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  • 本次介绍OSPF区域间路由技术,内容包括区域间路由原理,使用Network-Summary-LSA描述区域间路由信息,虚连接技术,区域间路由汇聚等内容。
  • OSPF之区域间路由

    千次阅读 2020-03-03 19:17:29
    回溯:在上一篇博客中已经讲述了OSPF区域路由的学习方式,是通过一类LSA(Router-LSA)以及二类LSA(Network-LSA)来获得的路由信息以及拓扑信息,并且在LSA中,只有一类以及二类的LSA有拓扑信息,但是它们不能向...

    回溯:在上一篇博客中已经讲述了OSPF区域的路由的学习方式,是通过一类LSA(Router-LSA)以及二类LSA(Network-LSA)来获得的路由信息以及拓扑信息,并且在LSA中,只有一类以及二类的LSA有拓扑信息,但是它们不能向其他区域传递。因此各区域只有自己的路由信息,不知道其它区域的路由信息,因此这个协议就不能完成作用。需要通过我们这篇文章中的内容进行学习,也就是三类LSA(Network-Summary-LSA)

    OSPF区域间路由原理:使用的是Network-Summary-LSA(3类LSA)来达到描述区域间路由信息,虚连接技术以及区域间路由汇聚等内容的。
    

    区域间路由
    在这里插入图片描述
    RTA以及RTB所处的区域是Area 1,并且它们之间会进行LSA的泛洪,使用到的LSA为一类以及二类LSA,在这种情况下,实际上这些链路状态通告消息会被RTB作为ABR进行拦截,因此在Area 0是拿不到拓扑信息以及路由信息的。因此会通过RTB转换成区域间的路由信息,实际上这是完整的路由信息,没有拓扑信息。ABR(RTB)会将区域1的一类LSA以及二类LSA转换成三类的LSA(区域间纯路由信息)。
    现在Area 1以及Area 0已经完成,ABR(RTC)收到三类LSA(Network-summary-LSA)以后,直接进行中转即可,因为收到的就是三类LSA,不需要进行转换。
    但是area 0中的路由信息想要传给RTD,那么就需要将Area 0中的一类LSA以及二类LSA转换成三类的LSA进行传递。

    总结:因此Area 1 --》Area 0时传递的是链路状态信息,Area 1 --》Area 2时传递的是路由信息而不是链路状态信息了,因为通过RTB转换成了三类LSA,传递的是路由信息。OSPF的优点是传信机制,传递的是路由信息以及拓扑信息,讲的全部都是区域内的,当区域间传递的时候,实际上与基于距离矢量路由协议没有区别。

    三类LSA(Network Summary LSA)
    1、作用:传递区域间路由信息
    2、产生:ABR产生
    3、传递范围:区域间

    区域间环路
    前言:由于传递的是路由信息,因此和距离矢量路由协议没有区别,因此要有避免环路的方法
    在这里插入图片描述
    ·为了避免区域间的环路,OSPF规定不允许直接在两个非骨干区域之间发布路由信息。(非骨干区需要和骨干区连接才能正常通信的理由)

    生成Network-Summary-LSA
    在这里插入图片描述
    Area 1里面的LSA通过RTB传递给Area 0,用一类以及二类LSA转换成三类LSA进行传递,并且通过RTC将Area 1的路由信息传递给Area 2
    Area 2里面的LSA通过RTC传递给Area 0,用一类以及二类LSA转换成三类LSA进行传递。并且通过RTA将Area 2的路由信息传递给Area 1
    Area 0里面的LSA通过RTB、RTC分别传递给Area 1以及Area 2,用一类以及二类LSA转换成三类LSA进行传递。

    在ABR(RTB)上使用查询指令 display ospf ladb summary self-originate //代表查询该这台设备上在LSDB中产生的三类LSA信息
    在这里插入图片描述
    ·Network-Summary-LSA中,Ls id为所描述的目的网段地址
    ·目的网段地址以及从该LSA的产生者到达目的地的开销值
    ·在ABR进行三类LSA的传递的时候,实际上LSA内容是不会进行变更的,例如在上图中,RTB将Area 1中的三类LSA进行传递时,RTC收到的LSA就是RTB发出的LSA信息,在这种情况下,如果RTC要进行通信,实际上除了LSA中的开销值还会加上RTC与RTB之间的开销值,因此是没有影响的。
    在这里插入图片描述

    当在RTC上去查看,会发现它为Area 2发送了一个三类的LSA,实际上这是将上面Area 1发送到Area 0中的三类LSA进行了中转,只是中转的时候修改了宣告路由器的router id变为RTC自身,并且要重新计算到达目的网段的开销。
    情景假设:如果RTC将从RTB那边传递过来的三类LSA通告给Area 2上的路由器的话,那么实际上Area 2中的路由器根本就不知道RTB在哪,因此进行中转的时候,宣告路由器要进行变更。

    虚连接(Virtual Link)
    在这里插入图片描述
    ·Area 0与Area 1相互连接,但是Area 2没有和Area 0相互连接。在Area 0中,会将一类和二类的LSA转换成三类LSA,通过作为ABR的路由器RTA,将Area 0的路由信息传递给Area 1。Area 1中的一类LSA以及二类LSA也会转换成三类的LSA通过RTA传递给Area 0中,并且传递的都是路由信息。
    但是在OSPF中,为了避免环路问题,因此制定了一条规则,就是非骨干区域之间不能传递路由信息,也就是Area 1以及Area 2之间不能通过三类LSA进行路由信息的传递,因此需要做虚连接。
    做法就是在Area 1中,对RTA以及RTB,建议虚连接即可。将RTB在逻辑层面上连接到了Area 0,这样Area 2在逻辑层面上就连接上了Area 0中的ABR,也就是RTB上,因此能够进行三层的LSA传递。
    ·在思科或者华为的辅导书中提到,如果在OSPF中出现了虚连接,说明这个网络是个糟糕网络。一般在网络规划的时候是不会设计出有虚连接的网络的,因此这种场景可能出现在企业合并,在不改变现有网络规划的情况下,可以使用虚连接。(应急措施)

    虚连接的远端地址
    在这里插入图片描述
    ·在指定虚连接的时候,要先进入OSPF的区域中,以上图为例,能够知道RTB以及RTD要在Area 1中进行vlink-peer 后指定Router ID,例如对于RTB来说,需要使用Vlink-peer + RTD的router ID进行指定。
    ·虽然虚连接指定的是Router ID,但是实际上这条链路还是通过物理地址进行连接的
    ·对于RTB来讲,它是如何知道对应的路由器在哪的?实际上是因为一个区域中的路由器的LSDB是一致的,在这种情况下计算出来的路由信息实际上在RTB上,就能知道如何从RTB到达RTD
    回顾前期知识点:
    Router ID :
    【Router ID的任命】
    ①首先router id是IP地址格式的ID,但是它不是IP地址
    ②它是任意的
    ③它是唯一的
    【Router ID的选取】(如果在配置Router ID时已经指定了,那么可以在用户视图下可以使用reset ospf process重置OSPF进程)
    ①手工配置:有两种方法:(局部router id配置比全局的router id配置的优先级更高)
    1、全局进行配置
    在华为设备中,使用router id + 具体ID号,就能够进行指定,并且对于OSPF全进程中,都会采用全局的配置
    2、局部进行配置
    在华为设备中,使用ospf + 进程号 + router-id +具体ID号,进行对该OSPF进程中的Router ID的选定。
    ②自动配置:
    1、首先会观察设备有无逻辑接口地址,如果有多个逻辑接口地址,则会采用最大地址作为该设备的Router ID
    2、如果没有逻辑接口地址,那么会查看设备上的物理接口地址。若有多个物理接口地址,那么会采用最大的物理接口地址作为该设备的Router ID。
    (自动配置有缺点,例如现在链路的IP地址进行改变,当设备进行重启或者OSPF进程重启的时候,就会导致router ID发生变动,那么网管不能够马上知道设备对应的router ID是多少,会造成一定的麻烦)

    深入理解虚连接
    在这里插入图片描述
    虚链路的应用场景
    ①:两个非骨干区域,没有连接到骨干区域上,在这种情况下可以将非骨干区域通过虚链路与骨干区域进行连接:
    ②:在企业网络中部署的时候,两个公司合并时可能存在两个Area 0,在我不想对公司网络做整体的规划下,由于地理原因导致两个公司的Area 0不能直接连接到一起,因此可以使用虚连接进行连接。
    ③:为了使用虚链路做冗余备份时,也能使用虚链路。例如在FR网络中作为Area 0
    ④:如上图所示,三个区域都是非骨干区进行连接,如果要使Area 1与Area 3进行通信,可以通过虚连接将RTA以及RTB放在Area 0中,这样就能让Area 1以及Area 3进行通信了。

    配置虚连接的场景
    ①:非骨干区域没有和骨干区域连接
    在这里插入图片描述
    ②:area 0之间被非骨干区隔开了
    在这里插入图片描述
    可以使用虚连接去关联这些不连续的区域0

    ③:非骨干区相互连接,想要相互通信,就需要做虚连接,并且做虚连接的时候还会有area 0出现,
    在这里插入图片描述
    注意点:
    ①:不能在骨干区域配置虚连接
    ②:对于stub、Nssa特殊区域,也不能配置成V-link
    ③:一般情况下规划的企业网络中,不可能会出现虚链路,如果OSPF网络里面出现了虚链路,就是糟糕网络的标志,但是有公司合并后有网络总和,在不重新规划的情况下,就需要进行网络总和
    OSPF划分区域后,区域的ID是0的为骨干区域

    总结:
    对于OSPF在区域间传递LSA信息不是链路状态信息,而是纯粹的路由,此时是基于D-V算法,不再是链路状态算法,这时就 出现一个问题,路由自环,解决方法是所有ABR将本区域内的路由信息封装成LSA后,统一发给一个特定的区域-骨干区域,再由骨干区域转发给其它区域。骨干区域的任务就是汇总每一个区域的网络拓扑到其他的区域。所有的区域间的通信都必须通过骨干区域,非骨干区域间不能通信,所以就不会产生路由自环了。


    配置路由汇聚–物理拓扑
    在这里插入图片描述
    按照上图来说,例如在RTB要将Area 1中的路由信息通过三类LSA发送给RTC时,就会有20.1.1.1/32以及20.1.1.2/32等详细的路由信息发送给RTC,但是在RTB上做了三类LSA的汇总,就能将20.1.1.1/32以及20.1.1.2/32的路由信息汇总成20.1.1.0/24或者其他的汇总路由信息。
    ·应用场景:当OSPF中出现了多个区域,假设路由器性能比较差的时候,如果要传递路由信息并且检索路由表实际上是非常困难的,因此在这种情况下我们可以采用路由汇总,将许多明细的路由条目汇总成一条路由信息传递到RTC上,在这种情况下,能够让RTC减少压力并且实现功能。
    类似案例:在静态路由上经常会在出口路由器上配置缺省路由,代表所有未知网段。
    ·路由汇聚是在RTB上进行配置的,并且是根据三类的LSA(Network-Summary-LSA)进行域间路由的汇总
    ·在进行配置时,因为ABR会对双向的一类LSA以及二类LSA转换成三类LSA,因此在这种情况上需要去考虑要汇总哪个方向的路由信息

    实战案例
    在这里插入图片描述
    ·在华为设备上如果建立环回口,默认的OSPF链路类型是P-2-P,但是在思科设备的OSPF上创建环回口比较特殊,属于主机的链路类型,但是不管是思科还是华为,都有实现的方式。
    ·AR2作为ABR,因此在AR2上使用路由汇总时,需要进入OSPF对应进程以及对应的区域,进行路由汇聚的操作。

    要执行精细汇总的原因:
    主要就是为了避免出现流量黑洞

    展开全文
  • OSPF区域间路由的计算过程: 主要通过3类LSA进行计算,三类LSA内容如下: Network-Summary-LSA(三类LSA)中主要包括以下内容: Ls id:目的网段地址。 Adv rtr:ABR的Router ID。 Net mask:目的网段的网络掩码。 ...

    OSPF区域间路由的计算过程:

    主要通过3类LSA进行计算,三类LSA内容如下:
    在这里插入图片描述
    Network-Summary-LSA(三类LSA)中主要包括以下内容:
    Ls id:目的网段地址。
    Adv rtr:ABR的Router ID。
    Net mask:目的网段的网络掩码。
    Metric:ABR到达目的网段的开销值。

    实验,如下图所示:
    在这里插入图片描述
    R4在区域1中,R1在区域0中,R2作为ABR。当R4收到了三类LSA,查具体的内容:
    在这里插入图片描述
    当R4得到了R2发送的3类LSA,可以看一下里面有什么:有与R1相连两个网段的网络号,掩码,MED值。

    由于三类LSA本来就是路由信息,可以作为叶子信息直接挂在ABR(R2)上,具体的cost值等于ABR上三类LSA携带的cost值加上R4到R2使用一类和二类LSA计算的COST值。

    同时,3类LSA路由的最初下一跳为ARB(R2),通过区域内路由计算如果到达ARB,在R4上迭代出直连的下一跳。

    所以在OSPF在区域中是链路状态计算,区域间其实更像距离矢量的路由协议。因此,区域间的路由可能会出现环路,所以三类LSA的计算是需要遵循一点的规则的,也被称为水平分割原理(四类LSA同样遵守)。

    三类LSA的负载分担:
    在这里插入图片描述
    ABR R2上会向Area 0产生cost=11的LSA3。
    ABR R3上回向Area 0产生cost=21的LSA3。
    R1收到后加上自己接口的Cost,从R3\R4去往100.1.1.0开销都是31,所以在R1看到是负载均衡的。

    ABR的水平分割原理:

    ABR, Area Border Router,区域边界路由器,从定义上,至少有一个接口连接Area0,这样的区域间路由器被称为ABR。这样做也是未了防止环路,如下图:
    在这里插入图片描述
    为了避免上述环路,限定LSA3路由的流动规则:不允许非ABR产生LSA3。所以,R3、R4、R5是非ABR,无法在区域间相互传递路由。Area3、Area4无法学到其他区域Area0、Area 1的路由,只能把Area3和Area4直接连接到Area0才可以。基于这样的LSA3的设计,路由只能通过图中的R2和R6在区域间传递。

    处于区域边界路由器可能有多种情形:

    1. 处于多个非骨干区域之间,比如处于Area 1和Area 2之间,比如下图中的R5,并不是ABR。
    2. 处于骨干区域和非骨干区域之间,但在骨干区域里没有邻居,比如ABR在Area0有接口,但没有邻居,如图中的AR3,并不是真正的ABR。
    3. 处于骨干区域和非骨干区域之间,且在骨干区域里有邻居,这才是真正意义上的ABR,比如图中的AR4。
      在这里插入图片描述
      ABR的定义及作用(RFC3509):
      定义:ABR处于区域边界间,限制LSA泛洪的范围。
      作用:为本区域通告描述其他区域的网络,执行区域间路由通告、过滤、聚合等。

    水平分割的规则:

    1. ABR1和ABR2是骨干区域Area 0和普通区域Area 1间的两台ABR,通过ABR1进入普通区域的LSA3路由,若ABR2在Area0有OSPF邻居,则该LSA3路由不进入ABR2的路由表(即不会通过Area1再通告进入Area0,ABR2有该路由也只能通过Area0的LSA1或LSA2学到)。
    2. 若ABR2在骨干区域Area 0没有邻居,仅有一个网络出现在骨干区域,则ABR1所通告的LSA3可以进入ABR2的路由表。(因为ARB不是真正意义上的ABR)
    3. 没有出现在ABR路由表的路由是不会通告给其他区域的,这是边界的矢量特性。

    上述规则是为了避免区域间的环路(经过一个ABR进入普通区域的三类LSA再经过其他ABR进入其他区域),这就是区域间的水平分割规则。上述规则适用于LSA3,LSA4,但不适用LSA5。

    在上图中,按照水平分割的规则,进行路由是否接收的判断:

    1. AR1的10.1.2.0/24路由是否出现在AR3里?
      会,根据规则2,10.1.2.0/24可以出现在AR3里,因为AR2算不上真正的ABR。
    2. AR2的10.1.3.0/24路由是否出现在AR2和AR4里?
      都不会,根据规则1,AR4在骨干区域Area 0里有邻居,只会接受骨干区域的LSA3,不会收非骨干区域AR5发的经过非骨干区域访问骨干区域的LSA3 10.1.3.0/24路由。AR2里也没有该路由,根据规则3的矢量特性,AR4没有该路由,作为ABR是不会通告给其他区域的。
    3. R5路由器表中能否有对有10.1.2.0/24的路由条目?
      AR5不是真正的ABR,因此能收到其他区域的路由,但不会向其他区域通告路由。

    参考资料:华为HCIE学习指南

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  • OSPF的区域间防环规则及路由汇总。


    区域间防环规则

    在这里插入图片描述

    区域间路由汇总

    在这里插入图片描述

    实验分析

    在这里插入图片描述


    以上内容均属原创,如有不详或错误,敬请指出。
    
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    ospf区域间路由讲解 1.ospf区域划分: 划分区域之后,根据路由器所连接区域的情况,划分为两种路由器角色: (1)区域内部路由器:该类设备所有接口都属于同一个ospf区域 (2)区域边界路由器(ABR),该类设备接口...

    ospf区域间路由讲解

    1.ospf区域划分:
    划分区域之后,根据路由器所连接区域的情况,划分为两种路由器角色:
    (1)区域内部路由器:该类设备所有接口都属于同一个ospf区域
    (2)区域边界路由器(ABR),该类设备接口分别连接两个以及两个以上的不同区域,并且其中一个区域必定是骨干区域,也就是ABR设备至少有一个接口属于骨干区域。
    2.区域之间的路由传递:
    之前我们知道,一类二类LSA在单区域内传递,对于区域之间的路由传递,一类二类LSA只在本区域内进行传递,如果要传递到其他区域就要用到三类LSA
    ABR是将一个区域内的链路状态信息转化成路由信息(其实就是将一类和二类LSA转化成三类LSA的过程),然后发布到邻居区域

    一类LSA:Router LSA
    二类LSA:Network LSA(补充一类LSA在MA或者NBMA网络中路由信息的欠缺)
    三类LSA:Network-Summary-LSA (三类LSA是纯路由LSA)

    3.区域之间的防环机制:
    在这里插入图片描述
    ①:OSPF划分了骨干区域和非骨干区域,所有的非骨干区域直接和骨干区域连接且骨干区域只有一个,非骨干区域之间的通信,都要通过骨干区域进行中转,骨干区域的ID固定为0
    ②:OSPF规定从骨干区域传来的三类LSA不再传回骨干区域
    ③:对于ABR,OSPF要求ABR设备至少有一个接口属于骨干区域,只有ABR设备才能泛洪三类LSA

    4.虚连接vlink
    在这里插入图片描述
    (1)必须是连续的,但是并不要求在物理上连续,如图所示AREA 0和AREA 2没有直接连接,因此我们使用虚连接在任意两个区域的边界路由器上建立
    (2)但是要求这两个区域边界路由器都有端口连接到同一个非骨干路由器,并且,虚连接只能跨越一个区域。

    展开全文
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