1.OSPF基础回顾

           

OSPF概述：

•基于SPF算法，以“累计链路开销”作为选路参考值

•采用组播形式收发部分协议报文

•支持区域划分

•支持对等价路由进行负载分担

•支持报文认证

•支持手工汇总

应用场景：

                

OSPF特点：

通过 LSDB 掌握全网的拓扑结构：

    

根据 SPF 计算到达目的网络的路径:

           

OSPF运行机制：

1.发现并建立邻居

2.邻居之间交互链路状态信息并同步LSDB（链路状态数据库、地图）

3.使用SPF算法计算到每个目标网络的最短距离

4.生成路由表项加载路由表中

   

OSPF RID：用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器 RID选取顺序：    

1.手动配置（推荐）

2.回环接口上选取最大IP地址

3.物理接口上选取最大IP地址

PS：RID一旦选定，之后如果要更改的话就需要重启OSPF进程。

           

OSPF Area：用于标识一个OSPF的区域

•从逻辑上将设备划分为不同的组

2.OSPF域内路由计算

OSPF LSDB：同一个区域中的所有路由器拥有完全一致的LSDB

LSA：Link State Advertisement，链路状态宣告（路况信息）

•LSA是OSPF进行路由计算的关键依据。

•OSPF的LSU报文可以携带多种不同类型的LSA。

•各种类型的LSA拥有相同的报文头部。

LSA结构：

字段	备注
LS Age	LSA已经生存的时间

Options	能够支持的可选功能
LS Type	LSA类型
Link   State ID	LSA所描述的那部分链路的标识
Advertising Router	产生此LSA的路由器的Router ID
Sequence Number	用于检测新旧和重复的LSA
Checksum	LSA的全部信息（除了LS Age）的校验和
Length	包含LSA头部在内的LSA的长度
PS	LS Type、Link State ID和Advertising Router唯一标识一个LSA
PS	LS Age、Sequence Number、Checksum用于判断LSA的新旧

路由器对LSA的处理原则：

LSA序列号：

•有符号32位整数，越大代表越新。

•采用线性递增的序列号，初始序列号从0x80000001到最大值0x7FFFFFFF。

•LSA会周期（30min）产生新的LSA，每次序列号增加1。

LSAge：

•单位秒，随时间而增长，越小代表该LSA越新。

• 一条LSA在向外泛洪之前，LS Age的值需要增加InfTransDelay（1秒，该值可以在端口上设置，表示在链路上传输的延迟）。

•如果一条LSA的LS Age达到了LSRefreshTime（30分钟），重新生成该LSA。

•如果一条LSA的LS Age达到了MaxAge（60分钟），这条LSA就要被删除。

• 如果路由器希望从网络中删除一条自己此前生成的LSA，则重新生成该条LSA的一个实例，将LS Age设置为Max Age即可。

• 如果路由器收到一条LS Age设置为MaxAge的LSA，则从LSDB中删除此LSA（如果LSDB中存在此LSA）。

3.OSPF域间路由计算

OSPF单区域问题：区域内的路由器同步LSDB，当区域内的网络规模越来越大时：

•LSA通告越来越多，LSDB规模变得越来越臃肿。

•基于LSDB的路由计算的负担也极大地增加，路由表规模也变大了。

•设备性能下降，影响数据转发。

•当拓扑发生变化时，变更扩散到所有路由器，并可能引发整网的路由重计算。

•单区域也无法部署路由汇总。

OSPF区域划分：

•减少LSA泛洪范围，拓扑变化控制在区域内，在区域边界实现路由汇总。

•使用特殊区域，进一步较少LSA泛洪，优化路由。

•一定程度上降低网络设备的内存及CPU的消耗。

•最终提高了扩展性，利于组建大规模的OSPF网络。

区域间路由信息传递关键：3类LSA

Network-Summary-LSA（3类LSA）：

•由ABR产生。

•用于向一个区域通告到达另一个区域的路由。

  

字段	含义
Link State ID	通告的路由
Network Mask	该路由的掩码
Metric	到目标地址的开销

OSPF域间路由计算：

•根据3类LSA中的Adv rtr字段，判断出ABR。

•根据Ls id、Net mask、Metric字段获得ABR到达目标的网络号、掩码、开销。

•一条3类LSA只能描述一条路由信息。

4.OSPF外部路由计算

外部路由引入背景：

  

外部路由的引入：把不属于OSPF进程的路由进行注入，从而通过OSPF进行宣告。

AS-External-LSA（5类LSA）：

•由ASBR产生。

•描述到达AS外部的路由。

•会被通告到所有的区域（除了Stub区域和NSSA区域）。

字段	含义
Link State ID	外部路由的网络地址。
Network Mask	外部路由的掩码。
Advertising Router	产生此LSA的ASBR。
	外部度量值类型：

E	0：第一类外部路由； 1：第二类外部路由。
Metric	到外部路由的开销。
Forwarding Address	到所通告的目的地址的报文将被转发到这个地址。
External Route   Tag	添加到外部路由上的标记。

  

ASBR-Summary-LSA（4类LSA）：

•由ABR产生。

•描述到ASBR的路由。

•通告给除ASBR所在区域的其它相关区域。

5.OSPF特殊区域和汇总

技术背景：OSPF计算区域内、区域间、外部路由都需要依靠LSA，当网络规模变大时，设备的LSDB规模也变大，设备的路由计算变得更加吃力，造成设备性能浪费。

特殊区域：优化LSA泛洪，减少LSA数量，从而减少LSDB的规模和对内存的需求。

特殊区域	备注
Stub	Ø 末节，屏蔽 LSA 4/5 Ø 区域内不能有ASBR，不能是区域0，不能有虚链路 Ø 并由ABR向该区域内发送一条LSA 3的缺省路由
Totally Stub	Ø 完全末节，屏蔽 LSA 3/4/5 Ø 区域内不能有ASBR，不能是区域0，不能有虚链路 Ø 除了ABR向该区域内发送一条LSA 3的缺省路由

  

Stub和Totally Stub的问题：

特殊区域	备注
NSSA Not-So- Stubby-Area	Ø 不是那么末节的区域，屏蔽 LSA 4/5 Ø 但区域内允许有ASBR（即打破了末节规则），因此为了传递外部路由，该区域内使用LSA 7代替LSA 5，到其它正常区域再转换成 LSA 5 Ø 该区域ABR会发送一条LSA 7的缺省路由
Totally NSSA	Ø 完全不是那么末节的区域，屏蔽 LSA 3/4/5 Ø 但区域内允许有ASBR（即打破了末节规则），因此为了传递外部路由，该区域内使用LSA 7代替LSA 5，到其它正常区域再转换成 LSA 5 Ø 该区域ABR会发送一条LSA 3和LSA   7的缺省路由

PS：缺省情况下，转化路由器是NSSA区域中Router ID最大的ABR。

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