OSPF域内路由/外部路由/特殊区域

LSA类型：
Type = 1  ------Router LSA
Type = 2  ------Network LSA
Type = 3  ------Network-Summary LSA
Type = 4  ------Asbr-summary LSA
Type = 5  ------AS-extenal LSA
Type = 7  ------NSSA LSA
注：

一类和二类是普通路由器区域内传递链路信息；

三类是ABR产生区域间路由传递；

四类是由ABR产生告诉域内路由器如何到达ASBR路由器；区域内的普通路由器没有路由条目可以直接到达ASBR,意思就是告诉同一区域内的路由器你要访问ASBR传递过来的路由条目交给我，我可以到达ASBR,我来进行转发；

五类是ASBR产生的，该ASBR一般都是骨干区域的路由器设备，学习到的外部路由条目时，对于OSPF区域内的其他路由器进行一个宣告；

七类是由特殊区域产生的路由条目；

Adv rtr：宣告路由的ID。
Type:链路类型（并非OSPF定义的四种网络类型），一类的Router LSA描述的链路类型主要有：

• point-to -point:描述一个路由器到邻居路由器之间的点到点链接，属于拓扑信息。
• TransNet:描述一个从本路由到一个Transit网段（例如MA网段或者NBMA网段）的链接，属于拓扑信息。
• stubNet:描述一个从本路由器到一个Stub网段（例如Loopback接口）的链接，属于路由信息。
• 还有一种虚电路。
  
• 在描述MA或NBMA网络类型的Router-LSA中,Link ID 为DR的接口IP地址，Data为本地接口的IP地址。
• 从DR路由器到其所连接的路由器的开销为0。（通过SPF计算最短路径时会用到）

二类LSA：
Adv rtr:宣告产生二类LSA路由器的Router ID，即DR的Router ID。
Attached： 附加
Attached Router:表示链接到该网段的路由器设备，由上图可看出10.1.235.0网段上还连接着Router ID为2.2.2.2 、3.3.3.3、5.5.5.5的路由器。
SPF算法：
构建SPF树干。

• 根据Router-LSA和Network-LSA中的拓扑信息，构建SPF树干。
  计算最优路由。
• 基于SPF树干和router-LSA、Network-LSA中的路由信息，计算最优路由。

一类LSA和二类LSA中，包括了拓扑信息和路由信息。
OSPF将依据SPF算法和各类LSA进行最短路径树的计算：
依据一类LSA中的P2P，Transnet、以及二类LSA，构建SPF树。
依据一类LSA中的Stub以及二类LSA，计算最优路由。
计算最短路径树时， OSPF路由器分别会议自身为根节点计算最短路径树。

OSPF域间路由传递

• 区域内部传链路状态信息，区域间传递路由信息。
• 链路状态信息转化成路由信息其实就是将一类和二类LSA转换为三类LSA的过程。区域间的路由信息在ABR上时双向传递的。

Network-Summary-LSA主要包括以下内容：

• Ls id :目的网段地址。
• Adv rtr：ABR的Router ID.
• Net mask:目的网段的网络掩码。
• Metric:ABR到达目的网段的开销值。

如果多个ABR产生了指向相同目的网段的三类LSA ，则根节点到达目的网段的累计开销值相同，则产生等价负载的路由。
避免域间路由环路

• 所有非骨干区域必须直接与骨干区域相连接且骨干区域只有一个，非骨干区域之间的通信都要通过骨干区域中转。
• OSPF规定从骨干区域传来的三类LSA 不在传回骨干区域。
• ABR设备至少有一个接口属于骨干区域。

虚连接

虚连接可以在任意两个区域边界路由器上建立，但是要求这两个区域边界路由器都有端口连接到一个相同的非骨干区域。可以无限连接虚连接（在物理线路正常的情况下）
注：一条Network-Summary LSA只能描述一条路由信息。

外部路由计算过程

五类（AS-External）LSA，由ASBR路由器产生后泛洪到所有的OSPF区域。

• LS id:目的网段地址。
• Adv rtr :ASBR的Router ID。
• Net mask目的网段的网络掩码。
• Metric:ASBR到达目的网络的开销值，默认为1。
• 四类（ASBR-Sumarry）LSA ，当与产生五类的LSA的路由器在同一区域的ABR向其他区域泛洪五类LSA时，会产生一条四类的LSA。

四类的LSA主要包括一下信息：

• Ls id：该ASBR的Router ID
• Adv rtr:产生该四类的LSA的ABR的Router ID
• Metric:从该ABR到ASBR的OSPF开销值。
• 四类LSA只能在一个区域泛洪，五类LSA没泛洪到一个区域，相应区域的ABR都会生成一条新的四类LSA来描述如何到达ASBR.
• 因此描述到达同一个ASBR的四类LSA可以有多条，其Adv rtr是不同的，表示是由不同的ABR生成的。

外部路由类型

• 第一类外部路由 type=1 AS内部开销值+AS外部开销值
• 第二类外部路由 type=2 AS外部开销值
• 默认情况下，OSPF外部路由器采用的是第二类外部路由。
  
  如上图，A到C本来可直接到达，但是由于处于不同的协议，A必须将信息交给B才能到达C，这时就产生了次优路径。导致A去C的下一跳为B。
  解决次优路径OSPF通过设置Forwarding Address来解决问题，直接将Forwarding Address值修改为C的接口IP。

OSPF特殊区域

传输区域：除了承载本区域发起的流量外，还承载了源IP和目的IP都不属于本区域的流量。
末端区域：只承载本区域发起的流量和访问本区域的流量。

• 对于末端区域：
  保存到达其他区域明细路由的必要性：访问其他区域通过单一出口，“汇总”路由项对明细路由更为简洁。
• 设备性能：网络建设与维护必须要考虑成本因素。末端区域可选择部署性能相对较低的路由器。
• OSPF路由器计算区域内、区域间、外部路由都需要依靠收集网络中大量LSA，大量LSA会占用LSDB存储空间，所以解决问题的关键是在不影响正常路由的情况下，减少LSA的数量。

• Stub区域的ABR不向Stub区域内传播它接收到的自治系统外部路由（对应四类、五类LSA）,Stub区域中路由的LSDB、路由表规模都会大大减少。

• 为保证Stub区域能够到达自治系统外部，Stub区域的ABR将生成一条缺省路由（对应三类LSA），并发布给Stub区域中的其他路由器。

• 除路由条目的减少外，当外部网络发生变化后，Stub区域的路由器是不会直接受到影响的。

• Stub区域是一种可选的配置属性，但并不建议将每个区域都配置为Stub区域。通常来说,Stub区域位于自治系统的末梢，是那些只有一个ABR的非骨干区域。

• Stub区域配置注意事项：

• 骨干区域不能被配置为Stub区域。

• 如果要将一个区域配置成Stub区域，则该区域的所有路由器必须都要配置成Stub路由器。

• Stub区域内不能存在ASBR，自治系统外部路由不能在本区域内传播。

• 虚连接不能穿越Stub区域建立。

• Totally Stub区域既不允许自治系统外部路由（四类、五类LSA）在本区域内传播，也不允许区域间的路由（三类LSA）在本区域内传播。
• Totally Stub区域内的路由器对其他区域及自治系统外部的访问需求是通过本区域ABR所产生的三类LSA缺省路由实现的。
• 与Stub区域配置的区别在于，在ABR上需要追加no-summary参数。
• Totally Stub区域访问其他区域及自治系统外部是通过默认路由实现的。
• 自治系统外部、其他OSPF区域的网络发生变化，Totally Stub区域的路由器是不直接受影响的。
• Stub、Totally Stub解决了末端区域维护过大LSDB带来的问题，但对于某些特定场景，Stub、Totally Stub并不是最佳解决方案。
  
  如上图Stub和Totally Stub存在次优路径的问题。于是产生了Nssa和Totally Nssa区域。
  
• OSPF NSSA区域（NOT-So-stubby Area）是在原始OSPF协议标准中新增的一类特殊区域类型。
• NSSA区域和Stub区域有许多相似的地方。两者的差别在于，NSSA区域能够将自治域外部路由引入并传播到整个OSPF自治域中，同时又不会学习来自OSPF网络其他区域的外部路由。

NSSA LSA（七类LSA）：

• 七类LSA是为了支持NSSA区域而新增的一种LSA类型，用于描述NSSA区域引入的外部路由信息。
• 七类LSA有NSSA区域的ASBR产生，其扩散范围仅限于ASBR所在的NSSA区域。
• 缺省路由也可以通过七类LSA来产生，用于指导流量流向其他自治域。

七类转五类：

- NSSA区域的ABR收到七类LSA时，会有选择地将其转换为五类LSA，以便将外部路由信息通告到OSPF网络的其他区域。

• NSSA区域有多个ABR时，进行七类与五类转化的时Router ID最大的ABR。
  Totally NSSA和NSSA的区别：

• Totally NSSA不允许三类LSA在本区域内泛洪。

• Totally NSSA与NSSA 区域的配置区别在于ABR上需要追加no-summary参数。

NSSA区域和Totally NSSA区域的LSDB表的对比：

• 配置了NSSA区域的ABR产生一条七类缺省路由。

• 配置了Totally NSSA区域的ABR会自动产生一条三类的LSA缺省路由。

区域间路由汇总和外部路由汇总

汇总可以有效的减少路由器压力。

• 区域间汇总时，是在第一个ABR上在需要汇总的区域的出接口上汇总的。

• 区域外部路由汇总时需要在外部路由信息进入OSPF区域时提前汇总。

OSPF更新机制

• OSPF为每个LSA条目维持一个老化计时器3600s,当计时器超时，LSA将从LSDB中删除。

• 为了防止LSA条目达到最大生存时间而被删除，OSPF通过定期更新（每过1800s刷新一次）机制来刷新LSA。

• OSPF路由器每过1800s会重新生成LSA，并通告给其他路由器。

• 为了加快收敛速度，OSPF设置了触发更新机制，当链路状态发生变化后，路由器立即发送更新消息，其他路由器收到更新消息后立即进行路由计算，快速完成收敛。

OSPF认证机制

• OSPF支持认证功能，只能通过认证的OSPF路由器才能正常建立邻居关系，交互信息。

• 区域认证和接口认证。

• 支持的认证模式分为NULL(不认证)、simple（明文认证）、MD5以及MAC-MD5.

• 当两种认证方式都存在时，优先使用接口认证。