动态路由协议之OSPF理论篇（下）（含虚链路的实验）

Posted 2020-12-01

OSPF多区域原理与虚链路

一、OSPF多区域的生成

原因：改善网络的可扩展性（多区域）、快速收敛（控制域内路由器数量）

1.三种通信量

1. 域内通信量——单个区域内的路由器之间交换数据包构成的通信量

2. 域间通信量——不同区域的路由器之间交换数据包构成的通信量

3. 外部通信量——OSPF域内的路由器与OSPF区域或另一个自治系统内的路由器之间交换数据包构成的通信量

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二、OSPF的路由器类型

四种：DR|BDR|ABR|ASBR

OSPF的区域类型

（1）骨干区域

（2）非骨干区域-根据能够学习的路由种类来区分

1. 标准区域
2. 末梢区域——没有LSA4、5、7通告
3. 完全末梢区域——除了一条LSA3的没人路由通告外，没有LSA3、4、5、7通告
4. 非纯末梢区域

末梢区域和完全末梢区域

满足条件

1. 只有一个默认路由作为其区域的出口；
2. 区域不能作为虚链路的穿越区域；
3. Stub区域里无自治系统边界路由器ASBR；
4. 不是骨干区域Area 0

末梢区域没有LSA4、5、7通告；完全末梢区域，除了一条LSA3 的默认路由通告外，没有LSA3、4、5、7通告 no-summary使其成为一个完全末梢区域——只在ABR上补充这个命令，因为只有ABR会进行汇总

三、OSPF链路状态数据库组成（七个LSA类型）

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

类型	描述	用途
Type 1	路由器LSA	由区域内的路由器发出的
Type 2	网络LSA	由区域内的DR发出的
Type 3	网络汇总LSA	ABR发出的，其他区域的汇总链路通告
Type 4	ASBR汇总LSA	ABR发出的，用于通告ASBR信息
Type 5	AS外部LSA	ASBR发出的，用于通告外部路由
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

其中Type 4和Type 5同时出现，4由ABR发出，用于通告ASBR位置信息，5由ASBR发出，用于通告外部路由。如果区域中没有ASBR就不出现4和5.

四、路由器对路由条目的选择

1、路由器只把最优的路由条目添加到到路由表
2、选择路由条目的依据
（1）管理距离
（2）度量值

五、路由重分发

1、一个单IP路由协议是管理网络中IP路由的首选方案
2、Ciscoios能执行多个路由协议，每一个路由协议和该路由协议所服务的网络属于同一个自治系统
3、CiscoIOS使用路由重发分发特性以交换不同协议创建的路由信息(交换不同协议进程号不同）

重分发到OSPF域中路由的路径类型

1. 类型1的外部路径（Type1 externalpath，E1）
2. 类型2的外部路径（Type2 externalpath，E2）

NSSA区域是OSPF RFC的补遗

定义了特殊的LSA类型7
提供类似stub area 和totally stubby area的特点
可以提供包含ASBR

六、OSPF当中的虚链路

在OSPF中，虚链路指一条通过非骨干区域连接到骨干区域的链路（虚链路的存在是为了解决骨干区域上实在无法连接其他区域的路由器的问题，但这需要作为虚链路的网段网络足够稳定）

虚链路的目的

1. 通过一个非骨干区域连接一个区域到骨干区域
2. 通过一个非骨干区域连接一个分段的骨干区域

配置虚链路的规则及特点

（1）虚链路必须配置在两台ABR路由器之间
（2）传送区域不能是一个末梢区域
（3）虚链路的稳定性取决于其经过的区域的稳定性
（4）虚链路由助于提供逻辑冗余

七、下面给出一个虚链路配置实例

首先是环境是在win10系统的GNS软件1.3 版本（思科设备进行模拟实验），结合SecureCRT配置进行实验

（1）首先是拓扑图如下所示

（2）配置路由IP地址

（3）配置路由器上的OSPF协议

（4）配置VPC的IP地址进行ping包测试

（5）配置虚链路操作

（6）进行ping包测试

下面是所有的配置清单以及实验操作具体过程与结果验证

R1配置命令清单

conf t      //进入全局模式
//配置R1路由器的ip地址
int f0/0
ip add 192.168.10.1 255.255.255.0
no shut
int f0/1
ip add 192.168.10.2 255.255.255.0
no shut
ex          //返回到全局模式(exit)
//进入环回接口配置固定ip地址
int loopback 0
ip add 1.1.1.1 255.255.255.255
no shut
ex
//配置OSPF协议
router ospf 1
router-id 1.1.1.1
network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 2   //宣告自身网段信息
network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 2
ex

R2配置命令清单

conf t              //进入全局模式
//配置R2路由器的ip地址
int f0/0
ip add 192.168.20.2 255.255.255.0
no shut
int f0/1
ip add 192.168.30.1 255.255.255.0
no shut
ex                  //返回到全局模式
//进入环回接口配置固定ip地址
int lo 0
ip add 2.2.2.2 255.255.255.255
no shut
ex
//配置OSPF协议
router ospf 1
router-id 2.2.2.2
network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 2
network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 1   //宣告自身网段信息
ex

R3配置命令清单

conf t
int f0/0
ip add 192.168.30.2 255.255.255.0
no shut
ex
int f0/1
ip add 192.168.40.1 255.255.255.0
no shut
int lo 0
ip add 3.3.3.3 255.255.255.255
no shut
ex
router ospf 1
router-id 3.3.3.3
network 192.168.30.0 0.0.0.255 area 1
network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0
ex
router ospf 1
area 1 virtual-link 2.2.2.2
ex

R4配置命令清单

conf t
int f0/0
ip add 192.168.40.2 255.255.255.0
no shut
int f0/1
ip add 192.168.50.1 255.255.255.0
no shut
ex
int lo 0
ip add 4.4.4.4 255.255.255.255
no shut
ex
router ospf 1
router-id 4.4.4.4
network 192.168.40.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.50.0 0.0.0.255 area 0
ex

主机访问结果，未在R2和R3上配置虚链路的时候是无法互相通信的

八、总结

首先对于动态路由和静态路由要有清楚的认识，根据上篇基本原理的介绍，理解OSPF协议的几块内容，尤其是DR、BDR路由器，骨干区域和标准区域的相关概念以及OSPF邻接关系的建立（7个状态），路由重分发的理解，虚链路的两个搭建方式等理论，包括一个较简单的虚链路的配置实验。
相关理论可以参照上篇文章！https://blog.51cto.com/14557673/2446363
具体的OSPF协议的配置实验参考后面的文章！谢谢！