网络基础19--OSPF路由业务多区域

一、OSPF多区域必要性

单区域问题：
- LSDB庞大 → 内存占用高，SPF计算开销大
- LSA洪泛范围广 → 拓扑变化影响全域
- 无法路由汇总 → 路由表膨胀，查找效率低

2. 多区域优势：

1. 划分区域：独立LSDB，缩小数据库规模

2. 限制洪泛：LSA仅在区域内传播

3. 路由汇总：ABR/ASBR汇总路由，减小路由表

二、多区域核心概念

区域类型

类型	特点	要求
骨干区域 (Area 0)	核心区域，必须连续	所有非骨干区域需直连Area 0
非骨干区域	普通区域	必须直连Area 0
特殊区域	Stub/Totally Stub/NSSA/完全NSSA	位于OSPF边缘

关键角色

ABR (区域边界路由器)：
- 连接多个区域（至少一个Area 0）
- 生成 LSA 3 （区域间路由）和 LSA 4（ASBR位置）
ASBR (自治系统边界路由器)：
- 连接外部网络（如RIP、静态路由）
- 生成 LSA 5 （外部路由）或 LSA 7（NSSA外部路由）

LSDB特性

每个区域独立维护LSDB，SPF计算在区域内进行。
LSA洪泛和LSDB同步只在区域内进行。

三、LSA类型与功能

LSA类型	名称	发起者	洪泛范围	作用
1	Router LSA	所有路由器	区域内	描述直连拓扑
2	Network LSA	DR	区域内	描述多路访问网络
3	Network Summary LSA	ABR	区域间	传递区域间路由信息
4	ASBR Summary LSA	ABR	除ASBR所在区域外	通告ASBR位置
5	AS External LSA	ASBR	全域（除特殊区域）	传播外部路由
7	NSSA External LSA	NSSA ASBR	NSSA区域内	NSSA区域的外部路由（转LSA 5）

四、LSA传播过程

1. LSA报文头格式

• LS Type ：标识LSA的类型(Type1－Type11)

• Link State ID：具体数值根据LSA的类型而定

• Advertising Router：始发LSA的路由器的Router ID

2. Link State ID

3. LSA传播

区域间路由（例：10.1.3.0/24）

区域内计算 ：

RT3生成 LSA 1 → Area 1内洪泛 → RT1计算SPF。
生成路由表。
跨区域传递 ：

RT1（ABR）生成 LSA 3 → Area 0洪泛 → RT6收到后重新生成 LSA 3 → Area 2洪泛 → RT2安装路由。
重发布外部 ：

RT2将OSPF路由重发布至RIP → RT4学习路由。

外部路由（例：172.16.4.0/24）

ASBR生成LSA 5 ：

RT2重发布RIP路由 → 生成 LSA 5（全域洪泛）。
ASBR位置通告 ：

RT2生成 LSA 1 （ASBR位置=1）→ Area 2洪泛 → RT6生成 LSA 4 → Area 0洪泛 → RT1重新生成 LSA 4 → Area 1洪泛。
开销计算 ：

开销 = LSA 5携带开销 + 到ASBR的开销（通过LSA 4计算）。

五、特殊区域

• 特殊区域是指人为定义的一些区域，它们在逻辑中一般位于OSPF区域的边缘，只与骨干区域相连。

• 常见的特殊区域有以下几类：Stub区域、Totally Stub区域、NSSA区域、完全NSSA区域。

在路由器网络升级改造中，旧设备无法承担大量数据库的时候，可以给他放一个特殊区域，不过一般不这样做，如果能支持数据库，那样路由精确些。

（1）STUB区域：

并不是每一台路由器都需要了解所有外部目的地的信息的。不管OSPF区域外部的目的地在哪里，在区域1中的路由都必须发送数据包到达ABR路由器，以便到达那个ASBR路由器。在这种情况下，区域1可以被配置成为一个末梢区域。

在末梢区域中有4个限制条件：

一个末梢区域内部的所有路由器也必须拥有相同的链路状态数据库。
虚链路不能在一个末梢区域内进行配置，也不能穿过一个末梢区域。
末梢区域内的路由器不能是ASBR路由器。
一个末梢区域可以拥有多台ABR路由器，但是因为缺省路由的原因，区域内部路由器不能确定哪一台路由器才是到达ASBR路由器的最优的网关。

（2）完全STUB区域：

不仅使用缺省路由到达OSPF自主系统外部的目的地址，而且使用缺省路由到达这个区域外部的所有目的地址。
完全末梢区域的ABR将不仅阻塞AS外部LSA，而且阻塞所有的汇总LSA，但除了通告缺省路由的那一条类型3的LSA。

完全Stub区域中最受限的形式：

拒绝所有的External LSA : 类型5。
拒绝具体的Summary LSA ：类型4和3。
Default LSA作为Summary LSA注入到该区域，用来代表他所拒绝的路由信息。
LSDB更小，路由信息更稳定，路由数量更少；
默认路由＋区域内路由；
区域内不会有其他区域的具体路由。

（3）NSSA区域：

带有一些末梢网络的R4必须通过区域2的其中R2和图中的OSPF网络相连。
R4仅支持RIP协议，因此，区域2的R2将同时运行RIP协议和OSPF协议，并利用路由重新分配的方法把末梢网络注入到OSPF域。
上述的配置使区域2的R2成为一台ASBR路由器，因此，区域2就不能再是一个末梢区域了。

NSSA区域：

允许外部路由通告到OSPF自主系统内部，而同时保留自主系统的其余部分的末梢区域特征。

为实现这一功能，在NSSA区域内的ASBR将始发类型7的LSA来通告那些外部的目的网络。
这些NSSA外部LSA将在整个NSSA区域中进行泛洪，但是Type 7LSAs会被ABR路由器转换成Type 5 LSAs之后泛洪到骨干区域。

（4）完全NSSA区域

完全非纯末梢区域允许外部路由通告到OSPF自主系统内部，并使用缺省路由到达这个区域外部的所有目的地址。
完全非纯末梢区域的ABR将不仅阻塞AS外部LSA，而且阻塞所有的汇总LSA，但除了通告缺省路由的那一条类型3的LSA。
拒绝所有的External LSA : 类型5。
拒绝具体的Summary LSA ：类型4和3。
Default Summary LSA注入到本区域，用来代表他所拒绝的路由信息。

六、关键机制

外部路由开销类型：
- Type 1：总开销 = LSA携带开销 + 到ASBR的开销（优先选择）
- Type 2：总开销 = LSA携带开销（默认类型）
选路优先级 ：

区域内路由 > 区域间路由 > Type1外部路由 > Type2外部路由
动态路由协议中，路由器选择哪一天路径去往目的网段最优，可以认为修改、干预的，如0SPF是用接口开销或者接口带宽来计算路由开销，可以修改接口开销，一般对应的两个接口开销一个是一样的。可以完成主备路由、等价路由，甚至可以指定路径。三层交换机OSPF的vlan接口开销也可以修改。
转发地址（FA）：
- 0.0.0.0：数据包发往ASBR
- 非0.0.0.0：直接发往FA地址（需路由可达）

总结要点

✅ 多区域核心 ：Area 0必须连续，非骨干区域直连Area 0

✅ LSA分工 ：LSA 1/2传拓扑，LSA 3传路由，LSA 5/7传外部路由

✅ 特殊区域 ：Stub/NSSA阻断外部LSA，依赖默认路由出区域

✅ 优化手段 ：路由汇总缩小LSDB，ABR/ASBR是关键执行点

✅ 外部路由：Type 1更精确，Type 2为默认；FA地址优化转发路径