OSPF计算区域内路由-（区域内防环、区域间防环、区域外防环）

一、OSPF计算区域内路由

1、 OPSF在区域内会产生两类LSA：

1） Router LSA ；2） Network LSA

形成最短路径树：

第一步：仅考虑路由器和传输网络之间的连接。通过 Dijkstra 算 法，根据链路状态数据库的子集形成树；
第二步：考虑末节网络连接， 作为叶子加入树。
区域内部OSPF对网络是通过Router LSA ，Network LSA来描述网络 的，最终路由器收到LSA构建出LSDB。

2、 LSDB通过描述一个有向线段图来描述网络拓扑结构，该有向图的端点有 三种类型：

路由器节点，Stub网段和Transit网段。
Router LSA使用Link ID，Data，Type和Metric描述一条链路类型有四种

Stub网段表示该网段只有数据入口，例如一个Loopback接口就是一个 Stub网段。
Cost表示从一个端点到另一个端点的开销，该参数可以在OSPF接口上配 置，表示数据离开该接口（出接口）的开销。
Transit网段有能力转发既不是本网段产生的，也不以本网段做为目的 地的数据。
有至少两台路由器的广播型网段或NBMA网段就是一种Transit网段。 从路由器到所连Transit网段的开销值就是连接到这个网段的接口所配 置的开销值。 从一个Transit网段到连接到这个网段的路由器的开销为0。（称为伪节 点）

在描述点到点接口的Router-LSA中：

1. 通告一个到邻居路由器的点到点链接，Link ID设置为对端的Router ID，Data设置为本地接口的IP地址；
2. 通告一个到该点到点网段的Stub连接，Link ID设置为该点到点网段 的网络号，Data设置为该点到点网段的网络掩码；
3. 上述两个连接的Cost值均为该点到点接口上的Cost值。

LSDB描述两接口处于不同网段的点到点网段的规则如下：

两台路由器经由两条有向线段直接相连，每个方向一条。 两个接口的网段被表示成Stub网段。 每个路由器通告一个Stub连接到该路由器所连的网段。

在描述广播型或NBMA型接口的Router-LSA中：

1. 如果接口状态是Waiting，或者该网段上只有一个运行OSPF的路由 器，或者该网段上没有DR，则通告一个通往该网段的Stub链接，Link ID设置为该网段的IP网络号，Link Data设置为该网段的网络掩码； 其他情况下，通告一个通往该网段的Transit连接，Link ID设置为DR的 接口IP地址，Link Data设置为本地接口的IP地址。
2. 连接的开销值为接口的开销。

在描述广播型网段或者NBMA网段的Network-LSA中：

Link State ID设置为DR的接口IP地址。 Net mask设置为该网段的网络掩码。 Link State ID和Net mask做与运算，即可得出该网段的IP网络号。 在该LSA中，还包含一个连接到该网段的路由器列表。 从一个Transit网段到所连接的路由器的连接没有开销。

3、计算过程

1)根据上文描述上图拓扑在LSA传递完毕后生成有向图
2)接下来计算分为俩个阶段
第一阶段：计算Transit节点，忽略Stub节点，生成一个最短路径树
第二阶段：只计算Stub节点，将Stub网段挂到最短路径树上去
3)计算过程中首先初始化最短路径树，RTA将自己做为根节点添加到最短 路径树上
4） RTA将自己添加到最短路径树上之后，检查自己生成的Router-LSA，对 于该LSA中所描述的每一个连接，如果不是一个Stub连接，就把该连接 添加到候选列表中，端点ID为Link ID，到根端点的开销为LSA中描述的 Metric值。
5）当有新节点添加到最短路径树上的时候，则检查LS ID为新节点的link-id ID的LSA。
6)如果LSA中所描述的连接的Link ID在最短路径树上已经存在，则忽略该 连接。
7)到根端点的开销设置为此连接的Metric值与父端点到根端点的开销之和。检查LS ID为最新添加节点的端点ID的LSA。如果在候选列表中出现两个端点ID一样但是到根端点的开销不一样的端 点，则删除到根端点的开销大的端点。
8)检查LS ID为最新添加节点的端点ID的LSA
9)将候选列表中到根端点的开销最小的端点移动到最短路径树上
10)检查LS ID为最新添加节点的端点ID的LSA
如果在此时候选列表为空，则计算最短路径树的第一阶段结束。
11)检查每个路由器端点的Router-LSA，计算Stub网段。

二、OSPF区域间防环

1. OSPF要求所有的非0区域必须与骨干区域直接相连，区域间路由需经由骨干区域中转。
2. ABR只能够将其所连接的区域的区域内部路由注入到Area0，但是可以将区域内部路由及 区域间的路由注入到非0常规区域。
3. ABR不会将描述一个Area内部的路由信息再注入回该区域中。

三、OSPF区域外防环

当一台OSPF路由器将外部路由引入OSPF域后，它就成为了一台 ASBR，被引入的外部路由以Type-5 LSA在整个OSPF域内泛洪。一台 路由器使用Type-5 LSA计算出路由的前提是两个，其一是要收到 Type-5 LSA，其二是要知道产生这个Type-5 LSA的ASBR在哪里。与 ASBR接入同一个区域的路由器能够根据该区域内泛洪的Type-1 LSA 及Type-2 LSA计算出到达该ASBR的最短路径，从而计算出外部路 由。而其他区域的路由器就没有这么幸运了，因为ASBR产生的 Type-1 LSA只能在其所在的区域内泛洪，所以才需要Type-4 LSA。 因此其他区域的路由器在获取Type-4 LSA后便能计算出到达ASBR的 最短路径，进而利用该ASBR产生的Type-5 LSA计算出外部路 由。Type-5 LSA将会被泛洪到整个OSPF域，表面上看，它本身并不 具有什么防环的能力，但是实际上，它并不需要，因为它可以依赖 Type-1 LSA及Type-4 LSA来实现防环。