链路状态路由协议OSPF——理解OSPF多区域原理
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目录
前言
一.OSPF的多区域
1.OSPF概述
2.生成OSPF多区域的原因
二.OSPF区域的容量
1.OSPF的三种通信量
2.分层路由器的优势
三.路由器的类型
1.OSPF 多域环境中路由器的类型
四.OSPF的区域类型
1.区域类型概述
①骨干区域Area 0
②标准区域
五.链路状态数据库
1.链路状态数据库的组成
2.链路状态通告（LSA）类型
六.配置多区域OSPF
1.OSPF 多区域配置常用命令
2.OSPF路由表
3.路由器对路由条目的选择
七.stub区域及配置
1.LSA4:ASBR 汇总LSA
2.LSA：自治系统外部LSA
3.末梢区域和完全末梢区域
4.配置末梢区域
5.配置完全末梢区域
八.本章总结
前言
上几章学习了OSPF路由协议的基本概念、工作过程及单域的配置，但是在使用OSPF构建大型
网络时，仅有单域是远远不够的。在大型网络中，网络结构的变化是时常发生的，而且随着多条网
络路径的增加，路由表将变得越来越庞大。为了解决这个问题，OSPF允许把大型区域划分成多个更易管理的小型区域。本章主要介绍OSPF多区域的原理及配置。
一.OSPF的多区域
1.OSPF概述
在大型网络中，使用OSPF路由协议通常遇到以下问题。
- 在大型网络中，网络结构的变化是时常发生的，因此。SPF路由器就会经常运行SPF算法来重新计算路由信息，大量消耗路由器的CPU和内存资源。
- 在OSPF网络中，随着多条路径的增加，路由表变得越来越庞大，每一次路径的改变都使路由器不得不花大量的时间和资源去重新计算路由表，路由器变得越来越低效。
- 包含完整网络结构信息的链路状态数据库也会越来越大，这将有可能使路由器的CPU和内存资源彻底耗尽，从而导致路由器的崩溃
2.生成OSPF多区域的原因
为了解决这个问题，OSPF允许把大型区域划分成多个更容易管理的小型区域。这些小型区域 可以交换路由汇总信息，而不是每一个路由的细节。通过划分成多个小型区域，OSPF的工作可以更加流畅。
1生成OSPF多区域
2生成OSPF多区域的原因
①改善网络的可扩展性。
②快速收敛。
二.OSPF区域的容量
划分多区域后，每个OSPF区域里到底可以容纳多少台路由器呢？单个区域所支持的路由从量范围是30-200。但在一个区域内实际加入的路由器数量要小于单个区域所能容纳路由器的大数量。这是因为还有更为重要的一些因素影响着这个数量，如一个区域内链路的数量，网络拓扑的稳定性、路由器的内存和CPU性能、路由汇总的有效使用和注入这个区域的汇总链路状态通告（LSA）的数量等。正是由于这些因素，有时在一些区域里包含25台路由器可能都已经显得比较多了,而在另一些区域内却可以容纳多于500台路由器。
1.OSPF的三种通信量
域内通信量（Intra-Area Traffic）
单个区域内的路由器之间交换数据包构成的通信量
域间通信量（Inter-Area Traffic）
不同区域的路由器之间交换数据包构成的通信量
外部通信量（External Traffic）
OSPF域内的路由器与OSPF区域外或另一个自治系统内的路由器之间交换数据包构成的通信量。
2.分层路由器的优势
- 降低了OSPF运算的频率
- 减小了路由表
- 减小了链路状态更新报文（LSU）的流量
三.路由器的类型
1.OSPF 多域环境中路由器的类型
- 内部路由器， 所有接口都属于同一个区域内的路由器
- 区域边界路由器 ABR 连接两个不同区域的路由器，路由器的接口分属于两个或两个以上的区域
- 自治系统边界路由器 ASBR 连接两个自治系统的路由器，
四.OSPF的区域类型
1.区域类型概述
OSPF将区域分为不同类型、包括骨干区域、标准区域、末梢区域、完全末梢区域、非纯末梢区域等。根据互连区域的类型和数量不同，OSPF提供了不同类型的路由更新。
运行OSPF的整个区域属于一个AS，AS范围外的路由都属于外部路由。骨干区域用于连接其他
区域，跨区域的流量都要通过骨干区域传递，骨干区域的稳定性、健壮性至关重要。骨干区域上的
路由器大都是ABR。
①骨干区域Area 0
该区域的Q一定为0，它是连接所有其他区域的核心域，相当于交换网络的汇聚层。
②标准区域
该区域可以接收各种链路状态信息和汇总的路由通告。没有特殊定义的区域就是标准区域。其
他区域类型将在后面进行讲解。
五.链路状态数据库
1.链路状态数据库的组成
每个路由器都创建了由每个接口、对应的相邻节点和接口速度组成的数据库链路状态数据库中每个条目称为LSA（链路状态通告），常见的有六种LSA类型。LSA1,LSA2,LAS3,LAS4,LAS5,LAS7。本章主要讲解前五种LSA。
2.链路状态通告（LSA）类型
- LSA1 路由器的链路状态通告
- 是由区域内其他路由器向DR 发的通告
- LSA2 网络的链路状态通告
- 是由 DR向本区域内部其他路由器发的通告
- LSA3 网络汇总的链路状态通告
- 是由 ABR 向其他区域发的本区域发的通告
- LSA4 ASBR汇总的链路状态通告
- 是由 ABR 发的 关于 ASBR 的信息通告
- LSA5 自治系统外部的链路状态通告
- 由 ASBR发的外部的路由信息
六.配置多区域OSPF
1.OSPF 多区域配置常用命令
show ip route ospf 只查看 ospf 学习到的路由
show ip prtocol 查看 ospf 配置信息
show ip ospf database 查看所有的 链路状态数据信息 LSA
show ip ospf neighbor detail 查看邻居的详细信息
show ip ospf packet 查看 ospf 数据包的信息 ospf 版本 router-id area-id
clear ip route 清空路由表
2.OSPF路由表
区域内路径（Intra-area path）
指在路由器所在的区域内就可以到达目的地的路径。
区域间路径（Inter-area path）
指在其他区域但仍在 OSPF AS内的目的地路径。在路由表中，打上了IA标志的条目就是区域间路径，它总是至少通过一台ABR路由器。
3.路由器对路由条目的选择
- 路由器只把最优的路由条目添加到路由表
- 选择路由条目的依据
①管理距离：一种路由协议的路由可信度
②度量值：代表距离，由度量值来确定寻路时的最优路由。
七.stub区域及配置
除了骨干区域和标准区域之外.还有末梢区域（Stub Area)、完全末梢区域（Totally Stubby Area）
和非纯末梢区域（Not-So-Stubby Area，NSSA)，主要介绍末梢区域和完全末梢区域。
1.LSA4:ASBR 汇总LSA
ASBR Summary LSA.它也是由ABR发出的，描述了ASBR的RID，它是告诉其他区域路由器到某
个非OSPF AS外的网络要找通告里告诉的那个ASBR。可以理解为汇总是由ASBR产生但由ABR代
为通告出去的，然后由ABR代为转成LSA4发出。
2.LSA：自治系统外部LSA
Autonomous system external LSA，它是由ASBR产生的，用来通告自治系统外部的路由，它在整
个osPF自治系统内泛洪。所以管理员应该尽量在ASBR上进行路由汇总（summary一address 外部汇总网络号汇总掩码）
3.末梢区域和完全末梢区域
（1）满足以下条件的区域
- 只有一个默认路由作为其区域的出口
- 区域不能作为虚链路的穿越区域
- Stub区域里无自治系统边界路由器ASBR
- 不是骨干区域Area 0
（2）末梢区域
- 没有LSA4、5、7通告
（3）完全末梢区域
- 除一条LSA3的默认路由通告外，没有LSA3、4、5、7通告
4.配置末梢区域
在这种情况下Area 2 可以被配置成为一个末梢区域
Stub关键字表明该路由属于末梢区域
5.配置完全末梢区域
no-summary使其成为一个完全末梢区域
八.本章总结
知识梳理
OSPF路由器的类型
链路状态通告LSA1-5的作用
末梢区域和完全末梢区域的异同点
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