OSPF的基本配置


OSPF路由计算
前言:
1)同一区域内的OSPF路由器拥有完全一致的LSDB,在区域内部,OSPF采用SPF算法完成路由计算。
2)随着网络规模不断扩大,路由器为了完成路由计算所消耗的内存、CPU资源也越来越多。通过区域划分可以在一定程度上缓解路由器的压力。
3)在大规模网络中除了OSPF之外,还可以存在其他路由协议,OSPF支持外部路由引入,从而使得OSPF路由器知晓到达域外的路由。
LSA的基本概念:
1)Link State Advertisment是OSPF进行路由计算是关键依据
2)OSPF的LSU报文可以携带多种不同类型的LSA
3)各个类型的LSA拥有相同的报文头部

LS Age(链路状态老化时间):此字段表示LSA已经生存的时间,单位是秒
Options(可选项):每一个bit都对应了OSPF所支持的某种特性
LS Type(链路状态类型):指示本LSA的类型
Link State ID(链路状态ID):不同的LSA,对该字段的定义不同
Advertising Router(通告路由器):产生该LSA的路由器的Router ID
LS Sequence Number(链路状态序列号):当LSA每次有新的实例产生时,序列号就会增加
LS Sequence Number(链路状态序列号):当LSA每次有新的实例产生时,序列号就会增加
LS Checksum(校验和):用于保证数据的完整性和准确性
Length:是一个包含LSA头部在内到达LSA的总长度值
(1.链路状态类型、链路状态ID、通告路由器三元组唯一地标识了一个LSA
2.链路状态老化时间、链路状态序列号、校验和用于判断LSA的新旧)
常见LSA的类型
1.路由器LSA(Router LSA):每个设备都会产生,描述子设备的链路状态和开销,该LSA只能在接口所属是本区域内泛洪
2.网络LSA(Network LSA):由DR产生,描述该DR所接入的MA网络中所有与之形成邻接关系的路由器,以及DR自己,该LSA只能在接口所属本区域内泛洪
3.网络汇总LSA(Network Summary LSA):由ABR产生,描述区域内某个网段的路由,该类LSA主要用于区域间路由的传递
4.ASBR汇总LSA(ASBR Summary LSA):由ABR产生,描述到ASBR的路由。通告给除ASBR所在区域的其他相关区域
5.AS外部LSA(AS External LSA):由ASBR产生,用于描述到达OSPF域外的路由
SPF算法
OSPF采用SPF(Shortest Path First,也成为Dijkstra算法)算法计算路由,可以达到路由无环且快速收敛的目的。
Phase1:构建SPF树
1)路由器将自己作为最短路径树的树根,根据Router-LSA和Network_LSA中的拓扑信息,依据将Cost值最小是路由器添加到SPF数中。路由器以Router ID或者DR标识。
2)广播网络中DR和其所连接路由器的Cost值为0
3)SPF树中只有单向的最短路径,保证了OSPF区域内路由计算不会出现环路。
Phase2:计算最优路由
1.将Router-LSA、Network-LSA中的路由信息以叶子节点形式附加在对应的OSPF路由器上,计算最优路由
2.已经出现的路由信息不会再添加到SPF树干上。
区域间路由计算
在大型网络 ,单区域OSPF存在是问题
1)一系列连续的OSPF路由器构成的网络成为OSPF域(Domain)
2)OSPF要求网络内的路由器同步LSDB,实现对于网络的一致认知
3)当网络规模越来越大时,LSDB将变得非常臃肿,设备基于该LSDB进行路由计算,其负担也极大地增加了,此外路由器的路由表规模也变大了,这些无疑都将加大路由器的性能损耗
4)当网络拓扑发生变更时,这些变更需要被扩散到整个网络,并可能引发整网的路由重计算
5)单区域的设计,使得OSPF无法部署路由汇总
区域划分
Router LSA和Network LSA只在区域内泛洪,因此通告区域划分在一定程度上降低网络设备的内存及CPU的消耗
划分区域后,路由器可以分为两种角色:
- 区域内部路由器(Internal Router):该类设备的所有接口都属于同一个OSPF区域
- 区域边界路由器(Area Border Router):该类设备接口分别连接两个及两个以上的不同区域
区域间路由信息传递
OSPF区域间路由信息传递是通告ABR产生的Network Summary LSA(3类LSA)实现的。

Network Summary LSA详解
Network Summary LSA(3类LSA)由ABR产生,用于向一个区域通告到达另一个区域的路由
解释:
LS Type:取值3,代表Network Summary LSA
Link State ID:路由的目的网络地址
Advertising Router:生成LSA的Router ID
Network Mask:路由的网络掩码
metric:到目的地址的路由开销