OSPF路由协议之多区域划分
1OSPF多区域划分的必要性
1.1OSPF单区域存在的问题
(1)LSDB 庞大，占用内存大，SPF计算开销大。
(2)LSA洪泛范围大，拓扑变化影响范围大。
注：一个路由器出现问题会导致整个区域都需要重新计算最有路由。
(3)路由不能被汇总，路由表庞大，查找路由开销大
注：最长掩码匹配原则 越精确越好
1.2多区域划分解决单区域存在的问题
(1)每个区域独立存储LSDB，划分区域减小了LSDB。
(2) LSA洪泛被限制在区域内，有效控制了拓扑变化的影响范围。
(3)区域边界可以做路由汇总，减小了路由表。
注：区域边界做汇总ABR聚合和ASBR聚合。
2OSPF多区域划分的基本概念
2.1多区域基本概念--OSPF多区域基本结构
(1)骨干区域：Area0，OSPF的Area0必须是连续的，不能被分割。
注：区域ID的长度是32位。
(2)非骨干区域：必须和Area 0直接相连，非骨干区域之间不能直接交换路由信息，必须通过Area0。
(3)特殊区域：具有某些特殊性质的区域，如Stub、NSSA区域。
2.2多区域基本概念--OSPF多区域链路状态数据库
(1)只有ABR(区域边界路由器)有多个链路状态数据库。如图中的RT3它有一个区域0的LSDB和区域1的LSDB。
(2)ABR含有的LSDB其中一个一定是骨干区域的。
2.3多区域基本概念--ABR对区域间路由信息的描述
(1)ABR的作用：OSPF只知道本区域的拓扑结构，并不知道其他区域的拓扑结构， 其他区域的路由信息，依靠本区域的ABR来描述。
(2)ABR的描述和计算流程：
区域内先算清楚：ABR 要先处理自己所在区域里的 LSA 1（路由器链路信息）、LSA 2（网络链路信息 ，比如网段里谁连着谁），把区域内的路由 “摸透”。
跨区域发 LSA 3：算完区域内，ABR 会把这些路由信息 “打包” 成 LSA 3，发给其他区域 ，让跨区域通信有依据；要是 LSA 3 原本来自骨干区域（Area 0 ，OSPF 里的核心区域），ABR 还得再发一遍 LSA 3 给其他非骨干区域 ，保证骨干区域的路由能扩散到全网。
对上面第二步的解释：
OSPF 网络通过划分不同区域来管理网络规模，不同区域之间存在一定程度的信息隔离。非骨干区域内的路由器只能直接获取本区域内的详细链路状态信息（LSA 1、LSA 2），对于其他区域的路由信息需要依靠 ABR（区域边界路由器）汇总后的 LSA 3。当 LSA 3 来自骨干区域，意味着这是其他区域汇总后的路由信息，为了让本区域内所有路由器都能及时、准确地掌握这些外部区域的路由，ABR 需要重新发起 LSA 3 ，保证区域内路由表的一致性。
LSA3是一个路由信息。
由ABR产生，描述区域内某个网段的路由，并通告给其他网段。
LSA3中的LSA ID是 LSA（链路状态通告）的标识 ，它代表了所通告的目的网络地址。
通告路由器是边界路由器。
在上图中：RT3（边界路由器）所在区域的路由器同步完区域内的链路状态数据库之后，该区域内的路由器可以计算出当前区域内的所有路由。边界路由器将本区域内的路由信息打包形成LSA3(路由信息)发给骨干区域，骨干区域内中其他路由器就知道有一个网段是边界路由器所在区域。要去这个网段就给边界路由器3。路由器4（另一个区域的边界路由器）从区域0学到的路由要分享给自己所在区域的其他路由器，是根据自己的实际已知路由修改后发给自己所在区域的路由器。
2.4多区域基本概念--ASBR对OSPF外部路由信息的描述
(1)ASBR的作用：OSPF通过ASBR来描述OSPF外部路由的可达性。
自治系统是：运行同一路由协议的路由器集合。
(2)ASBR的描述和计算流程：ASBR为外部路由发起LSA5，在整个OSPF路由域中洪泛。
LSA5是一个路由信息。
描述自治系统外的一个目标网段、子网掩码、下一跳。
OSPF 里，ASBR 是连接外部网络和 OSPF 域的 “大门”。它用 LSA 5广播外部网段信息，用 LSA 4 告诉全网自己在哪 ，让 OSPF 域里的所有路由器，既能知道 “有外部网段可访问”，又能找到 “从哪出去访问” ，最终实现外部路由在 OSPF 网络里的传递和访问 。
3OSPF的LSA分类
3.1OSPF LSA类型
3.2Router LSA
(1)详细:描述的是总结直连路由器的拓扑信息。
(2)模拟器中使用命令查询：
3.3Network LSA
(1)详细：描述的是当前广播域网段的子网掩码信息和当前路由器连接的路由器的router id
(2)模拟器中使用命令查询：
3.4Summary LAS
(1)详细：将区域内的子网路由汇总为骨干区域可识别的路由，或在非骨干区域间传递骨干区域的路由。
(2)模拟器中使用命令查询：
3.5ASBR LSA
(1)详细：
(2)模拟器中使用命令查询：
3.6AS-external-LSA
(1)详细：描述去往当前自治系统外的网段的路由信息。
(2)模拟器中使用命令查询：
3.7NSSA LSA
(1)详细：
NSSA系统外部LSA （NSSA External LSA）（Type 7）
始发于ASBR路由器的，用来通告到达OSPF自主系统外部的目 的地或者OSPF自主系统外部的缺省路由的LSA。
NSSA外部LSA通告只在始发这个七类LSA的NSSA区域中进行泛洪。
(2)模拟器中使用命令查询：
Type 7 LSA 的 LSA ID 为外部路由的目的网络 IP 地址。
4LSA报文头格式
5各lSA的Link STate ID
6OSPF区域间路由传播与计算
7OSPF外部路由传播与计算
总结：
8OSPF外部路由开销类型
(1)概念
注：在路由器面前，不管开销多大类型1都比类型2更优。
(2)例子
OSPF 外部路由选路，先看开销类型（Type1 优先 Type2），同类型再比总开销（Type1 叠加内部开销、Type2 仅看 LSA5 开销），若总开销也相同，最后比到 ASBR 的内部链路开销 。
（3)规则
9OSPF选路规则
按照路由类型的优先级选择
区域内路由（Intra Area）
区域间路由（Inter Area）
第一类外部路由（Type1 External）
第二类外部路由（Type2 External）
在类型相同的情况下，选择路由开销（Cost） 较小的路由。
10OSPF协议的路由聚合与汇总
10.1汇总的概念和角色
汇总的角色：ABR或ASBR将具有相同前缀的路由信息聚合后发布到其它区域
减少LSA3类、LSA5类的数目，减少路由信息
减小路由表的规模
提高路由器的运算速度
如下图：
10.2汇总的命令（eNSP：只支持ABR汇总）
[Huawei]ospf 1
[Huawei-ospf-1]area 0
[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.0.0 255.255.0.0 //汇总为网段192.168.0.0/16
其中通告和不通告：
不通告
通告
汇总前：
汇总后：
注：汇总后在链路状态数据库中也是只存在一条汇总的信息。
11OSPF的特殊区域
OSPF:区域内传递拓扑信息、区域间传递路由信息、自治系统之间传递路由信息、四类的拓扑信息。
11.1特殊区域的概念
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。特殊区域不可以划分为骨干区域。
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
11.2特殊区域--STUDB区域
(1)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)Stub区域是一个不允许AS外部LSA通告在其内部进行泛洪的区域。
(3)Stub区域的特性：
只接收1、2、3类LSA。
允许学习Type 3 LSA。
拒绝Type 4、Type 5 LSA。
Default LSA作为Summary LSA注入到该区域，用以弥补学不到Type 5 LSA的信息，通过ABR被宣告到Stub area。
外部路由的振荡不会波及Stub区。
(3)Stub区域路由器的路由表条目： 默认路由＋区域间路由＋区域内路由
(4)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。
11.3特殊区域--Totally Stub区域
(1)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。
(2)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)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。
11.4特殊区域--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 7 LSAs会被ABR路由器转换成Type 5 LSA之后泛洪到骨干区域。
11.5特殊区域--Totally 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。
11.6总结
注：OSPF的接口开销是可以修改的。