OSPF路由类型讲解及路由聚合的方法

OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先），它是IETF （Internet Engineering Task Force）组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。在 IP 网络上，它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路由。
1、OSPF数据包类型
1）Hello包：用于建立和维护相邻的两个OSPF路由器的邻接关系，该数据包时周期性地发送。
2）Database Description（数据包描述包 DBD）：用于描述整个数据库，该数据包仅在OSPF初始化时发送。
3）Link state request（链路链路状态请求包LSQ）：用于向相邻的OSPF路由器请求部分或全部的数据，这种数据包是在当路由器发现其数据已经过期时才发送的。
4）Link state update（链路状态更新包LSU）：这是对link state请求数据包的响应，即通常所说的LSA数据包。
5）Link state acknowledgment（链路状态确认包LSAck）：是对LSA数据包的确认，以确保可靠地传输和信息交换。
2、OSPF网络类型
OSPF链路类型有3种：点到点，广播型，NBMA。在3种链路类型上扩展出5种网络类型：点到点，广播，NBMA，点到多点，虚链路。其中虚链路较为特殊，不针对具体链路，而NBMA链路对应NBMA和点到多点两种网络类型。
以上是RFC的定义，在Cisco路由器的实现上，我们应记为3种链路类型扩展出8种网络类型，其中NBMA链路就对应5种，即在RFC的定义基础上又增加了3种类型。首先分析一下3种链路类型的特点：
1）点到点：一个网络里仅有2个接口，使用HDLC或PPP封装，不需寻址，地址字段固定为FF；
2）广播型：广播型多路访问，目前而言指的就是以太网链路，涉及IP 和Mac，用ARP实现二层和三层映射；
3） NBMA：网络中允许存在多台Router，物理上链路共享，通过二层虚链路（VC）建立逻辑上的连接。
NBMA网络不是没有广播的能力，而是广播针对每一条VC发送，这样就使得一台路由器在不是Full-Mesh的NBMA拓扑中，发送的广播或组播分组可能无法到达其他所有路由器。 在点到点链路上运行OSPF没有必要选举DR，因为就是两点一线，简单得很；而在NBMA网络中运行OSPF由于是多路访问，DR可以存在，通过调整成手动发现邻居可以防止过多的Hello 开销。
3、OSPF LSA类型
1类LSA（路由器LSA）：每台路由器都通告1类LSA，描述了与路由器直连的所有链路（接口）状态，只能在本区域内扩散；
2类LSA（网络LSA）：只有DR才有资格产生，只能在本区域内扩散，描述了多路访问网络的所有路由器（Router ID）和链路的子网掩码；
3类LSA（汇总LSA）：只有ABR可以产生，能在整个OSPF自治系统扩散，描述了目的网路的路由（还可能包含汇总路由）；
4类LSA（汇总LSA）：仅当区域中有ASBR时，ABR才会产生，该LSA标识了ASBR，提供一条前往该ASBR的路由；
5类LSA（外部LSA）：只能由ASBR产生，描述了前往OSPF自治系统外的网络的路由，被扩散到整个AS（除各种末节区域外）； 7类LSA（用于NSSA的LSA）：只能由NSSA ASBR产生，只能出现在NSSA，而NSSA ABR将其转换为5类LSA并扩散到整个OSPF自治系统。
4、OSPF区域类型
标准区域：默认的区域类型，它接收链路更新、汇总路由和外部路由；
骨干区域：骨干区域为Area 0，其他区域都与之相连以交换路由信息，该区域具有标准区域的所有特征；
末节区域：它不接收4类汇总LSA和5类外部LSA，但接收3类汇总LSA，使用默认路由到到AS外部网络（自动生成），该区域不包含ABR（除非ABR也是ASBR）； 绝对末节区域：这个是Cisco专用。它不接收3类、4类汇总LSA和5类外部LSA，使用默认路由到AS外部网络（自动生成），该区域不包含ABR（除非ABR也是ASBR）； NSSA：它不接收4类汇总LSA和5类外部LSA，但接收3类汇总LSA且可以有ASBR，使用默认路由前往外部网络，默认路由是由与之相连的ABR生成的， 但默认情况下不会生成，要让ABR生成默认路由，可使用命令area area-idnssa default-information-originate； 绝对末节NSSA：这个是Cisco专用。它不接收3类、4类汇总LSA和5类外部LSA且可以有ASBR，使用默认路由到AS外部网络，默认路由是自动生成的。
5、OSPF路由类型
1．区域内路由：所有路由器都计算前往其所有在区域中每个目的地的最佳路径，并将他们加入到路由表中。这些是1类LSA和2类LSA，在路由表中用路由指示符O(OSPF)表示。
2．区域间路由：所有路由器都计算前往互联网络中其他区域的最佳路径。在这些路径是区域间路由（3类和4类LSA），在路由表中用路由指示灯IA（区域间）表示。 3．外部路由：.除末节区域内的路由器外，所有路由器都计算前往外部自治系统中目标网络的最佳路径（5类）。这些路由是1类外部路由（E1）还是2类外部路由（E2）取决于配置。在路由表中，1类外部路由用O E1表示，2类外部路由用O E2表示。类似的还有ON1/ON2，与OE1/OE2相同，不过是来自NSSA区域的路由。
路由聚合是将多条路由合；并成一条路由通常在ABR上实现。虽然路由聚合可以在任意两个区域之间进行，但推荐在往骨干区的方向上进行。这样，骨干区会接收到所有聚合的路由，然后依次将聚合过的路由引入其它区域。路由器有两种路由聚合方法：
Inter-area 路由聚合和External 路由聚合。
1.Inter-area 路由聚合
Inter-area路由聚合在ABR上进行，对来自AS内部的路由其作用。对通过路由重新分发而引入的外部路由不起作用。为了利用路由聚合这个特性；在一个区域中的网络地址应当连续，这些成块的地址可以形成一个范围。为了指定一个地址范围，可以使用下面的命令：area area-id range address mask
“area-id” 是进行路由聚合的区域的号码，“address”、“mask”、“是进行路由聚合后的网络地址范围。

如图1，RTB将128.213.64.0至128.213.95.0 网段聚合成一个网段：128.213.64.0， 掩码为255.255.224.0. 同理，RTC将128.213.96.0 至128.213.127.0 网段聚合成一个网段128.213.96.0，掩码为255.255.224.0.
如果Area 1和Area 2中有重合的网段，那将比较难以聚合，因为聚合后的地址到达Area 0后，它将不知道该网段是来自Area 1， 还是Area 2.
2. External 路由聚合
External 路由聚合是指通过路由重新分发将External 路由引入OSPF区域中。同样，要确保要聚合的External路由的范围是连续的。如果从两个不同的路由器聚合的路由含有相同部分，则在报文转发到目的地址过程中会出错的。External 路由聚合通过在router ospf 配置模式下配置：
summary-address ip-address mask
注意：这个命令仅仅在将External 路由引入OSPF区域的ASBR上起作用。

如图1，RTB将128.213.64.0至128.213.95.0 网段聚合成一个网段：128.213.64.0， 掩码为255.255.224.0. 同理，RTC将128.213.96.0 至128.213.127.0 网段聚合成一个网段128.213.96.0，掩码为255.255.224.0.
假如Area 1和Area 2中有重合的网段，那将比较难以聚合，因为聚合后的地址到达Area 0后，它将不知道该网段是来自Area 1， 还是Area 2。
在RTB上进行如下配置：
RTB#
router ospf
area 1 range 128.213.64.0 255.255.224.0
External 路由聚合是指通过路由重新分发将External 路由引入OSPF区域中。同样，要确保要聚合的External路由的范围是连续的。假如从两个不同的路由器聚合的路由含有相同部分，则在报文转发到目的地址过程中会出错的。External 路由聚合通过在router ospf 配置模式下配置：
在图2中；RTA和RTD通过路由重新分发将External 路由（如RIP）引入OSPF区域中。RTA要引入的路由子网地址为：128.213.64-95， RTD要引入的路由子网地址为：128.213.96-127. 为了将每个路由器上的子网聚合成一个地址范围，我们可以在两个路由器上作如下设置：
RTA#
router ospf
summary-address 128.213.64.0 255.255.240.0
redistribute rip
RTD#
router ospf
summary-address 128.213.96.0 255.255.240.0
redistribute rip
通过路由聚合后，RTA将产生一条External 路由128.213.64.0 255.255.240.0. RTD将产生一条128.213.96.0 255.255.240.0 的External 路由。
注意，Summary-address 命令假如用在RTB上将没有用，因为RTB不执行分发路由到OSPF区域中。