OSPF（二）-----多区域原理和概念
一、OSPF多区域
通常现实中的网络拓扑是非常大型和复杂的，而SPF算法的反复计算，庞大的路由表和拓扑表的维护等都会占用大量的路由器资源，这会降低路由器的运行效率。
而OSPF协议可以通过划分区域来减小这些不利的影响，也就是说OSPF协议划分多个区域后，每一个区域的路由器只需要了解所在区域的网络路由拓扑，并不需要了解整个网络的路由拓扑，这样就减小了路由表，降低了SPF算法的计算量和LAS的开销。
1、OSPF多区域的生成原因
1）改善网络的可扩展性
2）快速收敛
2、OSPF的通信量
1）域内通信量：就是同一个OSPF区域内的路由器交换数据包的通信量
2）域间通信量：是一个OSPF区域的路由器和另一个OSPF区域的路由器交换数据包时的通信量
3）外部通信量：OSPF区域内的路由器和OSPF区域外或另一个自治区域的路由器交换数据包的通信量
3、OSPF中的路由器的类型
1）内部路由器：路由器只保存本区域的链路状态信息
2）区域边界路由器（ABR）：连接区域0和其他区域的路由器；将连接区域的链路状态信息总汇后发给区域0，并将其他区域的的链路状态信息发给连接的区域
3）自治系统边界路由器（ASBR）：用来连接OSPF区域和外部的路由器；并将外部路由注入到OSPF网络中
4、OSPF区域的类型
1）骨干区域：area 0，OSPF区域的核心，其他区域都要连接到该区域
2）非骨干区域–根据能够学习的路由种类来区分
非骨干区域分为标准区域，末梢区域(stub)，完全末梢(Totally stubby)区域，非纯末梢区域(NSSA)。
接下来我们介绍一下末梢区域和完全末梢区域。
满足一下条件的可以被认定为末梢区域和完全末梢区域
- 只有一个默认路由作为其区域的出口
- 区域不能作为虚链路的穿越区域
- Stub区域里无自治系统边界路由器ASBR
- 不能使骨干区域Area 0
末梢区域减少了LSA的数量，减少了路由器资源的浪费，不允许有LSA4、LSA5、LSA7通告，ABR会向末梢区域发送一条默认路由。
完全末梢区域只接受一条由LSA3提供的默认路由，没有LSA3、LSA4、LSA5、LSA7通告。
这样大大减少了路由器中的路由条目，因此，这些路由器的性能将得到大大的提升，并且内存也得到了节省。
5、OSPF链路状态通告类型
1）链路状态数据库的组成
- 每个路由器都创建了由每个接口、对应的相邻节点和接口速度组成的数据库
- 链路状态数据库中每个条目称为LSA(链路状态通告)，常见的有六种LSA类型
2)通告类型
| LSA类型 | 描述 | 用途 |
|---|---|---|
| Type 1 | 路由器LSA | 由区域内的路由器发出的，描述了路由器的的链路状态和花费，传递到整个区域内 |
| Type 2 | 网络LSA | 由区域内的DR发出的，描述了区域内变更信息，传递到整个区域内 |
| Type 3 | 网络汇总LSA | ABR发出的，其他区域的汇总链路通告，描述了其他区域内某一网段的路由，区域间传递 |
| Type 4 | ASBR汇总LSA | ABR发出的，用于通告ASBR信息，确定ASBR的位置,不会出现在ASBR所属区域之内 |
| Type 5 | AS外部LSA | ASBR发出的，用于通告外部路由，告诉相同AS的路由器通往外部AS的路径，在整个AS中进行泛洪 |
| Type 7 | NSSA外部LSA | NSSA区域内的ASBR发出的，用于通告本区域连接的外部路由，与Type 5类似，仅在非纯末梢区域内进行泛洪，传递时会被ABR转换为LSA5 |
类型1，路由器LSA：
- 所有路由器都会生成这一类型的链路状态通告
- 指明了它们的状态和沿每条链路方向出站的代价，以及该链路上所有已知的 OSPF 邻居
- 只在本区域内泛洪
- 链路状态ID是源路由器ID
类型2，网络LSA：
- 由DR生成
- 指明了所有与之相连的路由器
- 只在本区域内泛洪
- 链路状态ID是DR的ip接口地址
类型3，汇总LSA：
- 由ABR生成
- 将从一个区域学到的信息发送给其他区域
- 在除了绝对末节区域和完全NSSA区域外的所有区域泛洪
- 链路状态ID是目的网络地址
类型4，ASBR汇总LSA
- 由同区域，离ASBR最近的ABR生成
- 指明如何到达ASBR
- 在除了绝对末节区域和完全NSSA区域外的所有区域泛洪
- 链路状态ID是所描述的ASBR的路由器ID
类型5，自治系统LSA
- 由ASBR生成
- 指明到达自治系统外部网络的路由
- 在除了绝对末节区域和完全NSSA区域外的所有区域泛洪
- 链路状态ID是外部网络地址
类型7，NSSA区域中对外部路由使用
- 由ASBR生成
- 指明到达区域外部网络的路由
- 在NASS区域内泛洪
二、配置
先配置各个路由器的接口IP
R1
ASBR负责连接OSPF区域和区域外的路由，所以要配置OSPF和其他协议，这里是RIP V2
[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[R1-ospf-1]area 1
R1属于区域1
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.0.0.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]network 1.1.1.1 0.0.0.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]q
[R1-ospf-1]rip 1
[R1-rip-1]version 2
[R1-rip-1]un summary
[R1-rip-1]network 50.0.0.0
[R1-rip-1]q
[R1]
光设置各个的协议也不行，需要将各个协议的信息互通一下，所以就要设置注入
[R1]rip 1
[R1-rip-1]import-route ospf 1 cost 3
把ospf协议注入到rip进行路由重分发，路径类型缺省为路径类型2（外部开销)，成本开销为3(对于rip的度量值是跳数)，rip中重分发ospf要指定cost的值
[R1-rip-1]ospf 1
[R1-ospf-1]import-route rip 1 type 1 cost 1
把外部rip协议注入到OSPF进行路由重分发，使用路径类型1(内部开销+外部开销），成本开销为1(COST=100M/BW)
R2
ABR属于两个区域，所以要配置两个区域，在各自的区域宣告各自的网段
[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 1
[R2-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.0.0.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.1]q
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 20.0.0.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]q
其他路由器配置各自的协议，和在各自的区域宣告网段后，每个路由器上都学习到了其他的路由器上的路由表。
R4上的路由表
R6的路由表
这时候看路由器上的路由表是不是显示的特别多，这里可以用命令将末梢区域和完全末梢区域的路由表中路由数量减少，减少对设备CPU和内存的占用。
末梢网络
这里分别在R4和R5的OSPF中的Area 2中配置Stub
这里可以看出路由表中路由减少了除OSPF区域和直连路由之外的路由。
完全末梢网络
这个和上面的末梢网络差不多，就是在ABR上将Stub 改成stub no-summary
在最后一个路由器上地址被聚合成一条默认路由
补充：
display ospf 1 peer brief ---------查看OSPF邻居表的简要信息
display ospf 1 peer ---------------查看OSPF邻居表的详细信息
display ospf 1 brief -----------------查看本地设备上的OSPF 1 的相关信息
display ip routing-table -----------查看路由表中的OSPF路由（确定路由器的类型和属性)
display ospf routing
display ospf interface GigabitEthernet 0/0/0
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