OSPF之区域间路由

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
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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
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·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
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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
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·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。
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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)
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·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
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·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
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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
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②:area 0之间被非骨干区隔开了
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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,
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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
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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
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·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

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