21-ospf多区域
OSPF多区域
一 OSPF多区域划分的必要性
1. OSPF单区域存在的问题
LSDB庞大，占用内存，SPF计算开销大。
LSA洪泛范围大，拓扑变化影响范围大。
路由不能被汇总，路由表庞大，查找路由开销大。
2. 划分区域可以解决的问题
每个区域独立存储LSDB，划分区域减小了LSDB。
LSA洪泛被限制在区域内，有效控制了拓扑变化的影响范围。
区域边界可以做路由汇总，减小了路由表。
二 OSPF多区域的基本概念
1. 区域分类
骨干区域
Area 0，OSPF的Area 0必须是连续的，不能被分割。
非骨干区域
必须和Area 0直接相连，非骨干区域之间不能直接交换路由信息，必须通过Area 0。
- 特殊区域：具有某些特殊性质的区域，如Stub区域等。
2. LSDB
每个区域都有自己独立的LSDB，SPF计算独立运行
LSA洪泛和LSDB同步只在区域内进行
3. ABR
OSPF只知道本区域的拓扑结构，并不知道其他区域的拓扑结构，其他区域的路由信息，依靠本区域的ABR来描述。
ABR先计算区域内的LSA 1、2，并为计算出来的路由向其他区域发
起LSA 3，而且为Area 0中的LSA 3向其他区域重新发起LSA 3。
4. ASBR
对外部路由信息的描述
OSPF通过ASBR来描述外部路由的可达性。
OSPF对外部路由的计算与描述
ASBR为外部路由发起LSA5，在整个OSPF路由域内洪泛。
三 OSPF的LSA分类
1. OSPF多区域LSA类型
LSA1、2、4含有拓扑信息，LSA3、5、7含有路由信息
2. 路由计算
区域内路由计算
区域间路由计算
AS外部路由计算
四 OSPF中LSA传播过程
1. LSA报文头部格式
- LS Type：标识LSA类型（Type1–Type11）
- Link State ID：具体数值根据LSA的类型而定
- Advertising Router：始发LSA的路由器的Router ID
Link State ID（Ls id 或 LSA ID）
2. OSPF区域间路由传播与计算
10.1.3.0/24的传播与计算过程
第一步，RT3发起LSA 1，并在Area 1中洪泛，初始开销为10
第二步，RT1收到RT3的LSA 1，进行Area 1的SPF计算，将算出的路由加入OSPF路由表，同时向Area 0发起LSA 3。这一段路径开销为100，初始为10。
第三步，10.1.3.0 LSA3在Area 0中洪泛，RT5、RT6都收到该LSA。
第四步，RT6收到10.1.3.0的LSA 3，进行Area 0的SPF计算，将计算出来的路由加入OSPF路由表，同时向Area 2重新发起LSA 3。由5.5.5.5发起的LSA 1开销为100（RT1到RT5的开销），由6.6.6.6发起的LSA 1开销为100（RT5到RT6的开销）。根据RT1发的LSA 3与本区域两个LSA 1计算得出。
第五步，重新发起的10.1.3.0 LSA 3在Area 2中洪泛，RT2收到该LSA
第六步，RT2收到10.1.3.0的LSA 3，进行Area 2的SPF计算，将计算出来的路由加入OSPF路由表，从而加入全局路由表。
第七步，RT2将全局路由表中的10.1.3.0/24的OSPF路由重发布到RIP数据库（RIP路由表），然后通过RIP路由更新给RT4
3. OSPF外部路由传播与计算
172.16.4.0/24的传播与计算
第一步，RT2通过RIP从RT4学到172.16.4.0/24，加入全局路由表中，然后由RT2重发布（将一种路由协议（或路由来源）学习到的路由信息，导入到另一种路由协议中）到OSPF。OSPF为该路由发起LSA 5。RT2重发布了路由，成为ADBR，将自己的LSA 1的ASBR位置1。重发布的开销为1000。
第二步，172.16.4.0 LSA 5在整个OSPF路由域中洪泛，RT6、RT5、RT1、RT3都能收到该LSA 5。
第三步，ASBR位置1的RT2 LSA 1在Area 2中洪泛，RT6收到后进行Area 2的SPF计算，计算后向Area 0中发起LSA 4。
第四步，2.2.2.2 LSA 4在Area 0中洪泛，RT1收到后进行Area 0的SPF计算，计算后向Area 1重新发起LSA 4，并向Area 1中洪泛。
4. OSPF外部路由开销类型
开销类型1：开销=LSA携带开销 + 到始发ASBR的开销 （优先类型1）
开销类型2：开销 = LSA携带开销 （只保留重发布）
5. 多区域路由计算总结
LSA洪泛总结
6. OSPF选路原则
- 按照路由类型的优先级选择
- 区域内路由
- 区域间路由
- 第一类外部路由（Type 1 External）
- 第二类外部路由（Type 2 External）
- 在类型相同的情况下，选择路由开销较小的路由
7. OSPF协议路由聚合/汇总
- 通告：只通告汇总路由，不通告详细。
- 不通告：什么都不通告。
五 OSPF的特殊区域
- 特殊区域是指人为定义的一些区域，它们在逻辑中一般位于OSPF区域的边缘，只与骨干区域相连。
- 常见的特殊区域有以下几类：
- Stub区域
- Totally Stub区域
- NSSA区域
- 完全NSSA区域
1. STUB区域
STUB区域
Stub区域是一个不允许AS外部LSA通告在其内部进行泛洪的区域。
Stub区域的特性
- 允许学习Type 3 LSA
- 拒绝Type 4、Type 5 LSA
- Default LSA作为Summary LSA注入到该区域，用以弥补学不到Type 5 LSA的信息，通过ABR被宣告到 Stub area。
- 外部路由的振荡不会波及Stubqu。
Stud区域路由器的路由表条目：
默认路由 + 区域间路由 + 区域内路由
在末梢区域中有4个限制条件
- 一个末梢区域内部的所有路由器也必须拥有相同的链路状态数据库。
- 虚链路不能在一个末梢区域内进行配置，也不能穿过一个末梢区域。
- 末梢区域内的路由器不能是ASBR路由器。
- 一个末梢区域可以拥有多台ABR路由器，但是因为缺省路由的原因，区域内部路由器不能确定哪一台路由器才是到达ASBR路由器的最优网关。
2. 完全STUB区域
不仅使用缺省路由到达OSPF自主系统外部的目的地址，而是使用缺省路由到达这个区域外部的所有目的地址。
完全末梢区域的ABR将不仅阻塞AS外部LSA，而且阻塞所有的汇总LSA，但除了通告缺省路由的那一条类型3的LSA。
完全Stub区域中最受限的形式：
拒绝所有的LSA 5
拒绝具体的LSA3、LSA4（Summary LSA）
Default LSA（默认LSA）作为Summary LSA注入到该区域，用来代表他所拒绝的路由信息。
LSDB更小，路由信息更稳定，路由数量更少
默认路由 + 区域内路由
区域内不会有其他区域的具体路由
3. NSSA区域
带有一些末梢网络的R4必须通过区域2的其中R2和图中的OSPF网络相连。
R4仅支持RIP协议，因此，区域2的R2将同时运行RIP协议和OSPF协议，并利用路由重新分配的方法把末梢网络注入到OSPF域。
上述的配置使区域2的R2成为一台ASBR路由器，因此，区域2就不能再是一个末梢区域了。
允许外部路由通告到OSPF自主系统内部，而同时保留自主系统的其余部分的末梢区域特征。
为实现这一功能，在NSSA区域内的ASBR将始发类型7的LSA来通告那些外部的目的网络。
这些NSSA外部LSA将在整个NSSA区域中进行泛洪，但是Type 7 LSAs会被ASBR路由器转换成 Type 5 LSAs之后泛洪到骨干域。
NSSA系统外部LSA（NSSA External LSA）（LSA 7）
- 始发于ASBR路由器的，用来通告到达OSPF自主系统外部的目的地或者OSPF自助系统外部的缺省路由的LSA。
- NSSA外部LSA通告只在始发这个七类LSA的NSSA区域中进行泛洪
配置
4. 完全NSSA区域
完全非纯末梢区域允许外部路由通告到OSPF自主系统内部，并使用缺省路由到达这个区域外部的所有目的地址。
完全非纯末梢区域的ABR将不仅阻塞AS外部LSA，而且阻塞所有的汇总LSA，但除了通告缺省路由的那一条类型3的LSA。
拒绝所有的External LSA（LSA 5）
拒绝具体的LSA 3和LSA 4
Default Summary LSA注入到本区域m-，用来代表他所拒绝的路由信息。
