一，OSPF协议路由LSA详解
1，OSPF协议路由LSA详解
当网络的规模不断增大时,对路由器的性能要求就会显得比较重要甚至达到了路由器性能的极限。另一方
面,对于个大型的网络来说,泛洪过程会给大量数据链路带来无法承受的负担。OSPF协议可以利用区域的
概念来缩小这些不利的影响。
在OSPF协议的环境下,区域是一组逻辑上的oSPF路由器和链路,它可以有效地把一个OSPF域分割成
几个子域。在一个区域内的路由器将不需要了解它所在区域外部的拓扑细节。将大型OSPF网络配置为多区域
有很多好处,比如:可以减小链路状态数据库,还可以将不稳定的网络问题隔离在一个区域之内。之前我们讲
到OSPF是通过LSA的形式发布路由的,OSPF路由协议对其链路状态通告(LSA)数据包做出了分类,LSA
路由类型如表2.1所示,包含了Type1/2/3/4/5/7LSA
2. LSA路由类型
(1)Type1:路由器( Router-LSA)是由区域内所有路由器产生的,并且只能在本区域内泛洪通告。路
由器LSA描述了路由器物理接口所连的链路或接口,指明了链路的状态、开销等参数。
(2)Type2:网络( Network-LSA)是由DR(指定路由器)或BDR(备份指定路由器)产生的,报文
包括DR和BDR连接的路由器的链路信息,描述了一个多路访问网络所有相连的路由器。
(3)Type3:网络汇总( Network- summary-LSA)是由ABR产生的,报文包通知本区域内的路由器通
往区域外的路由信息。在一个区域外部但是仍然在一个 OSPF AS内部的默认路由也可以通过这种LSA通告。
(4)Type4:ASBR汇总(ASBR- summary-LSA)也是由ABR发出的,它是一条主机路由,即指
ASBR路由器地址的路由。
(5)ype5: AS LSA( AS-external-LSA)是由ASBR产生的,告诉相同自治区的路由器通往外部自治
区的路径。自制系统外部LSA是唯一不和具体的区域相关联的LSA通告,将在整个自治系统中进行泛洪。
(6)Type7:NSsA外部( NSSA LSA)是由ASBR产生的,内容几乎和Type5是相同的,但NSSA外
部LSA通告仅仅在始发这个NSSA外部LSA通告的非纯Stub区域内部进行泛洪。
二，OSPF协议域间FA次优路由
OSPF按照路由分级的顺序进行路由优选,OSPF一共将路由分为4级,
按照优先级从高到低排列。
(1)优选区域内路由(Type1和Type2),同为区域内的路由则比较cost值,小的优先。
(2)优选区域间的路由(ype3LsA),同为区域间的路由则优选通过骨干区域的,然后比较Cost值
优先
(3)优选自治系统1类外部路由,同为1类外部路由,则比较本设备到相应的ASBR的开销+ASBR到
该路由目的地址的开销,值小的优先
(4)优选自治系统2类外部路由,同为2类外部路由,则比较ASBR到该路由目的地址的开销,小的优
先。因为OSPF协议认为从ASBR到自治系统之外的开销远远大于在自治系统之内到达ASBR的开销。所以,
OSPF计算路由开销时只考虑ASBR到自治系统之外的开销
三，OSPF协议区域间路由过程
(1)在源区域内部的路由器按照到达最近ABR的开销最小路径转发数据包。
(2)骨干路由器按照到达连接到包含目的主机印P地址所在区域最近ABR的开销最小路径转发数据包。
(3)包含目的主机P地址的区域内路由器按照到达目的主机的开销最小路径转发数据包。
四，OSPF协议防环机制
1.区域内所有的路由器拥有同样的LSDB，第个路由器运行SPF算法计算出一颗以自身为根的最短路径树，
保证区域内无环。
2.区域间：其他区域必须和区域0相连，区域间的通信需要通过区域0来进行通信。
五，OSPF协议区域
1.OSPF协议骨干区域
在一个OSPF网络中,可以包括多种区域,其中就有3种常见的特殊区域,即骨干区域( backbone
STUB区域和NSSA区域,当然还可以包括其他标准区域。OSPF网络中的区域是以区域1D进行标识的,区域
D为0的区域规定为骨干区域,这几类区域如图212所示。
一个OSPF互联网络,无论有没有划分区域,总是至少有一个骨干区域。骨干区域有一个1D0.0.00,也
可称之为区域0,另外,骨干区域必须是连续的,中间不能越过其他区域,也要求其余区域必须与骨干区域直
接相连。但事实上并不一定会这样,所以有时候就会使用“虛拟链路”技术,实现逻辑上的非骨干区域与骨干
区域相连。骨干区域一般为区域0,其主要工作是在其余区间传递路由信息。
骨干区域是区域间传输通信和分布路由信息的中心。区域间的通信先要被路由到骨干区域,然后在路由到
目的区域,最后被路由到目的区域中的主机。在骨干区域中的路由器通告它们区域内的汇总路由到骨干区域中
的其他路由器。这些汇总通告在区域内路由器泛洪,所以在区域中的每台路由器有一个反映它所在区域内路由
可用的路由表,这个路由与AS中其他区域的ABR汇总通告相互对应
五，OSPF协议特殊区域
在OSPF网络中,并不是每个路由器都需要外部网络的信息,为了减少LSA泛洪量和路由表条目,就创建
节区域(Stub),位于Stub边界的ABR将宣告条默认路由到所有的stub区域内的内部路由器,不接
受自治系统外部信息,同时也拒绝4类LSA,Stub区域不能包含ASBR(除非ABR也是ASBR)
在末节区域的基础上,如果不接受自治系统外部路由和自治系统内其他区域汇总路由,则该区域将会成为
完全末节区域
末节区域即是 Stub Area:其他区域产生的LSA,只有第三类LSA,也就是 Summary-LSA能进来,其他
的4类、5类都会被ABR过滤掉。该区域内的路由器也不能引入外部路由。
完全末节即是 Total Stub:其他区域的LSA都进不来,包括第三类的,该区域的ABR会产生一个缺省的
3类LSA,区域内其他路由器通过这条LSA,计算出默认路由
次末节区域: Not-So-Stubby Area,也就是NSSA区域,它与Stub的区别是,这个区域可以引入外
部路由。3类LSA可以进来,但4类和5类LSA仍然被过滤,引入的外部路由会以7类LSA的形式存在
ABR也会产生一个缺省的7类LSA,其他路由器通过这条LSA计算出默认路由。
完全次末节区域: Total Nssa,与 Total Stub类似,这个区域也是连3类LSA都过滤掉,即其他区域产
生的LSA将无法进入该区域。但是ABR会产生一个缺省的3类LSA,其他路由器通过这条LSA计算出默认路由
在NSSA区域中,可能同时存在多个ABR,为了防止路由环路产生,边界路由器之间不计算对方发布的
缺省路由。
六，OSPF与RIP协议的主要区别
目前应用较多的路由协议有OSPF和RP两种。它们同属于内部网关协议,但路由原理和应用领域存在较
大区别。为了更好地说明OSPF路由协议的基本特征,现将基于链路状态路由计算的OSPF与基于距离矢量路
由计算的R|P进行横向比较。
1.应用领域不同
RIP路由,它主要应用于小型网络,因为它的最大跳数只能为15。R|P路由协议中用于表示目的网络远近的唯一参数为跳,即到达目的网络所要经过的路由器个数。在R|P路由协议中,该参数
被限制为最大15,也就是说RP路由信息最多能传递至第16个路由器。而这里介绍的OSPF主要应用于大型
网络,路由表中表示目的网络的参数为Cost,该参数为虚拟值,与网络中链路的带宽相关,也就是说OSPF路
由信息不受物理跳数的限制。cost值是根据接口的吞吐率、拥塞状况、往返时间、可靠性等实际链路状态选择
路径最短、性能最优的路由。另外,O5PF路由协议还支持TOs( type of service,ToS)路由,因此,OSPF
比较适合应用于大型网络中。如果是小型网络,建议选用RP协议,因为RP路由配置更简单。
2.路由算法不一样
OSPF协议是链路状态路由协议,而R|P是距离矢量路由协议。作为一种链路状态的路由协议,OSPF协
议将LSA数据包传送给在某一区域内的所有路由器来实现路由计算和更新,这一点与RP距离矢量路由协议不
同,运行距离矢量路由协议的路由器将全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
3.路由传输机制不同
R|P协议利用UDP的520号端口进行传输,而OSPF协议则直接在P协议基础上进行传输,其协议号为89。
4.收敛性能不同
在RP协议中,所有的路由器都由跳数来描述,到达目的路由最大不超过16条且只保留唯一的一条路由,
这就是限制了RP的服务半径,即其只适用于小型的简单网络。同时,运行RP协议的路由器需要定期在网
络邻居路由器上通告自己的整个路由表信息,以便及时对网络拓扑结构的改变进行收敛。这样的收鲛方式,不
仅速度慢,而且极容易引起通告风暴,或造成路由环路等问题。OSPF是基于链路状态的路由协议,它克服了
R|P路由收敛慢的缺陷。因为OSPF路由器不再交换整个路由表,而是同步各路由器对网络状态的认识,即链
路状态数据库,然后通过 Dijkstra最短路径算法计算出网络各目的地址的最优路由。这样SPF路由器间不需
要定期地交换大量数据,而只是保持着一种连接。当链路状态发生变化时,才通过组播方式对这一变化做出反应。
这样不但减轻了系统的负荷,而且达到了对网络拓扑的快速收敛,因此OSPF路由协议即使是在大型网络中也
能够较快地收敛。而这些正是OSPF强大生命力和应用潜力的根本所在。