原因

1、减小路由表大小
2、限制lsa的扩散
3、加快收敛
4、增强稳定性

       什么是OSPF？

       OSPF是我们平时使用最多的一种链路状态协议，其实OSPF协议可以视为是为了解决距离矢量协议所出现的一些系列问题而出现的（距离矢量协议RIP协议收敛慢、最大跳数为15跳、易产生环路）

       1、区域划分

       OSPF是可以支持单区域也可以支持多区域的，有一个非常好的功能就是它可以把一个网络划分为各个区域，多区域划分中就包括骨干区域area 0和其它普通区域。要注意的是，在OSPF的多区域网络中，所有的区域之间的通信都需要通过骨干区域。假设没有area 0，不同区域之间是不能够传递信息的，因为骨干区域就是用于汇总每个区域的路由信息然后再发送出去的，各区域只有得到了这些汇总信息才能进行通信。

（骨干区域就好像是军训时候的教官队，他们各自带的班就是一个区域，整个团里面有什么消息都要在教官队之中进行整合，然后再传给每个区域。例如，某个班的某某同学翻墙出去打游戏被发现，然后由教官上报，再进行通报批评）

可能有人会问，单个区域简单粗暴为什么要进行区域划分呢？

一是怕骨干区域太大，带给核心路由器太大的压力；二是可以缩小链路状态数据库（LSDB）的规模，每个区域内都有各自的LSDB，再由骨干区域来汇总;三是可以减少或避免某区域内的路由变化对整网带来路由震荡，在网络大的时候非常有用的。

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       2、路由器类型

       由于OSPF可以进行区域划分，那么处于区域不同地方的路由器也有其各自的功能。区域或自治系统的划分边界并不是某一条链路，而是路由器。

内部路由器:主要是用于收集保存自己区域内的链路信息状态

区域边界路由器：用于连接自治系统内的各个区域

自治边界路由器：用于连接使用OSPF的自治系统和其它自治系统的路由器

     基本原理

      之前已经了解过了链路状态协议的基本工作原理，是通过路由器LSP的泛洪来实现的。当一个自治系统内的路由器都运行的是OSPF协议时，那么相互之间就可以交互信息。

       首先发送的是HELLO报文，用来发现自己的邻居路由器，以及与其建立关系，如果一个路由器在收到的邻居hello报文中看到了自己的Router ID信息，就代表双方之间已经建立了联系。（这个时候就表示人家已经知道的你的存在了，不需要再打招呼了）

      在与邻居路由器建立连接后，两者之间就要进行链路状态数据库（LSDB）的交互同步了。这个时候，路由器是使用DD报文来进行主从路由器的选取以及描述自己的LSDB。

       在最后一个DD报文发送完毕之后，路由器A会将路由器B的状态设为Loading，然后再向邻居B发送另外一种报文LSR，用于询问上一步中DD报文发现的但是路由器B传过来的LSDB信息。路由器收到后，会返回给A一个LSU报文来回答A的问题。

     最后，路由器A再给B发送一个确认信息LSACK，告诉B自己已经接受到了信息。这个时候，A与B之间的状态就变成了完全邻接（full）

      OSPF的配置

      对下图进行OSPF分区配置，实现区域之间的通信

以R2为例

1、进行IP地址的配置

interface GigabitEthernet0/0/0

ip address 192.168.3.2 255.255.255.0

interface GigabitEthernet0/0/1

ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

2、OSPF分区域配置

ospf 1 router-id 2.2.2.2

area 0.0.0.0

network 192.168.1.0 0.0.0.255

area 0.0.0.1

network 192.168.3.0 0.0.0.255

OSPF的区域划分与路由计算

一、区域划分及LSA的种类

1. 实验拓扑

2. 区域划分

2.1 区域划分的目的

• 防止环路，OSPF的同区域没有环路，多区域通过spf算法防止环路
• 隔离LSA的泛洪
• 增加网络的稳定性

2.2 OSPF的区域类型

• 骨干区域：Area0区域即为骨干区域，其他区域必须连接在骨干区域，同样其他区域也通过骨干区域交换信息
• 传输区域：需要将路由信息转发给其他区域
• 末端区域：没有再连其他区域

2.3 区域的应用

• 将末端区域配置成Stub区域：Stub中的路由表里会有一条缺省的3类LSA
  
• 配置Totally Stub区域：路由表中只有一类和二类LSA：在配置Stub的基础上加上no-summary
• NSSA区域：可以保证Stub区域引入外部网络(传输7类LSA)，Stub区域的边界路由器会将7类LSA转为5类LSA
• Totally NSSA区域：减少了三类LSA
  
  

3. LSA的种类

• Router LSA：查看AR4的ospf数据库
  
• Network-LSA：只有DR进行通告，并且只有MA网络才会产生。查看AR4的ospf数据库
  
• Network-summary-LSA：区域隔离了一类和二类LSA，三类LSA用于区域之间进行路由信息的交换，在AR3上查看去往192.168.1.0网段的三类LSA信息：使用命令 dis ospf lsdb summary 192.168.1.0
  
• ASBR-summary-LSA：配合五类LSA使用，在AR2上查看四类LSA信息
  
• AS-external-LSA：在ASBR中配置到达外部网络的静态路由，并通过import-route static命令进行配置，在AR3上查看5类LSA信息：dis ospf lsdb ase self-originate
  
  在AR3的GE0/0/1端口捕获数据包：
  

二、OSPF协议路由的计算

当LSDB构建完成之后，需要调用SPF算法，对LSDB中的LSA进行处理，从而计算出所有路径

1. 选定根节点
2. 遍历该节点的所有直连节点，若根与某节点为：
   • 新分支，则添加到分支列表，并记录权重和下一跳
   • 已经存在于分支列表，则与其权重进行比较，将优先级最优的更新到分支列表
   • 已经存在于分支列表则可忽略
3. 取出分支列表中的最优分支加入到权重列表，并选点该节点
4. 若分支列表非空，则继续步骤三，否则结束。

三、参考资料

• ospf多区域的原理和配置实例

• LSDB和SPF算法

• 有关其他问题可以关注我的个人博客！不将就