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8. Protocol Packet Processing (Protokollpaketverarbeitung)

Dieses Kapitel beschreibt detailliert, wie OSPF-Router empfangene Protokollpakete verarbeiten. Dies ist der zentrale Teil der OSPF-Implementierung und deckt die Verarbeitungslogik aller Pakettypen ab.

Kapitelübersicht (Chapter Overview)​

OSPF verwendet 5 verschiedene Protokollpakettypen, jeder mit einem spezifischen Verarbeitungsablauf:

  • Hello-Pakete
  • Database Description (DD) Pakete
  • Link State Request (LSR) Pakete
  • Link State Update (LSU) Pakete
  • Link State Acknowledgment (LSAck) Pakete

8.1 Empfangen von Protokollpaketen (Receiving Protocol Packets)​

Allgemeine Empfangsverarbeitung (General Reception Processing)​

Schritt 1: IP-Layer-Empfang

  • Zieladresse: 224.0.0.5 (AllSPFRouters) oder 224.0.0.6 (AllDRouters) oder Unicast
  • Protokollnummer: 89 (OSPF)
  • IP TTL: Muss 1 sein (außer bei virtuellen Links)

Schritt 2: OSPF-Header-Validierung

PrüfelementAnforderungVerarbeitung bei Fehler
Version NumberMuss 2 seinPaket verwerfen
Packet Type1-5 gültigPaket verwerfen
ChecksumMuss korrekt seinPaket verwerfen
Area IDMuss übereinstimmenPaket verwerfen
AuthenticationMuss bestehenPaket verwerfen

8.2 Hello-Paketverarbeitung (Hello Packet Processing)​

Empfang von Hello-Paketen​

Verarbeitungsablauf

Hello empfangen
  ↓
Hello-Parameter validieren
  ↓
Neighbor suchen/erstellen
  ↓
Neighbor-Status aktualisieren
  ↓
DR/BDR-Wahl prüfen

Hello-Parameter-Validierung​

Parameter, die übereinstimmen müssen

ParameterBeschreibungVerarbeitung bei Nichtübereinstimmung
Network MaskNetzwerkmaskePaket verwerfen
Hello IntervalHello-SendeintervallPaket verwerfen
Dead IntervalNeighbor-AblaufintervallPaket verwerfen
OptionsOptions-FlagsPaket verwerfen

8.3 Database Description Paketverarbeitung (DD Packet Processing)​

Empfang von DD-Paketen​

Voraussetzung

  • Neighbor-Status muss >= ExStart sein
  • Andernfalls Paket verwerfen

Verarbeitungslogik-Verzweigungen​

Verzweigung 1: ExStart-Status​

Master-Bestimmung

if (Empfangenes DD enthält Flags I, M, MS):
    if (Neighbor Router ID > Lokale Router ID):
        Dieser Router wird Slave
        Neighbor wird Master
        Sequenznummer des Neighbors akzeptieren
    else:
        Dieses DD ignorieren

Empfang von LSR-Paketen​

Voraussetzung

  • Neighbor-Status muss >= Exchange sein
  • Andernfalls Paket verwerfen

Verarbeitungsablauf​

LSR empfangen
  ↓
Anforderungsliste durchlaufen
  ↓
Jedes LSA in LSDB suchen
  ↓
Gefunden: Zu LSU-Antwort hinzufügen
Nicht gefunden: BadLSReq-Ereignis
  ↓
LSU-Paket senden

Empfang von LSU-Paketen​

Verarbeitungskomplexität

  • LSU kann mehrere LSAs enthalten
  • Jedes LSA wird unabhängig verarbeitet
  • Komplexester Pakettyp

LSA-Validierung​

Schritt 1: Grundvalidierung

PrüfelementAnforderung
LS ChecksumMuss korrekt sein
LS TypeMuss bekannter Typ sein
LS AgeMuss <= MaxAge (3600s) sein

Empfang von LSAck-Paketen​

Verarbeitungsablauf

LSAck empfangen
  ↓
Liste bestätigter LSA-Header durchlaufen
  ↓
In Link State Retransmission List suchen
  ↓
Gefunden und übereinstimmend: Aus Neuübertragungsliste entfernen
Nicht gefunden oder nicht übereinstimmend: Diese Bestätigung ignorieren

8.7 Senden von Protokollpaketen (Sending Protocol Packets)​

Sendeentscheidung​

Hello-Pakete

  • Periodisches Senden (Hello Interval)
  • Ziel: AllSPFRouters (224.0.0.5)

DD-Pakete

  • Während Datenbanksynchronisation
  • Ziel: Unicast-Adresse des Neighbors

LSU-Pakete

  • Antwort auf LSR: Unicast
  • Flooding neuer LSAs: Multicast oder Unicast

8.8 Neuübertragungsmechanismus (Retransmission Mechanism)​

Zweck

  • Unbestätigte LSAs verfolgen
  • Jeder Neighbor pflegt eine unabhängige Liste

RxmtInterval

  • Standardwert: 5 Sekunden
  • Konfigurierbar
  • Sollte bei Hochlatenzlinks erhöht werden

Technische Zusammenfassung (Technical Summary)​

Schlüssel-Verarbeitungsprinzipien​

  1. Strenge Validierung

    • Alle Pakete müssen mehrere Validierungsebenen durchlaufen
    • Jede Nichtübereinstimmung führt zur sofortigen Verwerfung
    • Gewährleistet Protokollsicherheit

  2. Statusgesteuert

    • Neighbor-Status bestimmt Verarbeitungslogik
    • Klare Zustandsübergänge
    • Vermeidet ungültige Operationen

  3. Zuverlässige Übertragung

    • Bestätigungsmechanismus
    • Neuübertragungsmechanismus
    • Sequenznummernerkennung

Referenzen (References)

Hinweis (Note): Die Protokollpaketverarbeitung ist der Kern der OSPF-Implementierung. Das Verständnis des Verarbeitungsablaufs jedes Pakettyps ist für die korrekte Implementierung und Fehlerbehebung unerlässlich.

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