OSPF路由協議的多區域原理及配置

OSPF區域的容量：
劃分多區域後，每個OSPF區域中的容量所支持的路由器數量範圍是30~200。但是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，這是因爲還有更重要的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（LSA）的數量等。正是由於這些因素，有時在一些區域中有20多臺就已經顯得比較多了，而有的區域可以容納500多臺。

路由器的類型：
路由器也像通信量一樣可以被分成和區域相關的幾種類型，所有的OSPF路由器都是下圖三種類型路由器的一種：

內部路由器：指所有接口都屬於同一個區域的路由器；

區域邊界路由器：（Area Border Router，ABR）指連接一個或多個區域到骨幹區域的路由器，並且這些路由器會作爲域間通信量的路由網關。因而，ABR路由器至少有一個接口是屬於骨幹區域的，而且必須爲每一個與之相連的區域維護不同的鏈路狀態數據庫，正因爲這個原因，所以，ABR路由器通常需要比一般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，然後將這些彙總信息傳送給其他區域；

自治系統邊界路由器（Autonomous System Boundary Router，ASBR）：可以認爲它是OSPF域外部的通信量進入OSPF域的網關路由器，也就是說，ASBR路由器是用來把其他路由選擇協議學習到的路由通過路由選擇重分配的方式注入OSPF域的路由器。一個ASBR路由器可以是位於OSPF域的AS內部的任何路由器，它可以是一臺內部路由器或者ABR路由器。

區域的類型：

OSPF將區域劃分爲不同類型，包括骨幹區域、標準區域、末梢區域、完全末梢區域、非純末梢區域等，根據互聯區域的類型和數量不同，OSPF提供了不同類型的路有更新。

運行OSPF的整個區域屬於一個AS（autonomous System，自治系統），AS範圍外的路由器都屬於外部路由。骨幹區域用於連接其他區域，跨區域的流量都要通過骨幹區域傳遞，骨幹區域的穩定性、健壯性至關重要。骨幹區域上的路由器大多數都是ABR。

骨幹區域 area 0：
該區域的ID一定爲0，它是連接所有其他區域的核心域，相當於交換網絡的匯聚層。

標準區域：
該區域可以接收各種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。

鏈路狀態數據庫：

一臺運行OSPF路由協議的路由器中，所有有效的LSA通告都被存放再它的鏈路狀態數據庫中，正確的LSA通告可以描述一個OSPF區域的網絡拓撲結構。

每臺路由器都創建了由每個接口、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，其中各LSA的的作用如下：

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通告列出路由器所有的鏈路或接口，並指明瞭他們的狀態和沿每條鏈路方向出站的開銷。這些LSA通告只會在始發它們的區域內部進行泛洪，可以通過show ip ospf database router來查看數據庫中列出的所有路由器LSA通告。

LSA2：網絡LSA，每一個多址網絡（廣播型和非廣播型）中的DR都會產生網絡LSA通告，如下圖所示，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所有路由器。網絡LSA通告列出了所有與之相連的路由器，也包括DR路由器本身。像路由器LSA一樣，網絡LSA也僅僅在產生這條網絡LSA的區域內部進行泛洪。可以通過show ip ospf database network來查看一條網絡上LSA通告的信息。

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，如下圖所示，實際上，這些網絡彙總LSA就是ABR路由器告訴在自己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路由器也可以通過網絡彙總LSA向骨幹區域通告與它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，也可以通過這種LSA來通告。使用show ip ospf database summary命令可以顯示鏈路狀態數據庫中的網絡彙總LSA信息。

LSA4：就是ASBR彙總LSA，也是由ABR路由器始發的。ASBR彙總LSA除了通告的目的地是一個ASBR路由器而不是一個網絡外，其他的與網絡彙總LSA是一樣的，如下圖所示，使用show ip ospf database asbr-summary命令可以查看ASBR彙總LSA的信息。

LSA5：自治系統外部LSA，也稱爲外部LSA，始發於ASBR路由器，用來通告到達OSPF AS外部的目的地或是到OSPF AS外部的默認路由的LSA，如下圖所示，外部LSA通告將在整個AS中進行泛洪。使用show ip ospf database external命令可以查看AS外部LSA的信息。

OSPF常用檢查命令：

末梢區域和完全末梢區域：

在OSPF區域中，一些區域出口很少，對區域外的路由僅需要一條默認路由，爲了減少區域內路由器的路由條目，可以把此區域配置爲末梢區域，在末梢區域中僅僅需要域內的路由條目和一條指向區域邊界路由器的默認路由就能實現所有的選路，所以在末梢區域中可以減少不必要的LSA泛洪（完全末梢區域的路由表更加簡便。）

末梢區域
沒有LSA4、5、7通告

完全末梢區域
除一條LSA3的默認路由通告外，沒有LSA3、4、5、7通告

滿足一下四個條件的區域可以被認定爲末梢區域或者完全末梢區域。

• 只有一個默認路由作爲其區域的出口
• 區域不能作爲虛鏈路的穿越區域
• Stub區域裏無自治系統邊界路由器ASBR
• 不是骨幹區域Area 0

關於上述的理論概念，可以通過下面的一個實驗環境來做一下多區域的配置：
實驗環境如下所示：

配置接口的命令省略。直接上配置OSPF的命令：

R1的OSPF配置如下：

R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R1(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0
R1(config-router)#network 20.0.0.0 0.255.255.255 area 1
R1(config-router)#network 30.0.0.0 0.255.255.255 area 2
R1(config-router)#area 1 stub no-summary
R1(config-router)#area 2 stub 

R2的OSPF配置如下：

R2(config)#router ospf 1
R2(config-router)#network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
R2(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

R3的OSPF配置如下：

R3(config)#router ospf 1  
R3(config-router)#network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 1
R3(config-router)#network 20.0.0.0 0.255.255.255 area 1
R3(config-router)#area 1 stub 

R4的OSPF配置如下：

R4(config)#router ospf 1
R4(config-router)#network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 2
R4(config-router)#network 30.0.0.0 0.255.255.255 area 2
R4(config-router)#area 2 stub 

至此，即可實現全網互通。