OSPF区域属性详解

OSPF区域属性详解

随着网络规模的不断扩大，OSPF（开放最短路径优先）协议通过将自治系统划分为不同的区域来优化路由计算和管理。本文详细介绍了OSPF区域划分的基本概念、骨干区域的作用、虚连接的配置方法，以及Stub区域和NSSA区域的特点。通过这些技术手段，可以有效降低网络管理的复杂度，提高路由计算的效率。

区域划分前

随着网络规模日益扩大，当一个大型网络中的路由器都运行OSPF路由协议时，路由器数量的增多会导致LSDB（链路状态数据库）非常庞大，占用大量的存储空间，并使得运行SPF算法的复杂度增加，导致路由器负担很重。

在网络规模增大之后，拓扑结构发生变化的概率也增大，网络会经常处于“动荡”之中，造成网络中会有大量的OSPF协议报文在传递，降低了网络的带宽利用率。更为严重的是，每一次变化都会导致网络中所有的路由器重新进行路由计算。

区域划分后

OSPF协议通过将自治系统划分成不同的区域（Area）来解决上述问题。区域是从逻辑上将路由器划分为不同的组，每个组用区域号（Area ID）来标识。区域的边界是路由器，而不是链路。一个网段（链路）只能属于一个区域，或者说每个运行OSPF的接口必须指明属于哪一个区域。如图1所示。

图1 OSPF区域划分

骨干区域

OSPF划分区域之后，并非所有的区域都是平等的关系。其中有一个区域其区域号（Area ID）是0，通常被称为骨干区域。骨干区域负责区域之间的路由，非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发。

对此，OSPF有两个规定：

• 所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通。
• 骨干区域自身也必须保持连通。

虚连接

在实际应用中，可能会因为各方面条件的限制，无法满足所有非骨干区域与骨干区域保持连通的要求。这时可以通过配置OSPF虚连接（Virtual link）予以解决。

虚连接是指在两台ABR（区域边界路由器）之间通过一个非骨干区域而建立的一条逻辑上的连接通道。虚连接必须在两端同时配置方可生效。为虚连接两端提供一条非骨干区域内部路由的区域称为传输区域（Transit Area）。

在图2中，Area2与骨干区域之间没有直接相连的物理链路，但可以在ABR上配置虚连接，使Area2通过一条逻辑链路与骨干区域保持连通。

图2 虚连接示意图之一

虚连接的另外一个应用是提供冗余的备份链路，当骨干区域因链路故障将被分割时，通过虚连接仍然可以保证骨干区域在逻辑上的连通性。如图3所示。

图3 虚连接示意图之二

虚连接相当于在两个ABR之间形成了一个点到点的连接，因此，在这个连接上，和物理接口一样可以配置接口的各参数，如发送Hello报文间隔等。

两台ABR之间直接传递OSPF报文信息，他们之间的OSPF路由器只是起到一个转发报文的作用。由于协议报文的目的地址不是这些路由器，所以这些报文对于他们而言是透明的，只是当作普通的IP报文来转发。

Stub区域

Stub区域是一些特定的区域，Stub区域的ABR不传播它们接收到的自治系统外部路由，在这些区域中路由器的路由表规模以及路由信息传递的数量都会大大减少。

Stub区域是一种可选的配置属性，但并不是每个区域都符合配置的条件。通常来说，Stub区域位于自治系统的边界，是那些只有一个ABR的非骨干区域。

为保证到自治系统外的路由依旧可达，该区域的ABR将生成一条缺省路由，并发布给Stub区域中的其他非ABR路由器。

配置Stub区域时需要注意下列几点：

• 骨干区域不能配置成Stub区域。
• Stub区域内不能存在ASBR（自治系统边界路由器），即自治系统外部的路由不能在本区域内传播。
• 虚连接不能穿过Stub区域。

NSSA区域

在RFC1587中增加一类新的区域：NSSA（Not-So-Stubby Area），同时增加一类新的LSA：NSSA-LSA（或称为Type7 LSA）。

NSSA其实是Stub区域的一个变形，它和Stub区域有许多相似的地方。NSSA区域不允许存在5类LSA。Type7 LSA由NSSA的ASBR产生，仅在本NSSA内传播。当Type7 LSA到达NSSA的ABR时，由ABR将Type7 LSA转换成Type5 LSA，传播到其他区域，负责转换LSA的ABR也称为转换路由器。

例如在图4所示的组网中，运行OSPF协议的自治系统包括3个区域：区域0、区域1和区域2，另外两个自治系统运行RIP协议。区域1被定义为NSSA，区域1接收的RIP路由传播到NSSA的ASBR后，由NSSA ASBR产生Type7 LSA在区域1内传播，当Type7 LSA到达NSSA的ABR后，转换成Type5 LSA传播到区域0和区域2。

另一方面，区域2中运行RIP的自治系统的RIP路由通过区域2的ASBR产生Type-5 LSA在OSPF自治系统中传播。但由于区域1是NSSA，所以Type-5 LSA不会到达区域1。

与Stub区域一样，NSSA也不能配置虚连接。

图4 NSSA

各区域属性

如图5所示。下图表示了各区域（Totally Stub area、Stub area、NSSA area和Totally NSSA area）之间的区别。

图5 区域属性示意图

各区域属性：

• Totally Stub area：允许ABR发布的Type3缺省路由，不允许自治系统外部路由和区域间的路由。
• Stub area：和Totally Stub区域不同在于该区域允许区域间路由。
• NSSA area：和Stub区域不同在于该区域允许自治系统外部路由的引入，由ASBR发布Type 7 LSA通告给本区域。
• Totally NSSA area：和NSSA area区域不同在于该区域不允许区域间路由。