OSPF多區域原理

1.在大型企業網絡中，使用OSPF路由協議常常遇到如下問題

• 在大型企業網絡中，網絡結構的變化是時常發生的，所以OSPF路由器就會常常運行SPF算法來從新計算路由信息，大量消耗路由器的CPU和內存資源。
• 在OSPF網絡中，隨着多條路徑的增長，路由表變得愈來愈龐大，每一次路徑的改變都使路由器不得不花大量的時間和資源去從新計算路由表，路由器變得愈來愈低效。
• 包含完整網絡結構信息的鏈路狀態數據庫也會愈來愈大，這將有可能使路由器的CPU和內存資源完全耗盡，從而致使路由器的崩潰。
  爲了解決這個問題，OSPF容許把大型區域劃分紅多個更易管理的小型區域。這些小型區域能夠交換路由彙總信息，而不是每個路由的細節。經過劃分紅多個小型區域，OSPF的工做能夠更加流暢。
  2.生成OSPF多區域的緣由
  改善網絡的可擴展性
  快速收斂
  
  3.OSPF區域的容量
  劃分多區域後，每一個OSPF區域裏到底能夠容納多少臺路由器呢？單個區域所支持的路由器的數量範圍是30~200，但在一個區域內實際加入的路由器數量要小於單個區域所能容納路由器的最大數量。這是由於還有更爲重要的一些因素影響着這個數量，如一個區域內鏈路的數量，網絡拓撲的穩定性，路由器的內存和CPU性能，路由彙總的有效使用和注入這個區域的彙總鏈路狀態通告的數量等，正是因爲這些因素，有時在一些區域裏包含25臺路由器可能都已經顯得比較多了，而在另外一些區域內卻能夠容納多於500臺路由器。
  對於和區域相關的通訊量定義了下面三種類型
  *域內通訊量：指由單個區域的路由器之間交換的數據包構成的通訊量。
• 域間通訊量：指由不一樣區域的路由器之間交換的數據包構成的通訊量。
• 外部通訊量：指由OSPF區域內的路由器與OSPF區域外或另外一個AS內的路由器之間交換的數據包構成的通訊量。
  OSPF被分紅多區域的能力是依照分層路由實現的，當被劃分紅小區域之後，像從新計算拓撲數據庫這樣的操做就被限定在該小區域內，區域間則只需通告一些彙總信息。
  分層路由具備如下優點
• 下降了SPF運算的頻率
• 減少了路由表
• 減少了鏈路狀態更新報文的流量
  4.路由器的類型
  
• 內部路由器（IR）：指全部接口都屬於同一個區域的路由器。
• 區域邊界路由器(ABR)：指鏈接一個或多個區域到骨幹區域的路由器，而且這些路由器會做爲域間通訊量的路由網關。於是，ABR路由器至少有一個接口是屬於骨幹區域的，並且必須爲每個與之相連的區域維護不一樣的鏈路狀態數據庫。正由於這個緣由，ABR路由器一般須要比通常的內部路由器有更多的內存和更高性能的路由處理器。ABR路由器將會彙總與它相連區域的拓撲信息給骨幹區域，而後將這些彙總信息傳送給其餘區域。
• 自治系統邊界路由器(ASBR)：能夠認爲它是OSPF域外部的通訊量進入OSPF域的網關路由器，也就是說，ASBR路由器是用來把其餘路由選擇協議學習到的路由經過路由選擇重分配的方式注入OSPF域的路由器，一個ASBR路由器能夠是位於OSPF域的AS內部的任何路由器，他能夠是一臺內部路由器或者ABR路由器。
  5.區域的類型
  OSPF將區域劃分爲不一樣類型，包括骨幹區域，標準區域，末梢區域，徹底末梢區域，非純末梢區域等，根據互連區域的類型和數量不一樣，OSPF提供了不一樣類型的路由更新。
  運行OSPF的整個區域屬於一個AS，AS範圍外的路由都屬於外部路由，骨幹區域用於鏈接其餘區域，跨區域的流量都要經過骨幹區域傳遞，骨幹區域的穩定性，健壯性相當重要，骨幹區域上的路由器大都是ABR。
• 骨幹區域Area 0：該區域的ID必定爲0 它是鏈接全部其餘區域的核心域，至關於交換網絡的匯聚層。
• 標準區域：該區域能夠接收各類鏈路狀態信息和彙總的路由通告，沒有特殊定義的區域就是標準區域，其餘區域類型將在後面進行講解。
  6.鏈路狀態數據庫
  一臺運行OSPF路由協議的路由器中，全部有效的LSA通告都被存放在它的鏈路狀態數據庫中，正確的LSA通告能夠描述出一個OSPF區域的網絡拓撲結構。
  每臺路由器都建立了由每一個接口，對應的相鄰節點和接口速率組成的數據庫，鏈路狀態數據庫中的每一個條目都稱爲LSA（鏈路狀態通告）。
  常見的LSA有六種類型，分別是LSA1，LSA2,LSA3,LSA4,LSA5,LSA7，本節主要講解前三種LSA。
• LSA1：路由器LSA，每一臺運行OSPF路由協議的路由器都會產生路由器LSA通告，這個最基本的LSA通告列出了路由器全部的鏈路或接口，並指明瞭他們的狀態和沿每條鏈路方向出戰的開銷。這些LSA通告只會在始發他們的區域內部進行泛洪。經過show ip ospf database router命令能夠查看數據庫中列出的全部路由器LSA通告的詳細信息。這些信息顯示了記錄在鏈路狀態數據庫中的完整的LSA信息。
  
• LSA2：網絡LSA，每個多址網絡（廣播型和非廣播型）中的DR都會產生網絡LSA通告，可將DR路由器看做一個「僞」節點或一個虛擬路由器，用來描繪一個多址訪問網絡和與之相連的全部路由器，網絡LSA通告列出了全部與之相連的路由器，也包括DR路由器自己，像路由器LSA同樣，網絡LSA也僅僅在產生這條網絡LSA的區域內部進行泛洪。使用show ip ospf database network命令能夠查看一條網絡LSA通告信息。
  
• LSA3：網絡彙總LSA，是由ABR路由器始發的。ABR路由器將發送網絡彙總LSA到一個區域，用來通告該區域外部的目的地址，實際上，這些網絡彙總LSA就是ABR路由器告訴在本身所屬區域內的內部路由器它所能到達的目的地址的一種方法。一臺ABR路由器也能夠經過網絡彙總LSA向骨幹區域通告與他相連的區域內部的目的地址，在一個區域外部，且仍然在一個OSPF AS內部的默認路由，也能夠經過這種LSA來通告。使用show ip ospf database summary命令能夠顯示鏈路狀態數據庫中的網絡彙總LSA信息。
  
  7.OSPF多區域配置的經常使用檢查命令
• 查看路由表信息（直連/學習）
  show ip route
• 只查看OSPF學習到的路由
  show ip route ospf
• 查看OSPF配置信息
  show ip protocol
• 查看在路由器上OSPF的配置方式以及ABR的信息
  show ip ospf
• 查看LSDB內的全部LSA數據信息
  show ip ospf database
• 查看接口上OSPF配置的信息（進程ID、Route ID、cost、priority、鄰居的數量）
  show ip ospf interface
• 查看OSPF鄰居和鄰接的狀態（Full表示鄰居狀態正常）
  show ip ospf neighbor
• 查看OSPF鄰居的詳細信息（包括DR\BDR）
  show ip ospf neighbor detail
• 查看路由器鄰接的整個過程
  show ip ospf adj
• 查看每一個OSPF數據包的信息（包括OSPF版本，route ID、area ID）
  show ip ospf packet
• 清空路由表show ip route