OSPF(四)OSPF域間路由

前言

在上一篇文章中,我們說了OSPF的域內路由。用到了Router LSA以及Network LSA。本篇文章主要講解OSPF域間路由。
OSPF中有區域的劃分,那爲什麼要有區域的劃分呢?

爲了減少LSDB的規模, 減少網絡流量降低CPU內存功耗。每個區域都維護自己獨立的LSDB。
減小單區域規模,避免發生故障而引起的網絡長時間癱瘓。
方便管理:大型企業有很多部門。

OPSF區域
Area 0:骨幹區域
Area 1:非骨幹區域
ABR(Area Border Router):區域邊界路由器

連接兩個或兩個以上區域的路由器(其中一個必須是骨幹區域)

既然ABR同時屬於兩個區域或以上,那麼它就要擁有和維護兩個或以上區域的LSDB

Internal Router:區域內部路由器

路由器所有接口都屬於同一個區域

區域內部的路由器通過區域內的LSDB來計算路由以及最優路徑,那麼區域間又是怎麼通信的呢?

區域間路由計算

區域間路由傳遞
如圖所示:以RTD爲例,其對應的一類LSA在Area 1中同步,作爲Area 1和Area 0之間的ABR:RTB,會收到RTD的一類LSA並將其轉化成三類LSA在Area 0中進行泛洪;RTA接收到此三類LSA後,做同樣操作。當Area 0和Area 2之間的ABR:RTC接收到此三類LSA後,會重新生成一條新的三類LSA發送到Area 2當中。至此全OSPF區域都受到了192.168.1.0/24的路由信息。RTE上192.168.2.1/24的路由信息,做同樣操作。

注意

1. 三類LSA只在相鄰區域傳遞。在其他區域泛洪需要相鄰ABR重新生成新的LSA(如上圖在RTC收到三類LSA後,**會重新生成新的三類LSA再進行傳遞。**
2. 三類LSA只傳遞路由信息,不傳遞拓撲信息。
3. 區域間的路由信息在ABR上傳遞是雙向的。

三類LSA:Network-Summary-LSA

三類LSA又叫網絡彙總LSA:是由ABR路由器始發的。ABR路由器將發送網絡彙總LSA到一個區域,用來通告該區域外部的目的地址。實際上,這些網絡彙總LSA就是ABR路由器告訴在與之相連的區域內的內部路由器它所能到達的目的地址的一種方法。一臺ABR路由器也可以通過網絡彙總LSA向骨幹區域通告與它相連的區域內部的目的地址。在一個區域外部,仍然在一個OSPF自主系統內部的缺省路由也可以通過這種LSA類型來通告。

通過display ospf lsdb summary 192,168.1.0來查看三類LSA信息

<RTB> display ospf lsdb summary 192.168.1.0

 OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
​          Area: 0.0.0.0
         Link State Database 
Type                       : Sum-Net          //三類LSA
 Ls id                     : 192.168.1.0      //目的網段地址
 Adv rtr                   : 2.2.2.2         //產生此三類LSA的Router ID
 Ls age                    : 86 
 Len                       : 28 
 Options                   : E 
 seq#                      : 80000001
 chksum                    : 0x7c6d
 Net mask                  : 255.255.255.0   //網絡掩碼
 Tos 0                    metric: 1         //開銷值(RTB到RTA的距離)
 Priority                  : Low

由此可以看出三類LSA只傳遞路由信息,不傳遞拓撲信息。
ABR產生的三類LSA將用於計算區域間路由。

根據三類LSA中的Adv rtr字段,判斷出ABR。
根據Ls id、Net mask、Metric字段獲得ABR到達目的網絡號/掩碼、開銷。
如果多個ABR產生了指向相同目的網段的三類LSA,則根節點將根據本路由器到達目的網段的累計開銷進行比較,最終生成最小開銷路由。如果根節點到達目的網段的累計開銷值相同,則產生等價負載的路由。

區域間路由防環機制

區域間路由環路的產生

OSPF環路
如圖:
RTB將AREA1中1的一類、二類LSA轉換成三類LSA,發佈到區域0中。
RTC重新生成有關192.168.1.0/24網絡的三類LSA併發布到Area 2中。
同理,RTE也將有關192.168.1.0/24網絡的三類LSA發佈到Area 3中。
RTD又將192.168.1.0/24網絡的三類LSA發佈到Area 1中,從而形成了路由環路。
當RTB再次收此三類LSA後,會誤認爲這是一條新的三類LSA。因爲RTD發送的三類LSA中的Adv rtr、metric都是發生了變化。

避免域間路由環路

OSPF區域
如何避免環路?

  1. 所有的非骨幹區域必須與骨幹區域(Area 0)相連。骨幹區域只有一個。
  2. 非骨幹區域之間的通信都要通過骨幹區域。
  3. 只有ABR纔會產生三類LSA
  4. 三類LSA的傳遞規則:從骨幹區域傳來的三類LSA不再傳回骨幹區域(非骨幹區域之間的三類LSA傳遞:會接收,但是不會計算,不傳遞)

針對三類LSA傳遞規則解釋:
解釋

虛連接的作用及配置

思考問題:

只有一個區域時,區域號配置爲非0會有什麼問題?

只有一個區域時,不配置其他的區域;這時即使該區域是非骨幹區域,區域內部的路由器也可以正常通信。
但是想要增加區域時,正常的配置就不能讓區域間正常通信。

不規範的OSPF區域設計

不規範的OSPF設計
導致的問題:

Area 0區域無法與Area 2區域路由器通信;Area 1和Area 2區域無法通信。

因爲RTC不是ABR,所以無法生成三類LSA。

那麼如何解決這個問題呢?

虛連接(VLINK)配置

虛連接
虛連接可以在任意兩個區域邊界路由器上建立,但是要求這兩個區域邊界路由器都有端口連接到一個相同的非骨幹區域

如圖:在RTB,RTC之間,配置虛連接。相當於給兩個路由器互指了虛擬的鄰居關係。此時這個虛擬的鄰居關係是屬於Area 0的此時RTC就變成了ABR

配置內容:

[RTB-ospf-1]ospf 1

[RTB-ospf-1]area 1 

[RTB-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 3.3.3.3     //3.3.3.3爲路由器的Router ID
[RTC-ospf-1]ospf 1

[RTC-ospf-1]area 1 

[RTC-ospf-1-area-0.0.0.1]vlink-peer 2.2.2.2

注意:

  1. 虛連接並不是常規的配置,僅僅用於網絡設計不規範的補救措施、或網絡出現故障時的應急措施。
  2. 如上拓撲:在配置了虛連接之後RTC傳遞的路由消息比較混亂,有:不同類型的一類LSA,有Area 1、Area 2的LSDB,並且還會生成三類LSA。所以不建議用虛連接。
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