

這類由 Router 自己產生、描述自己 Link-State 的資訊,就是:

Type 1
Router LSA

所以我先把 Type 1 想成:

每台 Router 的自我介紹。


Type 1 會跨 Area 嗎?

不會直接跨出去。

這點非常重要。

假設:

Area 1
R1 --- R2
       |
      ABR
       |
Area 0

R1 的 Type 1 Router LSA 主要留在 Area 1。

Area 0 裡的 Router 不需要拿到 R1 在 Area 1 裡每一條 Link 的所有細節。

這正好呼應 Day 12:

Area 的目的之一,就是把詳細 Link-State 拓撲限制在 Area 裡。


Type 2:為什麼還需要 Network LSA?

如果是 Point-to-Point:

R1 -------- R2

還算單純。

但如果是 Ethernet Broadcast Network:

      R1
       |
R2 -- Switch -- R3
       |
      R4

同一個 Layer 2 Network 上可能有很多 OSPF Router。

Day 11 已經知道這時會選:

DR
BDR

而 DR 除了幫忙降低 Adjacency 複雜度,還有另一個角色:

描述這個 Multi-Access Network。

這時會產生:

Type 2
Network LSA

Type 2 在描述什麼?

可以把它想成:

這個共享網段上,現在有哪些 OSPF Router 接在一起。

例如:

192.168.10.0/24
├── R1
├── R2
├── R3
└── R4

Type 2 Network LSA 就是在描述這個 Network 與 Attached Routers 的關係。

而這份 LSA 是由:

DR

產生。

所以:

Type 1
Router 自己講自己

Type 2
DR 講這個共享 Network

Type 2 也不會直接跨 Area

跟 Type 1 一樣,Type 2 也是 Area 內的詳細拓撲資訊。

所以:

Type 1
Type 2

可以先一起想成:

Area 內部的地圖材料。

這些資訊讓同一個 Area 裡的 Router 建立一致的 LSDB。


那不同 Area 之間到底怎麼知道彼此的 Network?

這就輪到:

Type 3
Summary LSA

假設:

Area 1
10.1.0.0/16
   |
  ABR
   |
Area 0

Area 0 裡的 Router 不需要知道 Area 1 裡:

R1 接 R2
R2 接 R3
誰是 DR
哪條 Link Cost 是多少

它更需要知道的是:

Area 1 裡有 10.1.0.0/16
要去那邊可以往 ABR 走

這種跨 Area 傳遞 Network Reachability 的資訊,就是 Type 3 的角色。


Type 3 是誰產生的?

由:

ABR

產生。

所以這三種 LSA 的角色突然變得很清楚:

Type 1
Router 產生
↓
描述 Router 自己

Type 2
DR 產生
↓
描述 Multi-Access Network

Type 3
ABR 產生
↓
把 Network Reachability 帶到其他 Area

Type 3 為什麼叫 Summary?

這個名字很容易讓人誤會成:

一定有做 Route Summarization。

其實不是這個意思。

Type 3 Summary LSA 可以攜帶 Inter-Area Network Information,但不代表一定有做手動的路由彙總。

所以現在不要把:

Summary LSA

直接等同於:

Route Summarization

這是兩件不同的事情。


把三種 LSA 放在同一張圖

假設:

Area 1

R1 ---- R2 ---- ABR
         |
       LAN A

在 Area 1 裡:

R1
→ Type 1

R2
→ Type 1

ABR
→ Type 1

如果 LAN A 是 Broadcast Multi-Access
而且有 DR
→ Type 2

接著 ABR 要把 Area 1 的 Network 告訴 Area 0:

ABR
→ Type 3
→ Area 0

所以:

Area 內部詳細地圖
=
Type 1 + Type 2

跨 Area 告訴別人有哪些 Network
=
Type 3

這個畫面對我來說比背 LSA 表格有用很多。


為什麼 Area 真的能縮小 LSDB?

現在終於能回答 Day 12 的問題了。

因為:

Type 1 / Type 2
不直接跨 Area

所以另一個 Area 的 Router 不需要保存遠端 Area 的全部詳細 Link-State 拓撲。

它拿到的是由 ABR 產生的:

Type 3

也就是跨 Area 所需要的 Reachability Information。

所以 Multi-Area OSPF 的階層化不是一句口號。

它真的反映在 LSA 類型與 Flooding 範圍上。


Cisco 指令可以看什麼?

可以先用:

show ip ospf database

觀察不同 LSA 類型。

也可以進一步看:

show ip ospf database router
show ip ospf database network
show ip ospf database summary

概念上分別對應:

router
↓
Type 1

network
↓
Type 2

summary
↓
Type 3

待驗證:後續用 Packet Tracer / IOS Lab 實際建立 Multi-Area OSPF,記錄 Type 1、2、3 的實際 Database 輸出。


最容易搞錯的地方

誤解 1:Type 1、2、3 只是不同格式

不只是格式。

它們代表不同來源、不同資訊角色、不同 Flooding Scope。

誤解 2:Type 2 每個網段都有

不是。

Type 2 主要和 Broadcast / NBMA 這類有 DR 的 Multi-Access Network 有關。

誤解 3:Type 3 是 Router 自己產生的

不是一般 Internal Router。

Type 3 是由 ABR 產生,帶 Inter-Area Network Information。

誤解 4:Summary LSA 一定代表做了 Route Summarization

不是。

Type 3 名稱裡的 Summary,不代表一定做了手動 Route Summarization。


把 Day 10~Day 13 接起來

Day 10
LSA 是建立 OSPF 地圖的資訊
↓
LSDB
↓
SPF

Day 11
Broadcast Network Router 太多
↓
DR / BDR

Day 12
整個 OSPF Domain 太大
↓
Area
Area 0
ABR

Day 13
不同角色到底交換哪一類資訊
↓
Type 1
Type 2
Type 3

以前 LSA Type 看起來像一張超難背的表。

現在比較像同一個問題的不同答案:

誰要告訴誰,哪一種層級的網路資訊?


如果今天只記得一件事

Type 1 是 Router 對自己的描述,Type 2 是 DR 對共享 Network 的描述,Type 3 是 ABR 把 Network Reachability 帶到其他 Area。

再濃縮成:

Type 1
Router

Type 2
DR / Network

Type 3
ABR / Inter-Area

先把角色對起來,再去背細節會容易很多。


下一個「為什麼」

現在 Routing Table 裡又會看到:

O
O IA

甚至之後還會碰到:

O E1
O E2

所以新的問題是:

既然最後都是 OSPF 學到的 Route,為什麼還要分 O、O IA、O E1、O E2?

這應該會是下一篇。



上一篇
Day 12|OSPF 為什麼還要切 Area?Area 0、ABR 到底在做什麼?
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