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LSAs und die Link-State-Datenbank

Wie OSPF die Netzwerktopologie abbildet

Link-State Advertisements (LSAs)

LSAs sind die Bausteine der OSPF-Topologie. Jeder Router erzeugt LSAs, die seine direkt angeschlossenen Links beschreiben, und verteilt sie an alle Router in der Area.

Wie LSAs funktionieren

1. Router erzeugt LSA für seine eigenen Links
2. LSA wird an alle Nachbarn geflutet (Flooding)
3. Jeder Router speichert die LSA in seiner LSDB
4. Alle Router haben am Ende die gleiche Datenbank
5. SPF-Algorithmus berechnet den besten Pfad

LSA-Typen (Überblick)

Für Single-Area OSPF sind vor allem zwei Typen relevant:

Typ Name Beschreibung
Type 1 Router-LSA Beschreibt die Links eines Routers innerhalb einer Area
Type 2 Network-LSA Beschreibt ein Broadcast-Netzwerk (vom DR erzeugt)

In Multi-Area-Designs gibt es weitere LSA-Typen (3, 4, 5, 7), die hier nicht behandelt werden.

Die Link-State Database (LSDB)

Die LSDB ist die Sammlung aller empfangenen LSAs. Sie repräsentiert die komplette Topologie der Area.

Wichtig: Alle Router in derselben Area müssen eine identische LSDB haben.

Router# show ip ospf database

            OSPF Router with ID (1.1.1.1)

                Router Link States (Area 0)

Link ID     ADV Router  Age    Seq#       Checksum
1.1.1.1     1.1.1.1     245    0x80000005  0x00AB12
2.2.2.2     2.2.2.2     198    0x80000003  0x00CD34
3.3.3.3     3.3.3.3     312    0x80000004  0x00EF56

Wichtige Felder:

  • Link ID: Identifikation des beschriebenen Links
  • ADV Router: Router, der die LSA erstellt hat
  • Age: Alter der LSA in Sekunden (max. 3600, dann wird sie erneuert)
  • Seq#: Sequenznummer (höher = neuer)

LSA-Flooding

Wenn sich die Topologie ändert (z.B. Link fällt aus):

1. Betroffener Router erzeugt neue LSA (erhöhte Sequenznummer)
2. LSA wird an alle Nachbarn gesendet
3. Jeder Nachbar leitet die LSA weiter (Flooding)
4. Alle Router aktualisieren ihre LSDB
5. SPF-Neuberechnung wird ausgelöst

Dieser Prozess dauert typisch unter 1 Sekunde in gut konfigurierten Netzwerken.

LSA-Refresh

Auch ohne Änderungen werden LSAs regelmäßig erneuert:

  • LSA-Refresh: Alle 30 Minuten (1800 Sekunden)
  • MaxAge: 60 Minuten (3600 Sekunden) -- danach wird die LSA als veraltet behandelt

Von der LSDB zur Routing-Tabelle

LSAs (Rohdaten)
    |
    v
LSDB (Topologie-Karte)
    |
    v
SPF-Algorithmus (Dijkstra)
    |
    v
SPF-Baum (kürzeste Pfade)
    |
    v
Routing-Tabelle (beste Routen)

Zusammenfassung

  • LSAs beschreiben die Links eines Routers
  • Alle Router in einer Area haben die gleiche LSDB
  • LSA-Flooding verteilt Änderungen schnell im gesamten Netzwerk
  • Die LSDB ist die Grundlage für die SPF-Pfadberechnung
  • show ip ospf database zeigt die LSDB an

In der nächsten Lektion schauen wir uns die Pfadberechnung und Metrik an.

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