OSPF外部路由引起的環(huán)路問題

宋尚

摘要：OSPF是目前網(wǎng)絡(luò)中使用很頻繁的IGP協(xié)議之一，是一種基于SPF算法的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，由于OSPF采用的是分區(qū)域設(shè)計(jì)，所以除了在區(qū)域間能夠形成環(huán)路外，外部路由被引入后，也會(huì)在區(qū)域間形成環(huán)路，最典型的就是引入外部路由后在NSSA區(qū)域形成的7類LSA，經(jīng)過ABR完成7類LSA轉(zhuǎn)換成5類LSA后，由于cost值的問題形成的區(qū)域間環(huán)路問題，所以最終可以通過7類或者5類LSA中的FA地址字段來進(jìn)行解決次優(yōu)路徑或者環(huán)路問題。

關(guān)鍵詞：OSPF;7類LSA;5類LSA;FA地址;外部路由

OSPF的路由可以分為兩種，一種是內(nèi)部路由，由1類，2類，3類LSA形成的路由都是內(nèi)部路由，即network產(chǎn)生的路由。另外一種是外部路由，由5類，7類LSA形成的稱為外部路由，即import產(chǎn)生的路由。內(nèi)部路由的環(huán)路問題可以通過OSPF自身設(shè)置的骨干區(qū)域和非骨干區(qū)域間的規(guī)則來進(jìn)行解決，那外部路由進(jìn)入OSPF區(qū)域后形成的環(huán)路是如何產(chǎn)生的以及如何解決這環(huán)路呢？我們?cè)诔浞终J(rèn)識(shí)OSPF區(qū)域外部路由引起的環(huán)路問題時(shí)，先了解一下OSPF的一些相關(guān)知識(shí)點(diǎn)：

1.特殊區(qū)域：OSPF為了能適應(yīng)各種環(huán)境及路由器的組網(wǎng)，開發(fā)了特殊區(qū)域這一概念，OSPF的特殊區(qū)域可分為兩種類型：

A、STUB區(qū)域：STUB區(qū)域又叫末梢區(qū)域，它拒絕5類LSA進(jìn)入，即拒絕外部路由進(jìn)入本區(qū)域，也不能在本區(qū)域下面引入外部路由，區(qū)域內(nèi)的路由器通過ABR下發(fā)的默認(rèn)路由來訪問外部網(wǎng)絡(luò)。

B、NSSA區(qū)域：這是一種特殊的STUB區(qū)域，它保持了STUB區(qū)域拒絕5類LSA的特點(diǎn)，但是它能允許在該區(qū)域引入外部路由，外部路由以7類LSA的形式存在于本區(qū)域中，NSSA區(qū)域的ABR會(huì)向其它區(qū)域把此7類LSA翻譯（轉(zhuǎn)換）成5類LSA（俗稱7轉(zhuǎn)5），使其它區(qū)域的路由器可以訪問此外部路由。

2.外部路由類型：OSPF外部路由有兩種類型

A、Type 1：也稱為E1。路由器在計(jì)算type1路由的Cost時(shí)，會(huì)把此路由的外部cost（ASBR到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)段的cost）與內(nèi)部cost（本路由器到達(dá)ASBR的cost）相加。

B、Type 2：也稱為E2，引入路由時(shí)默認(rèn)為此類型，路由器在計(jì)算type2路由的cost時(shí)，只計(jì)算外部cost，而忽略內(nèi)部cost。但當(dāng)一臺(tái)路由器收到兩條相同的type2路由時(shí)，首先會(huì)對(duì)比外部cost的值，如果一樣再對(duì)比內(nèi)部cost值。

3.FA地址：FA的全稱為forwarding address，是5類LSA與7類LSA中的一個(gè)字段。在OSPF引入外部路由時(shí)，若產(chǎn)生的五類LSA的FA地址為0.0.0.0，則其他路由器在計(jì)算到達(dá)該外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將考慮如何到達(dá)ASBR來計(jì)算出外部路由的下一跳地址。若產(chǎn)生的五類LSA的FA地址不為0.0.0.0，則其他路由器在計(jì)算到達(dá)該外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將考慮如何到達(dá)該FA地址來計(jì)算出外部路由的下一跳地址。所以它的作用是用于解決次優(yōu)路徑與環(huán)路問題。

4.FA地址不為0的三個(gè)條件：

（1）引入的這條外部路由，其對(duì)應(yīng)的出接口啟用了OSPF

（2）引入的這條外部路由，其對(duì)應(yīng)的出接口未設(shè)置為被動(dòng)接口

（3）引入的這條外部路由，其對(duì)應(yīng)的出接口的OSPF網(wǎng)絡(luò)類型為MA網(wǎng)絡(luò)

5.外部路由的選路問題：大致可分為兩種情況

情況一：外部路由中未包含F(xiàn)A地址：此時(shí)路由器計(jì)算去往ASBR的路徑。

情況二：外部路由中包含F(xiàn)A地址：此時(shí)路由器直接計(jì)算去往FA的路徑。

理解了以上知識(shí)點(diǎn)后，我們來看這樣一張拓?fù)鋱D：

如圖1所示：區(qū)域1為NSSA區(qū)域，各鏈路的cost如圖所示：

1.在R1上把10.1.1.1引入OSPF，此時(shí)R1會(huì)產(chǎn)生關(guān)于10.1.1.1網(wǎng)段的7類LSA。

2.R2與R3作為Area1的ABR，都會(huì)進(jìn)行7類LSA到5類LSA的轉(zhuǎn)換，但OSPF規(guī)定默認(rèn)情況下只有routerid大的才能進(jìn)行7轉(zhuǎn)5，R2與R3的R-ID如圖所示，即R3會(huì)進(jìn)行7轉(zhuǎn)5的動(dòng)作，由R3產(chǎn)生關(guān)于10.1.1.1的5類LSA，并在Area0中泛洪。

3.R4從Area 0中收到此5類LSA，并泛洪給R2。

4.我們來分析R4如何去往10.1.1.1，此時(shí)會(huì)有兩種情況：

情況一：R4收到的這條5類LSA中FA地址為0.0.0.0

根據(jù)OSPF外部路由的選路規(guī)則，當(dāng)5類LSA中FA地址為0時(shí)，則計(jì)算去往ASBR的路徑。

1.此時(shí)產(chǎn)生此條5類LSA的是R3，所以R3為ASBR，R4可直接通過Area 0到達(dá)ASBR（R3）。

2.R3是通過Area 1學(xué)習(xí)到的10.1.1.1網(wǎng)段，所以R3可通過Area1去往10.1.1.1，即把數(shù)據(jù)包發(fā)送給R2。

3.此時(shí)R2可通過兩條LSA學(xué)習(xí)到10.1.1.1的路由

第一條：R1產(chǎn)生的7類LSA。類型為Type2，外部Cost為1（外部cost默認(rèn)都為1），內(nèi)部cost為10（內(nèi)部cost，本路由器到ASBR的cost）

第二條：R3產(chǎn)生的5類LSA，由R4泛洪給R2（參考上面第二步），類型為Type2，外部Cost為1，內(nèi)部Cost為2（R2-R4-R3的cost）

4.R2執(zhí)行選路規(guī)則，兩條LSA同為Type2類型，先對(duì)比外部cost值，都為1，然后對(duì)比內(nèi)部cost值，第一條為10，第二條為2，所以R2會(huì)優(yōu)選第二條（R3產(chǎn)生的5類LSA），即會(huì)把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給R4。

5.環(huán)路形成：R4-R3-R2-R4

情況二：R4收到的這條5類LSA中FA地址為10.1.12.1（R1與R2的互聯(lián)接口）

根據(jù)OSPF外部路由的選路規(guī)則，當(dāng)5類LSA中FA地址為非0時(shí)，直接計(jì)算去往FA地址的路徑。

1.在此圖中R4收到的5類LSA中FA地址為10.1.12.1，關(guān)于10.1.12.1這個(gè)地址，R4是通過3類LSA學(xué)習(xí)到的（10.1.12.1位于Area 1中，R2與R3都為ABR，都會(huì)產(chǎn)生關(guān)于10.1.12.0網(wǎng)段的3類LSA），R4此時(shí)其實(shí)可以收到兩條10.1.12.0的3類LSA，一條R2產(chǎn)生，一條R3產(chǎn)生，通過計(jì)算cost后發(fā)現(xiàn)，選擇R2去往10.1.12.1更近，所以R4會(huì)把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給R2。

2.R2同樣執(zhí)行選路計(jì)算，計(jì)算去往FA地址10.1.12.1的路徑，此地址是R2的一個(gè)直連路由，所以R2會(huì)把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給R1。

3.此時(shí)全程的路徑為：R4-R2-R1，解決了環(huán)路問題。

總結(jié)：OSPF的外部路由進(jìn)入OSPF區(qū)域后在一些特殊情況下是有可能形成環(huán)路的，OSPF針對(duì)外部路由可以通過FA地址來防環(huán)，7類LSA中一般情況下都會(huì)攜帶FA地址字段，在執(zhí)行7類LSA轉(zhuǎn)5類LSA后FA地址字段會(huì)默認(rèn)保留，所以在默認(rèn)情況下不會(huì)出現(xiàn)環(huán)路問題。

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