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鍊路狀态路由協定OSPF——了解OSPF多區域原理

  • 作者簡介:一名在校雲計算網絡運維學生、每天分享網絡運維的學習經驗、和學習筆記。 
  •  座右銘:低頭趕路,敬事如儀
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目錄

​​前言​​

​​一.OSPF的多區域​​

​​1.OSPF概述​​

​​2.生成OSPF多區域的原因​​

​​二.OSPF區域的容量​​

​​1.OSPF的三種通信量​​

​​2.分層路由器的優勢​​

​​三.路由器的類型​​

​​1.OSPF  多域環境中路由器的類型​​

​​四.OSPF的區域類型​​

​​1.區域類型概述​​

​​①骨幹區域Area 0​​

​​②标準區域​​

​​五.鍊路狀态資料庫​​

​​1.鍊路狀态資料庫的組成​​

​​2.鍊路狀态通告(LSA)類型​​

​​六.配置多區域OSPF​​

​​1.OSPF 多區域配置常用指令​​

​​2.OSPF路由表​​

​​3.路由器對路由條目的選擇​​

​​七.stub區域及配置​​

​​1.LSA4:ASBR 彙總LSA​​

​​ 2.LSA:自治系統外部LSA​​

​​3.末梢區域和完全末梢區域​​

​​4.配置末梢區域​​

​​5.配置完全末梢區域​​

​​八.本章總結​​

前言

上幾章學習了OSPF路由協定的基本概念、工作過程及單域的配置,但是在使用OSPF建構大型

網絡時,僅有單域是遠遠不夠的。在大型網絡中,網絡結構的變化是時常發生的,而且随着多條網

絡路徑的增加,路由表将變得越來越龐大。為了解決這個問題,OSPF允許把大型區域劃分成多個更易管理的小型區域。本章主要介紹OSPF多區域的原理及配置。

一.OSPF的多區域

1.OSPF概述

在大型網絡中,使用OSPF路由協定通常遇到以下問題。

  1. 在大型網絡中,網絡結構的變化是時常發生的,是以。SPF路由器就會經常運作SPF算法來重新計算路由資訊,大量消耗路由器的CPU和記憶體資源。
  2. 在OSPF網絡中,随着多條路徑的增加,路由表變得越來越龐大,每一次路徑的改變都使路由器不得不花大量的時間和資源去重新計算路由表,路由器變得越來越低效。
  3. 包含完整網絡結構資訊的鍊路狀态資料庫也會越來越大,這将有可能使路由器的CPU和記憶體資源徹底耗盡,進而導緻路由器的崩潰

2.生成OSPF多區域的原因

為了解決這個問題,OSPF允許把大型區域劃分成多個更容易管理的小型區域。這些小型區域    可以交換路由彙總資訊,而不是每一個路由的細節。通過劃分成多個小型區域,OSPF的工作可以更加流暢。

1生成OSPF多區域

2生成OSPF多區域的原因

①改善網絡的可擴充性。

②快速收斂。

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二.OSPF區域的容量

劃分多區域後,每個OSPF區域裡到底可以容納多少台路由器呢?單個區域所支援的路由從量範圍是30-200。但在一個區域内實際加入的路由器數量要小于單個區域所能容納路由器的大數量。這是因為還有更為重要的一些因素影響着這個數量,如一個區域内鍊路的數量,網絡拓撲的穩定性、路由器的記憶體和CPU性能、路由彙總的有效使用和注入這個區域的彙總鍊路狀态通告(LSA)的數量等。正是由于這些因素,有時在一些區域裡包含25台路由器可能都已經顯得比較多了,而在另一些區域内卻可以容納多于500台路由器。

1.OSPF的三種通信量

域内通信量(Intra-Area Traffic)

單個區域内的路由器之間交換資料包構成的通信量

域間通信量(Inter-Area Traffic)

不同區域的路由器之間交換資料包構成的通信量

外部通信量(External Traffic)

OSPF域内的路由器與OSPF區域外或另一個自治系統内的路由器之間交換資料包構成的通信量。

2.分層路由器的優勢

  1. 降低了OSPF運算的頻率
  2. 減小了路由表
  3. 減小了鍊路狀态更新封包(LSU)的流量

三.路由器的類型

1.OSPF  多域環境中路由器的類型

  1.    内部路由器,  所有接口都屬于同一個區域内的路由器
  2.    區域邊界路由器 ABR   連接配接兩個不同區域的路由器,路由器的接口分屬于兩個或兩個以上的區域
  3.    自治系統邊界路由器  ASBR   連接配接兩個自治系統的路由器,
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四.OSPF的區域類型

1.區域類型概述

OSPF将區域分為不同類型、包括骨幹區域、标準區域、末梢區域、完全末梢區域、非純末梢區域等。根據互連區域的類型和數量不同,OSPF提供了不同類型的路由更新。

運作OSPF的整個區域屬于一個AS,AS範圍外的路由都屬于外部路由。骨幹區域用于連接配接其他

區域,跨區域的流量都要通過骨幹區域傳遞,骨幹區域的穩定性、健壯性至關重要。骨幹區域上的

路由器大都是ABR。

①骨幹區域Area 0

該區域的Q一定為0,它是連接配接所有其他區域的核心域,相當于交換網絡的彙聚層。

②标準區域

該區域可以接收各種鍊路狀态資訊和彙總的路由通告。沒有特殊定義的區域就是标準區域。其

他區域類型将在後面進行講解。

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五.鍊路狀态資料庫

1.鍊路狀态資料庫的組成

每個路由器都建立了由每個接口、對應的相鄰節點和接口速度組成的資料庫鍊路狀态資料庫中每個條目稱為LSA(鍊路狀态通告),常見的有六種LSA類型。LSA1,LSA2,LAS3,LAS4,LAS5,LAS7。本章主要講解前五種LSA。

2.鍊路狀态通告(LSA)類型

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  1.     LSA1  路由器的鍊路狀态通告
  2.                  是由區域内其他路由器向DR 發的通告
  3.     LSA2   網絡的鍊路狀态通告
  4.               是由 DR向本區域内部其他路由器發的通告
  5.     LSA3  網絡彙總的鍊路狀态通告
  6.              是由 ABR 向其他區域發的本區域發的通告
  7.     LSA4  ASBR彙總的鍊路狀态通告
  8.              是由 ABR 發的 關于 ASBR 的資訊通告
  9.     LSA5 自治系統外部的鍊路狀态通告
  10.              由 ASBR發的外部的路由資訊

六.配置多區域OSPF

1.OSPF 多區域配置常用指令

  show   ip  route  ospf    隻檢視 ospf 學習到的路由

  show  ip  prtocol     檢視 ospf 配置資訊

  show  ip  ospf  database    檢視所有的 鍊路狀态資料資訊 LSA

  show  ip  ospf  neighbor  detail  檢視鄰居的詳細資訊

  show  ip  ospf  packet    檢視 ospf 資料包的資訊  ospf 版本  router-id  area-id

  clear  ip  route  清空路由表

2.OSPF路由表

區域内路徑(Intra-area path)

指在路由器所在的區域内就可以到達目的地的路徑。

區域間路徑(Inter-area path)

指在其他區域但仍在 OSPF AS内的目的地路徑。在路由表中,打上了IA标志的條目就是區域間路徑,它總是至少通過一台ABR路由器。

3.路由器對路由條目的選擇

  1. 路由器隻把最優的路由條目添加到路由表
  2. 選擇路由條目的依據

①管理距離:一種路由協定的路由可信度

②路徑成本:代表距離,由路徑成本來确定尋路時的最優路由。

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七.stub區域及配置

除了骨幹區域和标準區域之外.還有末梢區域(Stub Area)、完全末梢區域(Totally Stubby Area)

和非純末梢區域(Not-So-Stubby Area,NSSA),主要介紹末梢區域和完全末梢區域。

1.LSA4:ASBR 彙總LSA

ASBR Summary LSA.它也是由ABR發出的,描述了ASBR的RID,它是告訴其他區域路由器到某

個非OSPF AS外的網絡要找通告裡告訴的那個ASBR。可以了解為彙總是由ASBR産生但由ABR代

為通告出去的,然後由ABR代為轉成LSA4發出。

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 2.LSA:自治系統外部LSA

Autonomous system external LSA,它是由ASBR産生的,用來通告自治系統外部的路由,它在整

個osPF自治系統内泛洪。是以管理者應該盡量在ASBR上進行路由彙總(summary一address 外部彙總網絡号彙總掩碼)

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3.末梢區域和完全末梢區域

(1)滿足以下條件的區域

  1. 隻有一個預設路由作為其區域的出口
  2. 區域不能作為虛鍊路的穿越區域
  3. Stub區域裡無自治系統邊界路由器ASBR
  4. 不是骨幹區域Area 0

(2)末梢區域

  • 沒有LSA4、5、7通告

(3)完全末梢區域

  • 除一條LSA3的預設路由通告外,沒有LSA3、4、5、7通告

4.配置末梢區域

在這種情況下Area 2 可以被配置成為一個末梢區域

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Stub關鍵字表明該路由屬于末梢區域

5.配置完全末梢區域

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八.本章總結

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