OSPFv3（IP v6）
IP v4协议使用OSPFv2，IP v6协议使用OSPFv3。 OSPFv3概念原理和OSPFv2一致，只是报文内容有改变。 ::: warning OSPFv2建立邻居需要链路两端设备在同一子网，需要保证网段和掩码相同。 OSPFv3基于链路运行，设备只要在同一链路就可以建立邻居关系，即使不在同一网段，接口会自动生成链路本地地址。
OSPFv3必须手工配置RID。 :::
OSPFv3支持一个链路上多个实例。 OSPFv3接口添加实例：
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 0 ？
instance Interface instance 可以添加实例，默认为instance 0
<cr> Please press ENTER to execute command
设备接口所属的区域和实例不同会影响邻居关系建立。
::: warning
一个实例只能绑定在一个进程中。
如上提示接口已在具有相同实例的其他OSPFv3进程中启用。
一个进程下只能绑定一个实例：
如上提示接口已在具有相同OSPFv3进程的其他实例中启用。
:::
::: tip
OSPFv3进程区域下不能宣告地址，需要在接口下宣告OSPFv3。
OSPFv3接口下绑定多实例：
[AR1]ospfv3 1
[AR1-ospfv3-1]router-id 10.1.1.1
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 0 instance 1
[AR1]ospfv3 2
[AR1-ospfv3-2]router-id 10.1.1.1
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 2 area 0 instance 2
[AR2]ospfv3 1
[AR2-ospfv3-1]router-id 20.2.2.2
[AR2-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 0 instance 1
[AR2]ospfv3 2
[AR2-ospfv3-2]router-id 20.2.2.2
[AR2-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 2 area 0 instance 2
:::
OSPFv3使用链路本地地址（FE80::/10）作为发送报文的源地址（hello、DD、LSR等报文中）和路由的下一跳地址（8类LSA）。
如上，AR1访问AR2的接口时，先访问到AR2的链路本地地址，然后再到AR2的IP v6地址。
OSPFv3实例实验：
OSPFv3使用进程ID和实例做绑定，一个进程ID对应唯一的一个实例ID。
路由器接口可以设置多进程，即接口可以通过设置多进程绑定多个实例。
同区域实例ID相同的路由器可以建立邻居关系，与进程ID无关（进程只用来绑定实例）。
::: tip
一个进程ID只能绑定一个实例ID，一个实例ID可以绑定多个进程ID。
:::
::: warning
默认所有设备都属于实例0，需要先在接口下undo ospfv3 1 area 0后再执行ospfv3 1 area 0 instance （实例ID）。
:::
将拓扑中的AR3、AR4、AR5放在实例1中：
上述拓扑中OSPFv3建立完成后2023:: 64网段的邻居上线：
在拓扑中原有IP v6地址配置的基础上做如下更改：
[AR3-GigabitEthernet0/0/0]undo ospfv3 1 area 0
[AR3-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 0 instance 1
[AR5-GigabitEthernet0/0/0]undo ospfv3 1 area 0
[AR5-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 0 instance 1查看SW1网段内的OSPFv3邻居关系：
如上，由于AR3和AR5同属于实例1建立邻居关系，AR2和AR4同属于实例0建立邻居关系，通过OSPFv3的实例实现同网段内分割建立邻居关系。
OSPFv3报文
::: tip
OSPFv3的Hello、LSU、LSAck报文是组播的（FF02::5），DD、LSR是单播报文，通过链路本地地址通信。
:::
Instance ID：1 Byte，缺省值为0。允许在一个链路上运行多个OSPFv3的实例。每个实例具有唯一的Instance ID。Instance ID只在本地链路上有意义。
OSPFv3报文头部移除了OSPFv2上的认证字段：OSPFv3的认证可以使用IP v6的认证及安全处理，也可以通过OSPFv3自身机制来完成报文认证。
OSPFv3设置新的认证报文来实现认证：
OSPFv3认证报文需要在模拟器中的CE设备上建立OSPFv3的邻居关系：
两台CE设备均作如下配置：
<HUAWEI>sys immediately
[CE]ospfv3 1
[CE-ospfv3-1]router-id 10.1.1.1
[CE-ospfv3-1]area 0
[CE-GE1/0/0]undo shutdown
[CE-GE1/0/0]undo portswitch
[CE-GE1/0/0]ipv6 enable
[CE-GE1/0/0]ipv6 address fe80::1 link-local / ipv6 address fe80::2 link-local
[CE-GE1/0/0]ospfv3 authentication-mode hmac-sha256 key-id 1 Huawei@123OSPFv3的Hello报文
如上，相比OSPFv2，OSPFv3的Hello报文去掉了Network Mask字段，增加了Interface ID字段，用来标识发送该Hello报文的接口ID：
OSPFv3的Hello报文中Options字段扩展到3Byte可选项。与OSPFv2相比，增加了AT位、R位和V6位：
AT bit：表示是否支持OSPFv3认证（默认置位，值为1，即支持）
DC bit：是否支持按需拨号（默认不置位，值为0，即不支持）
R bit：表示路由器是否具备转发IP v6报文能力（默认置1）（1：具备；0：不具备）
N bit：表示是否在NSSA区域（1：是；0：不是）（普通区域为0）
MC bit：表示与多播相关（默认不置位，值为0，即不支持）
E bit：表示是否支持外部路由泛洪（默认置1）（1：支持；0：不支持）（普通区域为1）
V6 bit：表示路由器或链路是否参加IPv6路由的计算（默认置1）（1：会；0：不会）
OSPFv3的LSA头部
OSPFv3报文和LSA中去掉了IP地址的意义，且重构了报文格式和LSA格式
1.OSPFv3报文和Router LSA/Network LSA中不包含IP地址（OSPFv3的1类和2类LSA与IP地址解耦）
OSPFv2的报文中携带IP v4的地址（32bit）和掩码；OSPFv3针对IP v6地址（128bit）
2.OSPFv3的LSA中定义了LSA的泛洪范围（在LSA的字段内指定了可以传递的范围，不需要逐一判断LSA的泛洪范围）
3.OSPFv3中创建了新的LSA承载IP v6地址和前缀（创建8类、9类LSA来承载路由信息）
4.OSPFv3邻居不再由IP地址标识，只由Router ID标识。即通过RID来指定邻居。
LS Type：
U位标识了对未知LSA的处理方法，即标识了不识别LSA功能代码的路由器应如何处理LSA：
U=0：把此LSA当作具有链路本地泛洪范围来对待，从而只能泛洪到本地链路上
U=1：把此LSA当作类型已知的LSA来处理，也就是存储下来并泛洪出去
S2/S1位标识了LSA的泛洪范围：
S2 S1=0 0：链路本地范围内，即只在始发链路上泛洪
S2 S1=0 1：区域范围内，即泛洪到始发区域内的所有路由器
S2 S1=1 0：AS范围内，即泛洪到本AS的所有路由器
S2 S1=1 1：预留
即U bit为0时，S2/S1 bit一定为0 0；如果LSA的类型已知（已知code字段标识），U bit无效，S2/S1 bit按照code标识的LSA类型进行标识
Link State ID：
1、3、5、7、9类LSA都使用本地唯一的32位整数做标识
2类LSA使用DR的接口ID做标识
4类LSA使用ASBR的RID做标识
8类LSA使用（产生该LSA的）接口ID做标识OSPFv3和OSPFv2的LSA报文变化
OSPFv2 LSDB：
OSPFv3 LSDB：
如上，OSPFv3将不同类型的LSA单独分类型存放。
::: tip
OSPFv3新增8类LSA：
OSPFv3新增9类LSA：
:::
::: warning OSPFv3的头部相较于OSPFv2删除了Options字段，但是OSPFv3的内容中较OSPFv2，Options字段不仅没有删除，还有所增加。 OSPFv3的Options字段仅在Hello报文，DD报文，1、2、4、8类LSA中出现。 OSPFv2的Options字段仅在Hello报文，DD报文，所有类型LSA中出现。 :::
OSPFv3 1类LSA
OSPFv3 1类LSA报文：
如上，LSDB中的1类LSA中链路装填ID都是0.0.0.0，可以通过查看报文或者dis ospfv3 lsdb router 0.0.0.0，查看其中的Advertising Router（报文）或者Originating Router的设备RID来判断是哪条LSA。
OSPFv2到OSPFv3的变化：
Options的字段内容和hello报文内的一致
LS type变为Link Type
OSPFv3的type由OSPFv2的4种变为3种，不存在stubnet链路类型（路由信息）
Link ID变为Interface ID
Link Data变为Neighbor Interface ID
新增Neighbor Route ID::: warning OSPFv3中，LSA中的Link State ID是随机生成的32位数字，从0开始，作用是做标识，没有特殊含义。 ::: ::: tip 如果链路类型是P2P： OSPFv2下1、2类LSA有描述拓扑信息的P2P和描述路由信息。 OSPFv3下1、2类LSA只有描述拓扑信息的P2P，描述路由信息的stubnet在9类LSA。 （OSPFv3中1、2类LSA中描述路由的信息在9类LSA，其他几类LSA和OSPFv2保持一致） :::
链路类型vlink需要在OSPF进程中区域下配置，vlink逻辑上属于区域0。 vlink以单播地址为源目地址发送OSPFv3的五种报文。
::: warning 1类LSA的链路类型： transit network类型中，Neighbor Router ID为DR的RID。 P2P类型中，Neighbor Router ID为邻居的RID。 vlink类型中，Neighbor Router ID为vlink邻居的RID。 stubnet类型用来描述路由，放在9类LSA中。 :::
OSPFv3 2类LSA
OSPFv3 2类LSA报文：
OSPFv3 2类LSA存在options字段，删除netmask字段。options字段和hello报文中的一致。
Attached Router为拓扑信息，不存在OSPFv2中的路由信息。
::: tip 1、2类LSA只是为了建立邻居关系而存在。 :::
OSPFv3 3类LSA
区域内9类LSA携带的每一个前缀，都会由ABR转换为对应的一条3类LSA。
OSPFv3 4类LSA
存在options字段。
使用ASBR的RID作为Link State ID，描述目标ASBR的地址，下一跳是起源者ID。
如上，目标RID拓扑计算不到，需要通过起源路由器10.3.3.3转发。
类似于OSPFv2的LS ID和通告者Adv rtr。
OSPFv3 5类LSA
存在flags和前缀options字段。
Flags字段：
E bit：表示外部路由开销类型。置1表示2类外部路由，置0表示1类外部路由。
F bit：表示后面的Forwarding Address可选字段是否存在。置1表示存在，置0表示不存在。
T bit：表示后面的External Route Tag可选字段是否存在。置1表示存在，置0表示不存在。OSPFv3 7类LSA
类似于5类LSA：
NSSA区域的7类LSA只在本区域内进行泛洪，该区域的ABR会将7类的LSA转换成5类LSA泛洪到其他区域（如果区域内存在多个ABR，Router ID大的进行7转5的操作）。
OSPFv3 8类LSA
8类LSA存在（产生该LSA的接口的）链路本地地址
options字段和hello报文中的一致
前缀options（前缀三元组）：前缀 前缀长度 options
P bit：传播位，表示在NSSA区域中的外部路由被ABR传播到其他区域，需要执行七转五的动作。
MC bit：组播位，表示前缀需要进不进行组播计算(1：进行；0：不进行)
LA bit：本地地址位，表示该前缀是否为路由器的一个接口地址(1：是；0：不是)
NU bit：非单播位，表示该前缀会不会纳入IPv6单播路由计算中(1：会；0：不会)
（在LSDB中查看时，前缀和前缀长度融合在一起表示，在报文中三元组内容分开表示）::: warning
LSA中只要有路由信息，就会存在前缀options。
:::
LSDB中的前缀三元组：
报文中的前缀三元组：
8类LSA是链路LSA，即只能在本链路范围内泛洪，不能转发到其他链路，一条链路产生一条8类LSA。（8类LSA描述自身接口，一条8类LSA描述一个接口）
如上，IP v6链路上的路由器都会产生8类LSA，但AR2 GE0/0/1口的8类LSA只能发到AR3，不能通告给AR1。
8类LSA作用（链路本地地址作用）：
1.保障链路可达，不依赖IP v6单播地址
2.链路本地地址可以当作路由计算的下一跳
3.链路本地地址可以充当报文的源地址OSPFv3 9类LSA
OSPFv3 9类LSA描述了OPFv2的1、2类LSA的路由，实现了路由拓扑分离。
9类LSA用于描述自身网段和自身末节节点的路由信息
1.描述自身网段的路由信息，只有广播网络的DR设备产生
该链路上所有的网络前缀信息都是DR通告9类LSA描述，非DR设备上的网络前缀通过8类LSA告知DR，由DR融合自身网络前缀后使用9类LSA通告
该9类LSA借鉴于DR的2类LSA上（9类LSA携带的路由前缀关联到DR的2类LSA上）
2.描述自身末节节点的路由信息
只要设备存在末节节点（环回口路由），就会产生9类LSA
该9类LSA借鉴于自身的1类LSA上（9类LSA携带的路由前缀关联到自身的1类LSA上）
9类LSA的泛洪范围是区域内泛洪（S2/S1=0 1）
1、2类的路由都放在一个9类LSA中，不会新建9类LSA。
上述拓扑中AR1-AR2链路上，设AR2的GE0/0/0接口为DR，AR2会将AR1通告的8类LSA内携带的路由前缀加上AR2自身的路由前缀统一使用一条9类LSA进行通告。（P2P链路上没有DR，需要单独进行通告）
::: warning
上述拓扑中，AR1的网段会交由DR通告，AR1自身节点（如环回口路由）由自身通告，不能交由DR通告，否则同区域内其他设备做路由旁挂时会出错。
（虽然9类LSA实现了路由拓扑分离，但路由和节点需要对应）
:::
OSPFv2中，1类LSA描述自身叶子节点路由，2类LSA描述网段路由。即通告9类LSA时，只需要描述该路由信息关联哪一类LSA即可。
::: tip
2011::1/128的options字段中LA置位，LA bit是本地地址位，置位表示该前缀是路由器的接口地址(环回口地址)。
:::
由上，AR2通告的9类LSA 0.0.0.1中，有2个路由前缀关联1类LSA，通告者分别是AR1和AR2，查看详细可知如下：
关联在Link State ID: 0.0.0.0，通告者ID：10.1.1.1，即关联在AR1的1类LSA上。查看前缀三元组可知该路由为2011::1/128。
关联在Link State ID: 0.0.0.0，通告者ID：10.2.2.2，即关联在AR2的1类LSA上。查看前缀三元组可知该路由为2023:: /64。
验证：
如上，AR1中lo 0的2011::1为自身叶子节点，GE0/0/0的2012::1为网段路由。
::: tip
上述LSDB中AR2的网段路由2023::/64对应了1类LSA（LS Type: 0x2001），原因是AR3没有配置路由信息，相当于该路由是没有邻居的接口地址。
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::: warning
如果在AR3后面还有一个其他区域的路由器，建立OSPFv3邻居时，其他区域的路由器通告的9类LSA只能在本区域内通告，通告到其他区域时，必须将9类LSA所有的路由条目都转换成3类LSA。
:::
