一、OSPF多區域必要性
單區域問題:
LSDB龐大 → 內存占用高,SPF計算開銷大
LSA洪泛范圍廣 → 拓撲變化影響全域
無法路由匯總 → 路由表膨脹,查找效率低
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? ? ?2. 多區域優勢:
? ? ? ? ? ??1. 劃分區域:獨立LSDB,縮小數據庫規模
? ? ? ? ? ? 2. 限制洪泛:LSA僅在區域內傳播
? ? ? ? ? ?3. 路由匯總:ABR/ASBR匯總路由,減小路由表
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二、多區域核心概念
區域類型
類型 | 特點 | 要求 |
---|---|---|
骨干區域 (Area 0) | 核心區域,必須連續 | 所有非骨干區域需直連Area 0 |
非骨干區域 | 普通區域 | 必須直連Area 0 |
特殊區域 | Stub/Totally Stub/NSSA/完全NSSA | 位于OSPF邊緣 |
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關鍵角色
ABR (區域邊界路由器):
連接多個區域(至少一個Area 0)
生成?LSA 3(區域間路由)和?LSA 4(ASBR位置)
ASBR (自治系統邊界路由器):
連接外部網絡(如RIP、靜態路由)
生成?LSA 5(外部路由)或?LSA 7(NSSA外部路由)
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LSDB特性
每個區域獨立維護LSDB,SPF計算在區域內進行。
LSA洪泛和LSDB同步只在區域內進行。
三、LSA類型與功能
LSA類型 | 名稱 | 發起者 | 洪泛范圍 | 作用 |
---|---|---|---|---|
1 | Router LSA | 所有路由器 | 區域內 | 描述直連拓撲 |
2 | Network LSA | DR | 區域內 | 描述多路訪問網絡 |
3 | Network Summary LSA | ABR | 區域間 | 傳遞區域間路由信息 |
4 | ASBR Summary LSA | ABR | 除ASBR所在區域外 | 通告ASBR位置 |
5 | AS External LSA | ASBR | 全域(除特殊區域) | 傳播外部路由 |
7 | NSSA External LSA | NSSA ASBR | NSSA區域內 | NSSA區域的外部路由(轉LSA 5) |
四、LSA傳播過程
1. LSA報文頭格式
? ? ? ? ? LS Type :標識LSA的類型(Type1-Type11)
? ? ? ?? Link State ID:具體數值根據LSA的類型而定
? ? ? ? Advertising Router:始發LSA的路由器的Router ID
2.? Link State ID
3.??LSA傳播
區域間路由(例:10.1.3.0/24)
區域內計算:
RT3生成?LSA 1?→ Area 1內洪泛 → RT1計算SPF。生成路由表。
跨區域傳遞:
RT1(ABR)生成?LSA 3?→ Area 0洪泛 → RT6收到后重新生成?LSA 3?→ Area 2洪泛 → RT2安裝路由。重發布外部:
RT2將OSPF路由重發布至RIP → RT4學習路由。
外部路由(例:172.16.4.0/24)
ASBR生成LSA 5:
RT2重發布RIP路由 → 生成?LSA 5(全域洪泛)。ASBR位置通告:
RT2生成?LSA 1(ASBR位置=1)→ Area 2洪泛 → RT6生成?LSA 4?→ Area 0洪泛 → RT1重新生成?LSA 4?→ Area 1洪泛。開銷計算:
開銷 = LSA 5攜帶開銷 + 到ASBR的開銷(通過LSA 4計算)。
五、特殊區域
? 特殊區域是指人為定義的一些區域,它們在邏輯中一般位于OSPF區域的邊緣,只與骨干區域相連。
? 常見的特殊區域有以下幾類:Stub區域、Totally Stub區域、NSSA區域、完全NSSA區域。
在路由器網絡升級改造中,舊設備無法承擔大量數據庫的時候,可以給他放一個特殊區域,不過一般不這樣做,如果能支持數據庫,那樣路由精確些。
(1)STUB區域:
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? ? ? 并不是每一臺路由器都需要了解所有外部目的地的信息的。不管OSPF區域外部的目的地在哪里,在區域1中的路由都必須發送數據包到達ABR路由器,以便到達那個ASBR路由器。在這種情況下,區域1可以被配置成為一個末梢區域。
? ?在末梢區域中有4個限制條件:
- 一個末梢區域內部的所有路由器也必須擁有相同的鏈路狀態數據庫。
- 虛鏈路不能在一個末梢區域內進行配置,也不能穿過一個末梢區域。
- 末梢區域內的路由器不能是ASBR路由器。
- 一個末梢區域可以擁有多臺ABR路由器,但是因為缺省路由的原因,區域內部路由器不能確定哪一臺路由器才是到達ASBR路由器的最優的網關。
(2)完全STUB區域:
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- 不僅使用缺省路由到達OSPF自主系統外部的目的地址,而且使用缺省路由到達這個區域外部的所有目的地址。
- 完全末梢區域的ABR將不僅阻塞AS外部LSA,而且阻塞所有的匯總LSA,但除了通告缺省路由的那一條類型3的LSA。
? 完全Stub區域中最受限的形式:
- 拒絕所有的External LSA : 類型5。
- 拒絕具體的Summary LSA :類型4和3。
- Default LSA作為Summary LSA注入到該區域,用來代表他所拒絕的路由信息。
- LSDB更小,路由信息更穩定,路由數量更少;
- ?默認路由+區域內路由;
- 區域內不會有其他區域的具體路由。
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(3)NSSA區域:
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- 帶有一些末梢網絡的R4必須通過區域2的其中R2和圖中的OSPF網絡相連。
- R4僅支持RIP協議,因此,區域2的R2將同時運行RIP協議和OSPF協議,并利用路由重新分配的方法把末梢網絡注入到OSPF域。
- 上述的配置使區域2的R2成為一臺ASBR路由器,因此,區域2就不能再是一個末梢區域了。
? ? ? NSSA區域:
? ? ?允許外部路由通告到OSPF自主系統內部,而同時保留自主系統的其余部分的末梢區域特征。
- 為實現這一功能,在NSSA區域內的ASBR將始發類型7的LSA來通告那些外部的目的網絡。
- 這些NSSA外部LSA將在整個NSSA區域中進行泛洪,但是Type 7LSAs會被ABR路由器轉換成Type 5 LSAs之后泛洪到骨干區域。
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(4)完全NSSA區域
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- 完全非純末梢區域允許外部路由通告到OSPF自主系統內部,并使用缺省路由到達這個區域外部的所有目的地址。
- 完全非純末梢區域的ABR將不僅阻塞AS外部LSA,而且阻塞所有的匯總LSA,但除了通告缺省路由的那一條類型3的LSA。
- 拒絕所有的External LSA : 類型5。
- 拒絕具體的Summary LSA :類型4和3。
- Default Summary LSA注入到本區域,用來代表他所拒絕的路由信息。
六、關鍵機制
外部路由開銷類型:
Type 1:總開銷 = LSA攜帶開銷 + 到ASBR的開銷(優先選擇)
Type 2:總開銷 = LSA攜帶開銷(默認類型)
選路優先級:
區域內路由 > 區域間路由 > Type1外部路由 > Type2外部路由動態路由協議中,路由器選擇哪一天路徑去往目的網段最優,可以認為修改、干預的,如0SPF是用接口開銷或者接口帶寬來計算路由開銷,可以修改接口開銷,一般對應的兩個接口開銷一個是一樣的。可以完成主備路由、等價路由,甚至可以指定路徑。三層交換機OSPF的vlan接口開銷也可以修改。
轉發地址(FA):
0.0.0.0
:數據包發往ASBR非
0.0.0.0
:直接發往FA地址(需路由可達)
總結要點
??多區域核心:Area 0必須連續,非骨干區域直連Area 0
??LSA分工:LSA 1/2傳拓撲,LSA 3傳路由,LSA 5/7傳外部路由
??特殊區域:Stub/NSSA阻斷外部LSA,依賴默認路由出區域
??優化手段:路由匯總縮小LSDB,ABR/ASBR是關鍵執行點
??外部路由:Type 1更精確,Type 2為默認;FA地址優化轉發路徑