第四章多区域OSPF讲解.docx
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第四章多区域OSPF讲解
第四章多区域OSPF
在一个大型OSPF网络中,SPF算法的反复计算、庞大的路由表和拓扑表的维护以及LSA的泛洪等都会占用路由器的资源,因而会降低路由器的远行效率。
OSPF协议可以利用区域的概念来减少这些不利的影响。
因为在一个区域内的路由器将不需要了解它们所在区域外的拓扑细节。
OSPF多区域的拓扑结构有如下优势:
1降低OSPF计算频率;
2减少路由表;
3降低了通告LSA的开销;
4将不稳定限制在特定的区域。
4.1多区域OSPF概述
4.1.1OSPF路由器类型
当一个AS划分成几个OSPF区域时,根据一个路由器在相应的区域之内的作用,可以将OSPF路由器作如下类,如图4-1所示。
主干/内部路由器
内部路由器
内部路由器
图4-1OSPF路由器类型
1内部路由器:
OSPF路由器上所有直连的链路都处于同一个区域;
2主干路由器:
具有连接区域0接口路由器;
3区域边界路由器(ABR):
路由器与多个区域相连;
4自治系统边界路由器(ASBR):
与AS外部的路由器相连并互相交换路由信息。
4.1.2LSA类型
一台路由器所有有效的LSA通告都被存放在它的链路状态数据库中,正确的LSA通告可以描述一个OSPF区域的网络拓扑结构。
常见的LSA有6类,相应的描述如表4-1所示。
表4-1LSA类型及相应的描述
类型
代码
名称及
路由代码
描述
1
路由器LSA
(O)
所有的OSPF路由器都会产生这种数据包,用于描述路由器上连接到某一个区域的链路或是某一接口的状态信息。
该LSA只会在某一个特定的区域内扩散,而不会扩散至其他的区域
2
网络LSA
(O)
由DR产生,只会在包含DR所处的广播网络的区域中扩散至其他的OSPF区域
3
网络汇总LSA(O)
由ABR产生,描述ABR和某个本地区域的内部路由器之间的链路信息,这些条目通过主干区域被扩散到其他的ABR
4
ASBR汇总
LSA(OIA)
由ABR产生,描述到ASBR的可达性,由主干区域发送到其他ABR
5
外部LSA
(OE1或E2)
由ASBR产生,含有关于自治系统外的链路信息
7
NSSA外部LSA
(ON1或N2)
由ASBR产生的关于NSSA的信息,可以在NSSA区域内扩散,ABR可以将类型7的LSA转换为类型5的LSA
4.1.3区域类型
一个区域所设置的特性控制着它所能接收到的链路状态信息的类型,区分不同OSPF区域类型的关键在于它们对外部路由的处理方式。
OSPF区域类型如下所述。
1标准区域:
可以接收链路更新信息和路由汇总;
2主干区域:
连接各个区域的中心实体,所有其他的区域都要连接带这个区域上交换路由信息;
3末节区域(StubArea):
不接收外部自治系统的路由信息;
4完全末节区域(TotallyStubbyArea):
它不接收外部自治系统的路由以及自治系统内其他区域的路由汇总,完全末节区域是Cisco专有的特性;
5次末节区域(Not-So-StubbyAreaNSSA):
允许接收以类型7的LSA发送的外部路由信息,并且ABR要负责把类型7的LSA转换成类型5的LSA。
4.2实验1:
多区域OSPF基本配置
1.实验目的
通过本实验可以掌握:
1在路由器上启动OSPF路由进程;
2启用参与路由协议的接口,并且通告网络及所在的区域;
3LSA的类型和特征;
4不同路由器类型的功能;
5OSPF拓扑结构数据库的特征和含义;
6E1路由和E2路由的区别;
7查看和调试OSPF路由协议相关信息。
2.实验拓扑
本实验的拓扑结构图如图4-2所示。
图4-2多区域OSPF基本配置
在配置时,采用环回接口尽量靠近区域0的原则。
R4的环回接口不在OSPF进程中通告,通过重分布的方法进入OSPF网络。
3.实验步骤
⑴步骤1:
配置路由器R1
R1(config)#routerospf1
R1(config-router)#router-id1.1.1.1
R1(config-router)#network1.1.1.00.0.0.255area1
R1(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
⑵步骤2:
配置路由器R2
R2(config)#routerospf1
R2(config-router)#router-id2.2.2.2
R2(config-router)#network2.2.2.00.0.0.255area0
R2(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
R2(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
⑶步骤3:
配置路由器R3
R3(config)#routerospf1
R3(config-router)#router-id3.3.3.3
R3(config-router)#network3.3.3.00.0.0.255area0
R3(config-router)#network192.168.34.00.0.0.255area2
R3(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
⑷步骤4:
配置路由器R4
R4(config)#routerospf1
R4(config-router)#router-id4.4.4.4
R4(config-router)#network192.168.34.00.0.0.255area2
R4(config-router)#redistributeconnectedsubnets
4.实验调试
⑴showiproute
R2#showiprouteospf
输出表明路由器R2的路由表中既有区域内的路由“1.1.1.0”和“3.3.3.0”,又有区域间的路由“192.168.34.0”,还有外部区域的路由“4.4.4.0”,这就是为什么在R4上要用重分布,就是为了构造自治外的路由。
【技术要点】
OSPF的外部路由分为:
类型1(在路由表中用代码“E1”表示)和类型2(在路由表中用代码“E2”表示),它们计算外部路由度量值的方式不同:
1类型1(E1)——外部路径成本+数据包在OSPF网络所经过各链路成本;
2类型2(E2)——外部路径成本,即ASBR上的默认设置。
在重分布的时候,可以通过“metric-type”参数设置是类型1或2,也可以通过“metric”参数设置外部路径成本,默认值为20。
下面的是一个具体的实例:
R4(config-router)#redistributeconnectedsubnetsmetric50metric-type1
则在R2上关于“4.4.4.0”路由条目的信息如下:
OE14.4.4.0[110/178]via192.168.23.3,00:
01:
27,Seria0/0/1
⑵showipospfdatabase
R1#showipospfdatabase
输出结果包含区域1的LSA类型1、LSA类型3、LSA类型4、LSA类型5的链路状态信息,以及区域0的LSA类型1,LSA类型3,LSA类型4的链路状态信息。
同时可以看到路由器R1和R2的区域1的链路状态数据库完全相同。
【技术要点】
1相同区域内的路由器具有相同的链路状态数据库,知是在虚链路的时候略有不同;
2命令“showipospfdatabase”所显示的内容并不是数据库中存储的关于每条LSA的全不信息,而仅仅是LSA的头部信息,要看LSA的全部信息,该命令后面还有跟详细的参数,如“showipospfdatabaserouter”,结果显示如下所述。
R1#showipospfdatabaserouter
输出是路由器R1多区域1的LSA类型1的全部信息。
⑶showipospf
R4#showipospf
输出信息表明路由器R4是一台ASBR。
4.3多区域OSPF高级配置
4.3.1实验2:
OSPF手工汇总
1.实验目的
通过本实验可以掌握:
①路由汇总目的;
②区域间路由汇总;
③外部自治系统路由汇总。
2.实验拓扑
本实验的拓扑结构图如图4-3所示。
Lo03.3.3.3/24
Lo02.2.2.2/24
RIPv2
图4-3OSPF手工汇总
路由器R1、R2和R3之间远行OSPF,路由器R3和R4之间远行RIPv2,路由器R1上的4个环回接口是为在路由器R2上今昔功能区域间路由汇总准备的,路由器R4上的4个环回接口是为在路由器R3上进行外部路由汇总准备的。
由于路由器R3是边界路由器,所以要完成双向重分布。
3.实验步骤
⑴步骤1:
配置路由器R1
R1(config)#routerospf1
R1(config-router)#router-id1.1.1.1
R1(config-router)#network1.1.4.00.0.3.255area1
R1(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
⑵步骤2:
配置路由器R2
R2(config)#routerospf1
R2(config-router)#router-id2.2.2.2
R2(config-router)#network2.2.2.00.0.0.255area0
R2(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
R2(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
R2(config-router)#area1range1.1.4.0255.255.252.0//配置区域间路由汇总
⑶步骤3:
配置路由器R3
R3(config)#routerospf1
R3(config-router)#router-id3.3.3.3
R3(config-router)#network3.3.3.00.0.0.255area0
R3(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
R3(config-router)#summary-address4.4.0.0255.255.252.0
R3(config-router)#redistributeripsubnets
R3(config)#routerrip
R3(config-router)#version2
R3(config-router)#noauto-summary
R3(config-router)#network192.168.34.0
R3(config-router)#redistributeospf1metric2
⑷步骤4:
配置路由器R4
R4(config)#routerrip
R4(config-router)#version2
R4(config-router)#noauto-summary
R4(config-router)#network4.0.0.0
R4(config-router)#network192.168.34.0
【技术要点】
1区域间路由汇总必须在ABR上完成;
2外部路由汇总必须在ASBR上完成。
4.实验调试
⑴在R2上查看路由表
具体显示如下。
R2#showiprouteospf
输出(略)
以上输出表明R2对R1的4条环回接口的路由汇总后,会产生一条指向Null0的路由;同时收到经路由器R3汇总的路由,因为是重分布进来的外部路由,所以路由代码为“OE2”。
⑵在R3上查看路由表
具体显示如下。
R3#showiprouteospf
输出(略)
以上输出表明R3对4条环回接口的RIP路由汇总后,会产生一条指向的路由;同时收到经路由器R2汇总的路由,由于是区域间路由汇总,所以陆游代码为“OIA”。
4.3.2实验3:
OSPF末节区域和完全末节区域
1.实验目的
通过本实验可以掌握:
1末节区域的条件;
2末节区域的特征;
3完全末节区域的特征;
4末节区域的配置;
5完全末节区域的配置。
2.实验拓扑
本实验的拓扑结构图如图4-4所示。
末节区域 完全末节区域
图4-4OSPF末节区域配置
本实验在路由器R2上将环回接口0以重分布的法官那时注入OSPF区域,用来构造5类的LSA,把区域1配置成末节区域,将区域2配置完全末节区域。
3.实验步骤
⑴步骤1:
配置路由器R1
R1(config)#routerospf1
R1(config-router)#router-id1.1.1.1
R1(config-router)#network1.1.1.00.0.0.255area1
R1(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
R1(config-router)#areastub
⑵步骤2:
配置路由器R2
R2(config)#routerospf1
R2(config-router)#router-id2.2.2.2
R2(config-router)#network2.2.2.00.0.0.255area0
R2(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
R2(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
R2(config-router)#redistributeconnectedsubnets//将直连重分布进OSPF区域
R2(config-router)#area1stub
⑶步骤3:
配置路由器R3
R3(config)#routerospf1
R3(config-router)#router-id3.3.3.3
R3(config-router)#network3.3.3.00.0.0.255area0
R3(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
R3(config-router)#network192.168.34.00.0.0.255area2
R3(config-router)#area2stubno-summary
【技术要点】
“no-summary”阻止区域间的路由进入末节区域,所以叫完全末节区域,只需在ABR上启用本参数即可。
⑷步骤4:
配置路由器R4
R4(config)#routerospf1
R4(config-router)#router-id4.4.4.4
R4(config-router)#network192.168.34.00.0.0.255area2
R4(config-router)#network4.4.4.00.0.0.255area2
R4(config-router)#area2stub
【技术要点】
末节和完全末节区域需要满足如下条件;
1区域只有一个出口;
2区域不需要作为虚链路的过渡区;
3区域内没有ASBR;
4区域不是主干区域。
4.实验调试
⑴在R1上查看路由表
具体显示如下。
R1#showiprouteospf
输出(略)
以上的输出表明R2重分布进来的环回接口的路由并没有在R1的路由表中出现,说明末节区域不接收类型5的LSA,也就是外部路由;同时,末节区域1的ABRR2自动向该区域内传播0.0.0.0/0的默认路由;末节区域可以接收区域间路由。
(2)在R4上查看路由表
具体显示如下。
R4#showiproute
输出(略)
以上输出表明在完全末节区域2中,R4的路由表中除了直连和区域内路由,全部被默认路由代替,证明完全末节区域不接收外部路由和区域路由,只有区域的路由和一条由ABR向该区域注入的默认路由。
4.3.3实验4:
OSPFNSSA区域
1.实验目的
通过本实验可以掌握:
1NSSA的特征;
2NSSA的配置;
3NSSA产生默认路由的方法。
2.实验拓扑
本实验的拓扑结构图如图4-5所示。
NSSA区域
图4-5OSPFNSSA区域配置
本实验在路由器R1上将环回接口0以重分布的方式注入OSPF区域,用来验证5类的LSA在NSSA区域的传递方式。
3.实验步骤
⑴步骤1:
配置路由器R1
R1(config)#routerospf1
R1(config-router)#router-id1.1.1.1
R1(config-router)#redistributeconnectedsubnets
R1(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
R1(config-router)#area1nssa
⑵步骤2:
配置路由器R2
R2(config)#routerospf1
R2(config-router)#router-id2.2.2.2
R2(config-router)#network2.2.2.00.0.0.255area0
R2(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area1
R2(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
R2(config-router)#area1nssa
⑶步骤3:
配置路由器R3
R3(config)#routerospf1
R3(config-router)#router-id3.3.3.3
R3(config-router)#network3.3.3.00.0.0.255area0
R3(config-router)#network192.168.23.00.0.0.255area0
R3(config-router)#redistributeripsubnets
R3(config)#routerrip
R3(config-router)#version2
R3(config-router)#noauto-summary
R3(config-router)#network192.168.34.0
R3(config-router)#redistributeospf1metric2
⑷步骤4:
配置路由器R4
R4(config)#routerrip
R4(config-router)#version2
R4(config-router)#noauto-summary
R4(config-router)#network4.0.0.0
R4(config-router)#network192.168.34.0
4.实验调试
⑴在R1上查看路由表
具体显示如下。
R1#showiprouteospf
输出(略)
以上的输出表明区域间的路由是可以进入到NSSA区域的;但是在R1的路由表中并没有出现在R3上把RIP重分布进来的路由,因此,说明LSA类型为5的外部路由不能在NSSA区域中传播,ABR也没有能力把类型5的LSA转成类型7的LSA。
【技术要点】
如果不想在NSSA区域中出现区域间的路由,则在ABR的路由器上配置NSSA区域时加上“no-summary”参数即可。
这时ABR也会自动向NSSA区域注入一条“OIA”的默认路由,配置如下所述。
R2(config-router)#area1nssano-summary
R1的路由表如下。
R1#showiproute
输出(略)
本实验中,如果在路由器R2配置NSSA时没有加“no-summary”参数,那么对路由器R1来讲,RIP部分的路由是不可大的,为了解决此问题,可以在路由器R2上配置NSSA区域时加上“default-information-originate”参数即可,此时ABR路由器R2会向NSSA区域注入一条“ON2”的默认陆游,配置如下。
R2(config-router)#area1nssadefault-information-originate
R1#showiproute
输出(略)
如果在R2配置NSSA时,“no-summary”参数和“default-information-originate”参数都加,如下所示。
R2(config-router)#area1nssadefault-information-originateno-summary
则R1的路由表如下。
R1#showiproute
输出(略)
以上输出表明“OIA”的路由优于“ON2”的路由。
⑵在R2上查看路由表
具体显示如下。
R2#showiprouteospf
输出(略)
以上输出表明NSSA区域的路由代码为“ON2”或“ON1”。
⑶在R2上查看拓扑表
具体显示如下。
R2#showipospfdatabase
输出(略)
从输出结果中表明,路由器R2将类型7的LSA转换成类型5的LSA,并且继续在网络上扩散到路由器R3。
4.4OSPF虚链路
在实际网络中,可能会存在主干区域不连续或者某一个区域与主干区域物理不相连的情况,在这两种情况下,可以通过虚链路来解决。
4.4.1实验5:
不连续区域0的虚链路
1.实验目的
通过本实验可以掌握:
1不连续区域0的虚链路的特征;
2虚链路的配置。
2.实验拓扑
本实验的拓扑结构图如图4-6所示。
不连续区域0的虚链路
在本实验中,区域1为转接区域。
3.实验步骤
⑴步骤1:
配置路由器R1
R1(config)#routerospf1
R1(config-router)#router-id1.1.1.1
R1(config-router)#network1.1.1.00.0.0.255area0
R1(config-router)#network192.168.12.00.0.0.255area0
⑵步骤2:
配置路由器R2
R2(config)#routerospf1
R2(config-router)#router-id2.2.2.2
R2(config-router)#network2.2.2.00.0.
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