1階段課件18-ospf多區(qū)域原理

1、 OSPF多區(qū)域原理本節(jié)大綱OSPF 多區(qū)域概述OSPF 區(qū)域間路由計(jì)算OSPF AS外部路由計(jì)算OSPF LSA分析單區(qū)域存在的問題單區(qū)域存在的問題單區(qū)域存在的問題:同一個(gè)區(qū)域內(nèi)所有路由器LSDB完全相同收到的LSA通告太多了,需要消耗大量的內(nèi)存。內(nèi)部動(dòng)蕩會(huì)引起全網(wǎng)路由器的疲于SPF計(jì)算區(qū)域內(nèi)路由無法匯總，需要維護(hù)的路由表越來越大，資源消耗過多，性能下降，影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)解決上述問題的關(guān)鍵有兩點(diǎn)：減少LSA的數(shù)量屏蔽網(wǎng)絡(luò)變化波及的范圍多區(qū)域分層結(jié)構(gòu) 省節(jié)點(diǎn)市節(jié)點(diǎn)縣節(jié)點(diǎn)網(wǎng)點(diǎn)湖南省岳陽市衡陽市RT1RT2RT3RT4RT5RT6RT7RT8RT9RT10RT11RT12RT13RT14RT15RT1

2、6RT17RT18RT19RT30省局域網(wǎng)SW1SW2area 0area 1area 2area 5多區(qū)域化整為零解決方案：把大型網(wǎng)絡(luò)分隔為多個(gè)較小，可管理的單元 區(qū)域 area;劃分區(qū)域的好處：在區(qū)域邊界做路由匯總，減小路由表，控制LSA只在區(qū)域內(nèi)洪泛有效地把拓?fù)渥兓刂圃趨^(qū)域內(nèi)，拓?fù)涞淖兓绊懴拗圃诒緟^(qū)域提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和的擴(kuò)展性，有利于組建大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)多區(qū)域相關(guān)概念OSPF的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求是雙層層次化(2-layer hierarchy)：骨干區(qū)域：主要功能為快速，高效地傳輸IP分組的OSPF區(qū)域。中轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)⑵渌愋偷腛SPF區(qū)域連接起來。普通區(qū)域：主要功能為連接用戶和資源的OSPF區(qū)

3、域，通常是根據(jù)職能或地理位置劃分的不同區(qū)域通過區(qū)域ID標(biāo)識(shí)，其中骨干區(qū)域必須是area 0OSPF路由器的類型骨干路由器(Back bone Router) 內(nèi)部路由器(Internal Router)區(qū)域邊界路由器(Area Border Routers,ABR) 自主系統(tǒng)邊界路由器(Autonomous System Boundary Router,ASBR)LSA洪泛和鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫同步只在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，每個(gè)區(qū)域都有自己獨(dú)立的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，SPF計(jì)算獨(dú)立進(jìn)行。所有區(qū)域必須和骨干區(qū)域直連，骨干區(qū)域必須是連續(xù)的。ABR把區(qū)域內(nèi)的路由轉(zhuǎn)換成區(qū)域間路由。形成鄰居關(guān)系路由器相連接口必須在同一區(qū)域。

4、多區(qū)域綜述本節(jié)大綱OSPF 多區(qū)域概述OSPF 區(qū)域間路由計(jì)算OSPF AS外部路由計(jì)算OSPF LSA分析區(qū)域間路由計(jì)算 172.16.1.0/24Area 0Area 1Area 2E0S0S0S1S1S0S0S1S1類型=1通告路由器1.1.1.1鏈路172.16.1.0的描述度量10類型=3通告路由器2.2.2.2172.16.1.0掩碼255.255.255.0度量74類型=3通告路由器4.4.4.4172.16.1.0掩碼255.255.255.0度量202RD=1.1.1.1RT2RT5RD=2.2.2.2RD=4.4.4.4類型=3通告路由器2.2.2.2172.16.1.0掩

5、碼255.255.255.0度量74RT4RT3RT1區(qū)域間路由的計(jì)算只有同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器之間會(huì)保持LSDB的同步，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化首先在區(qū)域內(nèi)更新。區(qū)域之間的路由計(jì)算是通過ABR來完成的ABR首先完成一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由計(jì)算，然后查詢路由表，為每一條OSPF路由生成一條Type3類型的LSA,內(nèi)容主要包括該條路由的目的地址，掩碼，花費(fèi)等信息，然后將這些LSA發(fā)送到另外一個(gè)區(qū)域中在另一個(gè)區(qū)域中的路由器根據(jù)每一條Type3的LSA生成一條路由，由于這些路由信息都是ABR發(fā)布的，所有這些路由的下一跳都指向該ABRR2# show ip ospf database summary OSPF Rou

6、ter with ID (2.2.2.2) (Process ID 1) Summary Net Link States (Area 1) Routing Bit Set on this LSA LS age: 362 Options: (No TOS-capability, DC, Upward) LS Type: Summary Links(Network) / LSA 類型網(wǎng)絡(luò)匯總LSA Link State ID: 172.16.1.0 (summary Network Number) Advertising Router: 2.2.2.2 / 轉(zhuǎn)發(fā)或始發(fā)該LSA的ABR的Router

7、 ID LS Seq Number: 80000002 Checksum: 0 xB130 Length: 28 Network Mask: /30 / 子網(wǎng)掩碼 TOS: 0 Metric: 74 /ABR到達(dá)目的地的路由開銷3類LSA-網(wǎng)絡(luò)匯總LSA為什么要?jiǎng)澐止歉蓞^(qū)域？ 1.劃分區(qū)域之后，區(qū)域之間是通過ABR將一個(gè)區(qū)域內(nèi)的已計(jì)算出的路由封裝成Type3類的LSA發(fā)送到另外一個(gè)區(qū)域之中來傳遞路由信息，此時(shí)的LSA中包含的已不再是鏈路狀態(tài)信息，而是純粹的路由信息了2.或者說，此時(shí)的OSPF是基于D-V算法，而不是基于鏈路狀態(tài)算法了。這就涉及到一個(gè)很重要的問題：路由環(huán)路。因?yàn)镈-V算法無法保證

8、消除路由自環(huán)。如果無法解決這個(gè)問題，則區(qū)域概念的提出就是失敗的。3.解決的方法是：所有ABR將本區(qū)域內(nèi)的路由信息封裝成LSA后，統(tǒng)一的發(fā)送給一個(gè)特定的區(qū)域，再由該區(qū)域?qū)⑦@些信息轉(zhuǎn)發(fā)給其他區(qū)域。在這個(gè)特定區(qū)域內(nèi)，每一條LSA都確切的知道生成者信息。在其他區(qū)域內(nèi)所有的區(qū)域外的路由都會(huì)發(fā)送到這個(gè)特定區(qū)域中，所以就不會(huì)產(chǎn)生路由自環(huán)4.這個(gè)“特定區(qū)域”就是骨干區(qū)域。由上面的分析可知；所有的區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連，也就是說，每一個(gè)ABR連接的區(qū)域中至少有一個(gè)是骨干區(qū)域。而且骨干區(qū)域自身也必須是連通的。本節(jié)大綱OSPF 多區(qū)域概述OSPF 區(qū)域間路由計(jì)算OSPF AS外部路由計(jì)算OSPF LSA分析AS外部

9、路由計(jì)算 172.16.1.0/24Area 0Area 1Area 2E0S0S0S1S1S0S0S1S1RIPRT1Router-id 1.1.1.1類型5通告路由器1.1.1.1172.16.1.0掩碼255.255.255.0度量20類型5通告路由器1.1.1.1172.16.1.0掩碼255.255.255.0度量20類型4通告路由器2.2.2.21.1.1.1掩碼0.0.0.0度量64RT2Router-id 2.2.2.2RT3RT4RT5Router-id 5.5.5.5類型4通告路由器4.4.4.41.1.1.1掩碼0.0.0.0度量192AS外部路由計(jì)算ASBR為每以條引入

10、的路由生成一條Type5類型的LSA，主要內(nèi)容包括該條路由的目的地址、掩碼和花費(fèi)等信息。這些路由信息將在整個(gè)自治系統(tǒng)中傳播（Stub Area除外）。計(jì)算路由時(shí)先在最短路徑樹中找到ASBR的位置，然后將所有由該ASBR生成的Type5類型的LSA都當(dāng)作葉子節(jié)點(diǎn)掛在ASBR的下面R5# show ip ospf database external OSPF Router with ID (5.5.5.5) (Process ID 1) Type-5 AS External Link States Routing Bit Set on this LSA LS age: 400 Options: (

11、No TOS-capability, DC) LS Type: AS External Link / LSA 類型自治系統(tǒng)外部LSA Link State ID: 172.16.1.0 (External Network Number ) / OSPF自治系統(tǒng)外部網(wǎng)絡(luò)號(hào) Advertising Router: 1.1.1.1 / 通告路由器為ASBR的Router ID LS Seq Number: 80000002 Checksum: 0 xDF9F Length: 36 Network Mask: /24 / 子網(wǎng)掩碼 Metric Type: 1 (Comparable directly

12、 to link state metric) TOS: 0 Metric: 1000 / ASBR設(shè)定的從ASBR到達(dá)外部路徑的度量值 Forward Address: 0.0.0.0 / 轉(zhuǎn)發(fā)地址，是指到達(dá)所通告的目的地的數(shù)據(jù)包應(yīng)該被轉(zhuǎn)發(fā)到的地址。如果轉(zhuǎn)發(fā)地址為0.0.0.0，那么數(shù)據(jù)包將被轉(zhuǎn)發(fā)到始發(fā)的ASBR上 External Route Tag: 0 /外部路由標(biāo)記，可以重分布打上自治系統(tǒng)外部LSAASBR的尋址AS外部路由計(jì)算的方法在區(qū)域內(nèi)部是可行的，但是由于劃分區(qū)域的原因，與該ASBR不處于同一個(gè)區(qū)域的路由器計(jì)算路由時(shí)無法知道ASBR的確切位置（該信息被ABR給過濾了，因?yàn)锳BR時(shí)

13、根據(jù)區(qū)域內(nèi)的已生成的路由再生成Type3類型的LSA）為了解決這個(gè)問題，協(xié)議規(guī)定如下：如果某個(gè)區(qū)域內(nèi)有ASBR，則這個(gè)區(qū)域的ABR再向其他區(qū)域生成路由信息時(shí)必須單獨(dú)為這個(gè)ASBR生成一條Type4類型的LSA，內(nèi)容主要包括這個(gè)ASBR的Router ID和到它所需的COSTLSA類型4ASBR匯總LSAASBR匯總LSA（ASBR Summary LSA） （Type 4）是由ABR路由器始發(fā)出的ASBR匯總LSA通告的目的地是一個(gè)ASBR路由器R3# show ip ospf database asbr-summary OSPF Router with ID (6.6.6.6) (Proce

14、ss ID 1) Summary ASB Link States (Area 0) LS age: 1387 Options: (No TOS-capability, DC, Upward) LS Type: Summary Links(AS Boundary Router) / LSA 類型ASBR匯總LSA Link State ID: 1.1.1.1 (AS Boundary Router address) / ASBR的Router ID Advertising Router: 2.2.2.2 / 始發(fā)該LSA或轉(zhuǎn)發(fā)該LSA的ABR的Router ID LS Seq Number: 8

15、0000001 Checksum: 0 xECEE Length: 28 Network Mask: /0 / 表示一條主機(jī)路由 TOS: 0 Metric: 128 / ABR到ASBR的路徑開銷ASBR匯總LSAAS外部路由類型外部路由的開銷隨ASBR配置的外部路由類型而異：E1:對于OE1外部路由,成本為外部成本加上分組經(jīng)過的每條鏈路的內(nèi)部成本。多個(gè)ASBR將同一條外部路由通告到同一個(gè)AS中時(shí)，應(yīng)使用這種類型以避免次優(yōu)路由選擇E2(默認(rèn))：OE2路由的成本總是只包含其外部成本思考：上圖中，采用E1和E2類型時(shí)，RT3如何選路？172.16.10.0/24Area 0Area 1ASBRA

16、SBRRIPE1/E2 cost 20E1/E2 cost 10Cost 60Cost 40RT1RT2RT3RT4RT5外部路由的導(dǎo)入不同路由協(xié)議采用的度量方式不一樣，因此在路由導(dǎo)入時(shí)需要將引入的路由度量值改為本路由協(xié)議的度量值OSPF進(jìn)程接口接口OSPF路由信息RIP路由信息路由引入RIP進(jìn)程RIP Routing Table目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一跳跳數(shù)10.0.0.0/24-1172.0.0.0/16-3OSPF Routing Table目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一跳開銷10.0.0.0/24-100172.0.0.0/16-200RTB外部路由的導(dǎo)入路由重分發(fā) Router(config) # router

17、ospf 1Router(config-router) # redistribute connected metric 10 subnets # 重發(fā)布直連路由，開銷為10Router(config-router) # redistribute static metric-type 2 metric 20 subnets #重發(fā)布靜態(tài)路由，類型為E2，開銷為20Router(config-router) # redistribute rip metric-type 1 metric 10 subnet # 重發(fā)布RIP路由，開銷為10，類型為E1Router(config-router) #

18、redistribute ospf 2 metric 20 subnets #重發(fā)布OSPF進(jìn)程2的路由，開銷為20外部路由的導(dǎo)入工程應(yīng)用在邊緣網(wǎng)絡(luò)，使用靜態(tài)或缺省路由指向核心網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)絡(luò)1核心網(wǎng)絡(luò)邊緣網(wǎng)絡(luò)2邊緣網(wǎng)絡(luò)3路由引入路由引入路由引入OSPF10.0.0.0/2410.1.0.0/2410.2.0.0/24172.0.0.0/16本節(jié)大綱OSPF 多區(qū)域概述OSPF 區(qū)域間路由計(jì)算OSPF AS外部路由計(jì)算OSPF LSA分析LSA的類型總結(jié)Router-LSA ：由每個(gè)路由器生成，描述了路由器的鏈路狀態(tài)和花費(fèi)，傳遞到整個(gè)區(qū)域。Network-LSA ：由DR生成，描述了本網(wǎng)段的鏈路狀

19、態(tài)，傳遞到整個(gè)區(qū)域。Net-Summary-LSA：由ABR生成，描述了區(qū)域內(nèi)某一段的路由，傳遞到相關(guān)區(qū)域。Asbr-Summary-LSA：由ABR生成，描述了到ASBR的路由，傳遞到相關(guān)區(qū)域。AS-External-LSA：由ASBR生成，描述了到AS外部的路由，傳遞到整個(gè)AS（STUB區(qū)域除外）。LSA類型總結(jié) LSA類型由誰產(chǎn)生的作用路由表顯示LSA 1每個(gè)OSPF路由器描述區(qū)域內(nèi)部與路由器直連的鏈路信息 OLSA 2DR描述多路訪問型網(wǎng)絡(luò)鏈路信息OLSA 3ABR描述區(qū)域間路由信息OIALSA 4ABR描述ASBR的可達(dá)性信息OIALSA 5ASBR描述引入的外部路由信息OE1/OE

20、2LSA 7ASBR在NSSA區(qū)域中描述引入的外部路由信息ON1/ON2OSPF路由類型R3# show ip route 1.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetsO IA 1.1.1.1 110/65 via 10.1.13.1, 04:19:23, Serial0/0 2.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetsO IA 2.2.2.2 110/257 via 10.1.13.1, 04:16:19, Serial0/0 3.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetsO E1 4.4.4.4 110/1257 via

21、 10.1.13.1, 04:16:12, Serial0/0 5.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetsO IA 5.5.5.5 110/129 via 10.1.13.1, 04:19:23, Serial0/0 6.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetsO IA 6.6.6.6 110/193 via 10.1.13.1, 04:16:19, Serial0/0 172.16.0.0/16 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masksO E1 172.16.24.0/30 110/1257 via 10.1.13.1, 04:06:35, Serial0/0O E1 172.16.6.0/24 110/1257 via 10.1.13.1, 04:16:12, Serial0/0 7.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnetsO 7.7.7.7 110/11 via 10.1.37.7, 04:19:23, Ethernet1/0 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 5 subnets, 2 masksO IA 10.0.15.0/30 110/128 via 1