第四章多区域OSPF

第四章多区域OSPF在一个大型OSPF网络中，SPF算法的反复计算、庞大的路由表和拓扑表的维护以及LSA的泛洪等都会占用路由器的资源，因而会降低路由器的远行效率。OSPF协议可以利用区域的概念来减少这些不利的影响。因为在一个区域内的路由器将不需要了解它们所在区域外的拓扑细节。OSPF多区域的拓扑结构有如下优势：①降低OSPF计算频率；②减少路由表；③降低了通告LSA的开销；④将不稳定限制在特定的区域。4．1多区域OSPF概述4．1．1OSPF路由器类型当一个AS划分成几个OSPF区域时，根据一个路由器在相应的区域之内的作用，可以将OSPF路由器作如下类，如图4-1所示。图4-1OSPF路由器类型①内部路由器：OSPF路由器上所有直连的链路都处于同一个区域；②主干路由器：具有连接区域0接口路由器；③区域边界路由器（ABR）：路由器与多个区域相连；④自治系统边界路由器（ASBR）：与AS外部的路由器相连并互相交换路由信息。4．1．2LSA类型一台路由器所有有效的LSA通告都被存放在它的链路状态数据库中，正确的LSA通告可以描述一个OSPF区域的网络拓扑结构。常见的LSA有6类，相应的描述如表4-1所示。表4-1LSA类型及相应的描述类型代码名称及路由代码描述区域１主干区域0区域2ASBR和主干路由器内部路由器内部路由器主干/内部路由器1路由器LSA（O）所有的OSPF路由器都会产生这种数据包，用于描述路由器上连接到某一个区域的链路或是某一接口的状态信息。该LSA只会在某一个特定的区域内扩散，而不会扩散至其他的区域2网络LSA（O）由DR产生，只会在包含DR所处的广播网络的区域中扩散至其他的OSPF区域3网络汇总LSA（O）由ABR产生，描述ABR和某个本地区域的内部路由器之间的链路信息，这些条目通过主干区域被扩散到其他的ABR4ASBR汇总LSA（OIA）由ABR产生，描述到ASBR的可达性，由主干区域发送到其他ABR5外部LSA（OE1或E2）由ASBR产生，含有关于自治系统外的链路信息7NSSA外部LSA（ON1或N2）由ASBR产生的关于NSSA的信息，可以在NSSA区域内扩散，ABR可以将类型7的LSA转换为类型5的LSA4．1．3区域类型一个区域所设置的特性控制着它所能接收到的链路状态信息的类型，区分不同OSPF区域类型的关键在于它们对外部路由的处理方式。OSPF区域类型如下所述。①标准区域：可以接收链路更新信息和路由汇总；②主干区域：连接各个区域的中心实体，所有其他的区域都要连接带这个区域上交换路由信息；③末节区域（StubArea）：不接收外部自治系统的路由信息；④完全末节区域（TotallyStubbyArea）：它不接收外部自治系统的路由以及自治系统内其他区域的路由汇总，完全末节区域是Cisco专有的特性；⑤次末节区域（Not-So-StubbyAreaNSSA）：允许接收以类型7的LSA发送的外部路由信息，并且ABR要负责把类型7的LSA转换成类型5的LSA。4．2实验1：多区域OSPF基本配置1．实验目的通过本实验可以掌握：①在路由器上启动OSPF路由进程；②启用参与路由协议的接口，并且通告网络及所在的区域；③LSA的类型和特征；④不同路由器类型的功能；⑤OSPF拓扑结构数据库的特征和含义；⑥E1路由和E2路由的区别；⑦查看和调试OSPF路由协议相关信息。2．实验拓扑本实验的拓扑结构图如图4-2所示。图4-2多区域OSPF基本配置在配置时，采用环回接口尽量靠近区域0的原则。R4的环回接口不在OSPF进程中通告，通过重分布的方法进入OSPF网络。3．实验步骤⑴步骤1：配置路由器R1R1(config)#routerospf1R1(config-router)#router-id1.1.1.1R1(config-router)#network1.1.1.00.0.0.255area1R1(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1⑵步骤2：配置路由器R2R2(config)#routerospf1R2(config-router)#router-id2.2.2.2R2(config-router)#network2.2.2.00.0.0.255area0R2(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1R2(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0⑶步骤3：配置路由器R3R3(config)#routerospf1R3(config-router)#router-id3.3.3.3R3(config-router)#network3.3.3.00.0.0.255area0R3(config-router)#network192.168.34.00.0.0.255area2R3(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0⑷步骤4：配置路由器R4R4(config)#routerospf1R4(config-router)#router-id4.4.4.4R4(config-router)#network192.168.34.00.0.0.255area2R4(config-router)#redistributeconnectedsubnets4．实验调试⑴showiprouteR2#showiprouteospfS0/0/0S0/0/0S0/0/1S0/0/1S0/0/0S0/0/0R1R2R3R4Lo0:1.1.1.1/24Lo0:4.4.4.4/24192.168.12.0/24192.168.23.0/24192.168.340/24Area1Area2Area0Lo02.2.2.2/24Lo03.3.3.3/24输出表明路由器R2的路由表中既有区域内的路由“1．1．1．0”和“3．3．3．0”，又有区域间的路由“192．168．34．0”，还有外部区域的路由“4．4．4．0”，这就是为什么在R4上要用重分布，就是为了构造自治外的路由。【技术要点】OSPF的外部路由分为：类型1（在路由表中用代码“E1”表示）和类型2（在路由表中用代码“E2”表示），它们计算外部路由度量值的方式不同：①类型1（E1）——外部路径成本+数据包在OSPF网络所经过各链路成本；②类型2（E2）——外部路径成本，即ASBR上的默认设置。在重分布的时候，可以通过“metric-type”参数设置是类型1或2，也可以通过“metric”参数设置外部路径成本，默认值为20。下面的是一个具体的实例：R4（config-router）#redistributeconnectedsubnetsmetric50metric-type1则在R2上关于“4．4．4．0”路由条目的信息如下：OE14．4．4．0[110/178]via192．168．23．3，00：01：27，Seria0/0/1⑵showipospfdatabaseR1#showipospfdatabase输出结果包含区域1的LSA类型1、LSA类型3、LSA类型4、LSA类型5的链路状态信息，以及区域0的LSA类型1，LSA类型3，LSA类型4的链路状态信息。同时可以看到路由器R1和R2的区域1的链路状态数据库完全相同。【技术要点】①相同区域内的路由器具有相同的链路状态数据库，知是在虚链路的时候略有不同；②命令“showipospfdatabase”所显示的内容并不是数据库中存储的关于每条LSA的全不信息，而仅仅是LSA的头部信息，要看LSA的全部信息，该命令后面还有跟详细的参数，如“showipospfdatabaserouter”，结果显示如下所述。R1#showipospfdatabaserouter输出是路由器R1多区域1的LSA类型1的全部信息。⑶showipospfR4#showipospf输出信息表明路由器R4是一台ASBR。4．3多区域OSPF高级配置4．3．1实验2：OSPF手工汇总1．实验目的通过本实验可以掌握：①路由汇总目的；②区域间路由汇总；③外部自治系统路由汇总。2．实验拓扑本实验的拓扑结构图如图4-3所示。RIPv2图4-3OSPF手工汇总路由器R1、R2和R3之间远行OSPF，路由器R3和R4之间远行RIPv2，路由器R1上的4个环回接口是为在路由器R2上今昔功能区域间路由汇总准备的，路由器R4上的4个环回接口是为在路由器R3上进行外部路由汇总准备的。由于路由器R3是边界路由器，所以要完成双向重分布。3．实验步骤⑴步骤1：配置路由器R1R1(config)#routerospf1R1(config-router)#router-id1.1.1.1R1(config-router)#network1.1.4.00.0.3.255area1R1(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1⑵步骤2：配置路由器R2R2(config)#routerospf1R2(config-router)#router-id2.2.2.2R2(config-router)#network2.2.2.00.0.0.255area0R2(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1R2(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0R2(config-router)#area1range1.1.4.0255.255.252.0//配置区域间路由汇总⑶步骤3：配置路由器R3R3(config)#routerospf1R3(config-router)#router-id3.3.3.3R3(config-router)#network3.3.3.00.0.0.255area0R3(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0R3(config-router)#summary-address4.4.0.0255.255.252.0R3(config-router)#redistributeripsubnetsR3(config)#routerripR3(config-router)#version2R3(config-router)#noauto-summaryR3(config-router)#network192.168.34.0R3(config-router)#redistributeospf1metric2⑷步骤4：配置路由器R4R4(config)#routerripR4(config-router)#version2S0/0/0S0/0/0S0/0/1S0/0/1S0/0/0S0/0/0R1R2R3R4Lo0:1.1.4.1/24Lo1:1.1.5.1/24Lo2:1.1.6.1/24Lo3:1.1.7.1/24Lo0:4.4.0.4/24Lo1:4.4.1.4/24Lo2:4.4.2.4/24Lo3:4.4.3.4/24192.168.12.0/24192.168.23.0/24192.168.340/24Area1Area0Lo02.2.2.2/24Lo03.3.3.3/24R4(config-router)#noauto-summaryR4(config-router)#network4.0.0.0R4(config-router)#network192.168.34.0【技术要点】①区域间路由汇总必须在ABR上完成；②外部路由汇总必须在ASBR上完成。4．实验调试⑴在R2上查看路由表具体显示如下。R2#showiprouteospf输出（略）以上输出表明R2对R1的4条环回接口的路由汇总后，会产生一条指向Null0的路由；同时收