网络基础知识讲座十五：OSPF路由协议进阶

网络基础知识讲座十五：OSPF路由协议进阶

OSPF，这一众人心目中的IGP，其具体细节则有些复杂，不过奇怪的是，人们还都挺满意。了解其工作原理之后，我们感到疑惑的是:我们还需要什么?在开始这趟可能让你困惑的旅程之前，最好复习一下第一部分的内容。

本文将阐述LSA的类型、数据包类型和区域类型。不过首先要澄清关于动态路由的一个普遍误解:

人们常喜欢调盲目高速流量设置，即使他们的问题事实上与此无关。在OSPF网络中，除了调整metric值，你并没有其它方式来影响路由的工作模式。一些路由器支持对路径的weights参数做修改，但通常不需要这样做。OSPF一般会根据路由器上接口的速度考虑分配weights，如果有两条链路通往同一目的地，而你在它们上面做负载平衡，那么也可以在OSPF中采用ECMP(等价多路径)。不要试图乱改OSPF参数;如果你认为有问题，那多半是网络设计的问题，只要修改网络设计就可以解决。

LSA和数据包

要理解OSPF对网络的影响，关键是要认识到有多种类型的LSA。数据包每隔几秒都会更新并发送出去，从而刷新LSA数据库，并且还可能改变路由表。“new”类型的LSA会令每台路由器丢掉自己原来的路由表，开始进行SPF(最短路径优先)计算。

LSA包含5种不同的数据包类型。Hello和数据库描述信息已在第一部分介绍过，它们用于“建立相邻关系”。第三种OSPF数据包是链路状态请求，第四种是链路状态更新，而第五种则是链路状态ACK(命令正确应答)。OSPF在第4层协议上实现，所以直接位于IP最上端。OSPF没有用到TCP和UDP，因此为实现可靠性它有一个校验和(checksum)以及自己内置的ACK。为了能够通过查看流量来解决问题，我们必须知道OSPF的多点传送地址是224.0.0.5，而每台DR之间则用224.0.0.6进行对话。

即使采用现在最新式的路由器，在一个网络拓扑中要计算出最短路径也非常困难，并且要花相当长的时间。幸运的是，Edsger W. Dijkstra用他的SPF算法改善了这一问题，不过还是麻烦。这正是OSPF不能用于Internet 的主要原因，另外也不要把整个BGP边界网关协议）路由表一股脑都交给OSPF，那太耗时了．每次增加或删除网络时，都会进行SPF计算。

不要被另一种“类型”搞糊涂了，OSPF有很多类型，所以一定要注意你所指的“类型”。LSA可以是更新的数据包，或者请求数据包，这些是可以发送的不同类型LSA，是第三类或第四类OSPF数据包:

第1类:路由器LSA。该数据包描述路由器自身以及相邻路由器的接口信息。

第2类:网络LSA。仅用于广播网络信息;该LSA由DR更新，包含网络上OSPF协议路由器列表。

第3类:网络汇总LSA。通过ASBR发送，广播所连接的网络信息。Stub区域路由器也会把它作为缺省路由信息。

第4类:ASBR-汇总LSA。由ASBR发送，但仅限内部。它告诉其它路由器如何仅用内部metric连接ASBR。

第5类:AS-外部LSA。用于描述连接内部区域的外部路由信息，表示“这条路通往Internet(或其子网)”。

第6类:Group汇总。用于多点传送(MOSPF)。不用管它。

第7类:NSSA区域导入。

注意我们同时拥有一个路由器LSA和一个网络LSA。而路由器LSA存在的原因是没有DR就不会发送网络LSA。路由器LSA包含网络上所有通往其它路由器的链路信息，这样没有DR或BDR时，OSPF也能正常工作，不过因为没有DR传送正确的汇总信息，情况会更加复杂。

区域

在第一部分我们已经说过几种类型的OSPF区域，也稍微介绍了一下主干区域(BA，也称为区域零)的概念。其实只有两种类型的区域:与区域零相连的普通区域，以及不与区域零相连的Stub区域。Stub区域不接收外部LSA，也不传送数据包。它只有一个出口，即通过它所相连的区域，这就意味着Stub区域内任何内部路由器不需要重新计算SPF。

好的，上面已经提到NSSA，所以不跟你玩文字游戏了，实际上还有一种区域:Not So Stubby Area。它与Stub区域的唯一不同之处在于NSSA可以发送第7类LSA输出内部路由信息。有意思的是，这种类型的LSA会由ABR转化为第五类(AS-外部)LSA，因此NSSA会向整个OSPF域发送一些具体的路由信息。你可以把它当成一个ASBR:它能向主干区域发送一些AS-外部路由信息，方法可能是在内部运行另一种路由协议，如RIP或BGP。NSSA路由器与区域(不是区域零，而是Stub区域)相连，无法接收AS-外部路由信息，只能发送。

下面就要让你真正感到困惑了。假如我们有一个NSSA因为物理位置原因无法与区域零进行物理连接，那么你可能想让上面所说的Stub区域位于区域零上。或者，你想让非主干区域上的两个Stub区域无需连接区域零而进行对话，因为如果通过主干区域就太耗时耗力了。这时虚拟链路可以把你从蹩脚设计的梦魇中拯救出来，虚拟链路在路由器之间建立隧道，两端的路由器之间就形成虚拟的相邻关系，并且可以相应调整自己的路由表。

OSPF非常能干，我甚至见过将OSPF用于获得高度可用性的失效自恢复设计。运行OSPF的路由器会自动检测路由是否丢失(因为运行ospfd的主机停止了响应)，并且将不再向该主机发送数据流。这对工作安全很有益处，不过如果它在凌晨2点出了故障，而你又是唯一懂得OSPF的人，那可就糟糕了。不过认真来说，OSPF确实力量强大，主要是因为其收敛速度很快，使用的带宽又很小。在内部路由协议中还没有什么可与OSPF匹敌的。

小结

设计精良的网络无需“调整”即可超越路由协议本身所拥有的能力。

OSPF支持一些奇怪的配置，如NSSA等。尽量不要使用Stub区域，即使大型网络也尽可能避免。

关于类型:有OSPF数据包类型、LSA类型，以及路由器类型。看，多么有趣啊。

网络基础知识讲座十四：OSPF路由协议初步
网络基础知识讲座十三：路由信息协议(RIP)
网络基础知识讲座十二：路由协议基础知识
网络基础知识讲座之十一：互联网的管理架构
网络基础知识讲座之十：TCP协议理解进阶
网络基础知识讲座之九：初步理解TCP协议
网络基础知识讲座之八：初步理解IP协议
网络基础知识讲座之七：理解和使用ICMP协议
网络基础知识讲座之六：实现子网包括IPv6）
网络基础知识讲座之五：学习生成树协议
网络基础知识讲座之四：理解数据链路层
网络基础知识讲座之三：理解OSI网络分层
网络基础知识讲座之二：理解子网和CIDR
网络基础知识讲座之一：理解IPv4地址的含义