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。
（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。
（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。
（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。
（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