1.实验环境
1.1 实验拓扑
1.2 基础配置
1.2.1 AR01
interface Serial1/0/0
link-protocol ppp
ip address 10.1.13.1 255.255.255.0
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 10.1.12.1 255.255.255.0
ospf network-type p2p
interface LoopBack0
ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
#
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0.0.0.0
network 1.1.1.1 0.0.0.0
network 10.1.12.1 0.0.0.0
area 0.0.0.1
network 10.1.13.1 0.0.0.01.2.2 AR02
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 10.1.12.2 255.255.255.0
ospf network-type p2p
#
interface GigabitEthernet0/0/1
ip address 10.1.24.2 255.255.255.0
#
interface LoopBack0
ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
#
ospf 1 router-id 2.2.2.2
area 0.0.0.0
network 2.2.2.2 0.0.0.0
network 10.1.12.2 0.0.0.0
area 0.0.0.2
network 10.1.24.2 0.0.0.01.2.3 AR03
interface Serial1/0/0
link-protocol ppp
ip address 10.1.13.3 255.255.255.0
#
interface Serial1/0/1
link-protocol ppp
#
interface GigabitEthernet0/0/0
ip address 10.1.37.3 255.255.255.0
#
interface LoopBack0
ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
#
ospf 1 router-id 3.3.3.3
area 0.0.0.1
network 3.3.3.3 0.0.0.0
network 10.1.13.3 0.0.0.0
area 0.0.0.4
network 10.1.37.3 0.0.0.0其他配置略，根据图可依葫芦画瓢，基础配置都比较简单。
2.区域内路由计算
1.1 LSA
1.1.1 什么是LSA
LSA（Link-State Advertisement）：链路状态通告。LSA是OSPF进行路由计算的关键依据。 OSPF的LSU报文可以携带多种不同类型的LSA。 各种类型的LSA拥有相同的报文头部。
LS Age（链路状态老化时间）：此字段表示LSA已经生存的时间，单位是秒。
Options（可选项）：每一个bit都对应了OSPF所支持的某种特性。
LS Type（链路状态类型）：指示本LSA的类型。
Link State ID（链路状态ID）：不同的LSA，对该字段的定义不同。
Advertising Router（通告路由器）：产生该LSA的路由器的Router ID。
LS Sequence Number（链路状态序列号）：当LSA每次有新的实例产生时，序列号就会增加。
LS Checksum（校验和）：用于保证数据的完整性和准确性。
Length：是一个包含LSA头部在内的LSA的总长度值。
1.1.2 常见LSA类型
类型 | 名称 | 描述 |
1 | 路由器LSA （Router LSA） | 每个设备都会产生，描述了设备的链路状态和开销，该LSA只能在接口所属的区域内泛洪 |
2 | 网络LSA （Network LSA） | 由DR产生，描述该DR所接入的MA网络中所有与之形成邻接关系的路由器，以及DR自己。该LSA只能在接口所属区域内泛洪 |
3 | 网络汇总LSA （Network Summary LSA） | 由ABR产生，描述区域内某个网段的路由，该类LSA主要用于区域间路由的传递 |
4 | ASBR汇总LSA （ASBR Summary LSA） | 由ABR产生，描述到ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域。 |
5 | AS外部LSA （AS External LSA） | 由ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由 |
7 | 非完全末梢区域LSA （NSSA LSA） | 由ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由。NSSA LSA与AS外部LSA功能类似，但是泛洪范围不同。NSSA LSA只能在始发的NSSA内泛洪，并且不能直接进入Area0。NSSA的ABR会将7类LSA转换成5类LSA注入到Area0 |
1.2 Router LSA（1类LSA）
Router LSA（1类LSA）：每台OSPF路由器都会产生。它描述了该路由器直连接口的信息。 Router LSA只能在所属的区域内泛洪。
1.2.1 1类LSA报文格式
1.2.2 Link
Router LSA使用Link来承载路由器直连接口的信息。 每条Link均包含“链路类型”、“链路ID”、“链路数据”以及“度量值”这几个关键信息。 路由器可能会采用一个或者多个Link来描述某个接口。
Link Type | Link ID | Link Data |
Point-to-Point（P2P）：描述一个从本路由器到邻居路由器之间的点到点链路，属于拓扑信息 | 邻居路由器的Router ID | 宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址 |
TransNet：描述一个从本路由器到一个Transit网段（例如MA或者NBMA网段）的连接，属于拓扑信息 | DR的接口IP地址 | 宣告该Router LSA的路由器接口的IP地址 |
StubNet：描述一个从本路由器到一个Stub网段（例如Loopback接口）的连接，属于网段信息 | 宣告该Router LSA的路由器接口的网络IP地址 | 该Stub网络的网络掩码 |
下图中，linktype有P2P和Stubnet2种。P2P 的LSA：可以理解为路由器接口上，连着谁。Stubnet的LSA：可以理解为路由器上有哪些网段。
AR01与AR02用的以太网（MA）互联，但是把OSPF网络类型手动改为了P2P，所以下图中AR02的Link Type为P2P。
下面再看看不是p2p的，R02与R04互联是MA。注意：这里AR05、AR06未开机。
DR/BDR的选举是基于接口的。接口的DR优先级越大越优先。接口的DR优先级相等时，Router ID越大越优先。所以AR04是DR，AR02是BDR。TransNet LSA：可以理解为TransNet中DR信息，只是拓扑信息。
下面将AR05、AR06开机,在AR06上看邻居，DR和BDR并没有发生变化，这就是所谓非抢占式，减少对网络的影响。
DR与BDR，DR与DROther，BDR与DRother是full的状态，而DRother与DRother是2-way状态。
1.3 Network-LSA（2类LSA）
Network LSA（2类LSA） ：由DR产生，描述本网段的链路状态，在所属的区域内传播。 Network LSA 记录了该网段内所有与DR建立了邻接关系的OSPF路由器，同时携带了该网段的网络掩码。所以2类LSA包含拓扑信息和路由信息。
Link State ID ：DR的接口IP地址。 Network Mask：MA网络的子网掩码。 Attached Router：连接到该MA网络的路由器的Router-ID（与该DR建立了邻接关系的邻居的Router-ID，以及DR自己的Router-ID），如果有多台路由器接入该MA网络，则使用多个字段描述。
2.区域间路由计算
2.1 单区域与多区域
2.1.1单区域的缺点
（1）单区域，当网络规模越来越大时，LSDB将变得比较大，设备基于该LSDB进行路由计算，其负担也极大地增加了，此外路由器的路由表规模也变大了，将加大路由器的性能损耗。
（2）单区域，当网络拓扑发生变更时，这些变更需要被扩散到整个网络，并可能引发整网的路由重计算。
2.1.2多区域
（1）Router LSA和Network LSA只在区域内泛洪，因此通过区域划分在一定程度上降低网络设备的内存及CPU的消耗。
（2）划分区域后，路由器可以分为两种角色： 区域内部路由器（Internal Router）：该类设备的所有接口都属于同一个OSPF区域。区域边界路由器（Area Border Router）：该类设备接口分别连接两个及两个以上的不同区域。
（3）OSPF区域间路由信息传递是通过ABR产生的Network Summary LSA（3类LSA）实现的。
2.2 Network Summary LSA（3类LSA）
Network Summary LSA（3类LSA）由ABR产生，用于向一个区域通告到达另一个区域的路由。
LS Type：取值3，代表Network Summary LSA。 Link State ID：路由的目的网络地址。 Advertising Router：生成LSA的Router ID。 Network Mask：路由的网络掩码。 metric：到目的地址的路由开销。
可见3类LSA是路由信息。
2.2 区域间路由计算
AR01到3.3.3.3 cost为48：
AR01到AR02 cost为1，所以AR02到3.3.3.3 cost为48+1：
AR05到AR02 cost为1，所以AR05到3.3.3.3 cost为48+1+1：
区域间路由Cost值为路径上的开销相加。
2.3 区域间路由的防环机制
（1）OSPF要求所有的非骨干区域必须与Area0直接相连，区域间路由需经由Area0中转。
（2）ABR不会将描述到达某个区域内网段路由的3类LSA再注入回该区域。
（3）ABR从非骨干区域收到的3类LSA不能用于区域间路由的计算。(区域间路由需经由Area0中转,非骨干区域不能中转)
下图中AR03上有到7.7.7.7的1类路由信息，但没有3类汇总的。因为AR03不在骨干的边界上。
2.4 虚连接
OSPF要求所有的非骨干区域必须与Area0直接相连，如果物理上做不到，可以使用虚连接，在逻辑上满足要求。虚连接可以在任意两个ABR上建立，但是要求这两个ABR都有端口连接到一个相同的非骨干区域。
图中area0与area4不连续，AR01上无法收到area4区域的路由信息。
在AR03和AR01上配置虚链路。相当于把AR03挂在area0上，越过area1。
查看AR03，发现自己产生的3类LSA，有了去往7.7.7.7的。而且AR03上有了区域0，就像它属于区域0一样。
3.外部路由计算
3.1外部路由
（1）网络中存在部分链路未开启OSPF协议如： 路由器连接外部网络使用静态路由或者BGP协议； 服务器直连的链路未开启OSPF协议。
（2）ASBR（AS Boundary Router）：自治系统边界路由器。只要一台OSPF设备引入了外部路由，它就成为了ASBR。
（3）ASBR将外部路由信息以AS-external LSA（5类LSA）的形式在OSPF网络内泛洪。
3.2 AS-external LSA
AS-external LSA（5类LSA）：由ASBR产生，描述到达AS外部的路由，该LSA会被通告到所有的区域（除了Stub区域和NSSA区域）。
LS Type：取值5，代表AS-external-LSA。 Link State ID：外部路由的目的网络地址。 Advertising Router：生成该LSA的Router ID。
Network Mask：网络掩码。 E ：该外部路由所使用的度量值类型 0：度量值类型为Metric-Type-1 1：度量值类型为Metric-Type-2
metric：到目的网络的路由开销。 Forwarding Address（FA）：到所通告的目的地址的报文将被转发到这个地址。
3.3 引入外部路由
外部路由信息以叶子节点形式挂载在AR04上。
3.3.1 引入直连路由
在AR04上引入192.168.1.0/24的直连路由：
在AR04查看自己产生的外部路由，除了192.168.1.0外还有其他的段，因为是直连引入。
在AR02上查看，Cost为1，类型为Type2。
3.3.2 通过route-policy精确引入直连路由
在AR04上创建route-policy精确引入直连路由。
再次查看自己生成的外部路由，只有这1条了。
3.4 ASBR-Summary LSA （4类LSA）
ASBR-Summary LSA（4类LSA）：由ABR产生，描述到ASBR的路由，通告给除ASBR所在区域的其他相关区域。告诉其他区域怎么去往asbr。
LS Type：取值4，代表ASBR-Summary LSA。 Link State ID ：ASBR的Router ID。 Advertising Router:生成LSA的Router ID。 Network Mask：仅保留，无意义。 metric：到目的地址的路由开销。
5类描述了，去往192.168.1.0要通过哪个路由器（asbr 4.4.4.4）。
而4类描述了怎么去往这个asbr（要通过3.3.3.3）
所以5类+4类就能准确描述一个外部路由了。
3.5 外部路由的度量
Metric-Type-1 ：当外部路由的开销与自治系统内部的路由开销相当，并且和OSPF自身路由的开销具有可比性时，可以认为这类路由的可信程度较高，将其配置成Metric-Type-1。
Metric-Type-1外部路由的开销为AS内部开销（路由器到ASBR的开销）与AS外部开销之和。
Metric-Type-2 ：当ASBR到AS之外的开销远远大于在AS之内到达ASBR的开销时，可以认为这类路由的可信程度较低，将其配置成Metric-Type-2。
Metric-Type-2外部路由的开销等于AS外部开销。
Metric-Type-2是缺省值，下面将AS的外部开销改成10:
AR07上查看路由表：Cost为10
将度量类型改为Metric-Type-1：
AR07上再次查看路由表：Cost为61。外部开销（10）+本路由器到asbr的开销（1+48+1+1=51）=61
4.OSPF特殊区域
4.1 Stub区域和Totally Stub区域
4.1.1 Stub区域：
Stub区域的ABR不向Stub区域内传播它接收到的AS外部路由，Stub区域中路由器的LSDB、路由表规模都会大大减小。
为保证Stub区域能够到达AS外部，Stub区域的ABR将生成一条缺省路由（使用3类LSA描述）。
配置Stub区域时需要注意下列几点： 骨干区域不能被配置为Stub区域。 Stub区域中的所有路由器都必须将该区域配置为Stub。 Stub区域内不能引入也不接收AS外部路由。 虚连接不能穿越Stub区域。
配置area4 为stub区域：
AR03（ABR）汇总的3类 LSA缺省路由，而且汇总后metric值变成了1.
AR07查看缺省路由，这条缺省路由的cost为2，AR07到AR03的cost（1）+AR03汇总的cost（1）=2
查看AR07的lsdb，只有1、2、3类LSA。到192.168.1.0的外部路由消失。但是区域间的3类路由还在。
4.1.2 Totally Stub区域：
Totally Stub区域既不允许AS外部路由在本区域内传播，也不允许区域间路由在本区域内传播。
Totally Stub区域内的路由器通过本区域ABR下发的缺省路由（使用3类LSA描述）到达其他区域，以及AS外部。
Totally Stub区域访问其他区域及AS外部是通过默认路由实现的。
与Stub区域配置的区别在于，在ABR上需要追加no-summary关键字。因为ABR负责汇总，所以只在ABR运行此命令即可。
查看AR07 的lsdb，其他区域的3类lsdb也没有了。
4.2 NSSA区域与Totally NSSA区域
OSPF规定Stub区域是不能引入外部路由的，这样可以避免大量外部路由引入造成设备资源消耗。
对于既需要引入外部路由又要避免外部路由带来的资源消耗的场景，Stub和Totally Stub区域就不能满足需求了。
4.2.1 NSSA区域
NSSA（Not-So-Stubby Area）非完全末梢区域,能够引入外部路由，同时又不会学习来自OSPF网络其它区域引入的外部路由。
将区域4配置为NSSA：
AR07上引入外部直连路由：
在AR03上查看路由表：到192.168.2.0 的路由为NSSA为7类LSA。
而在其它区域路由器查看路由表，7类LSA被转成了5类
查看AR07的LSDB:192.168.2.0 路由被引入，而其它区域的外部路由192.168.1.0以0.0.0.0的形式展现。
4.2.2 Totally NSSA区域
Totally NSSA与NSSA区域的配置区别在于前者在ABR上需要追加no-summary关键字。
在AR03(ABR)上配置Totally NSSA：
再次查看AR07的LSDB:192.168.2.0 路由被引入，而其它区域的外部路由192.168.1.0以3类LSA 0.0.0.0的形式展现。
其它区域间的路由以7类LSA 0.0.0.0的形式展现。
在其它路由器查看：7类LSA被转成了5类LSA。
5.其它知识点
5.1 区域间路由汇总和外部路由汇总
在ABR执行路由汇总：对区域间的路由执行路由汇总。abr-summary
在ASBR执行路由汇总：对引入的外部路由执行路由汇总。 asbr-summary
5.2 Silent-Interface
通过Silent-Interface的配置，增强OSPF的组网适应能力，减少系统资源的消耗。
Silent-Interface有以下特性： Silent-Interface不会接收和发送OSPF报文。 Silent-Interface的直连路由仍可以发布出去。
5.3 OSPF报文认证
OSPF支持报文认证功能，只有通过认证的OSPF报文才能被接收。
路由器支持两种OSPF报文认证方式，当两种认证方式都存在时，优先使用接口认证方式：
区域认证方式：一个OSPF区域中所有的路由器在该区域下的认证模式和口令必须一致。
接口认证方式：相邻路由器直连接口下的认证模式和口令必须一致。
6.总结
6.1 LSA的类型
（1）Router LSA（1类）：路由LSA。每个设备都会产生，在接口区域内泛洪。
（2）Network（2类）：网络LSA。由DR产生，描述MA网络汇总的路由器，在接口所属区域泛洪。
（3）Network Summary（3类）：网络汇总LSA。由ABR产生，用于区域间路由传递，描述某个区域内网段路由。
（4）ASBR Summary LSA（4类）：ASBR汇总LSA。由ABR产生，通告其它区域ASBR的路由。
（5）AS External LSA（5类）：AS外部LSA。ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由。
（6）NSSA LSA（7类）：非完全末梢区域LSA。由ASBR产生，用于描述到达OSPF域外的路由。NSSA LSA与AS外部LSA功能类似，但是泛洪范围不同。NSSA LSA只能在始发的NSSA内泛洪，并且不能直接进入Area0。NSSA的ABR会将7类LSA转换成5类LSA注入到Area0。
6.2 其它
（1）单区域内只有1类和2类LSA。
（2）多区域，区域间的路由通过3类LSA进行传递，ABR负责产生3类LSA。
（3）外部路由由ASBR负责引入，以5类形式在OSPF网络泛洪。ABR负责产生如何去往ASBR的4类LSA。
（4）通过配置Stub区域和Totally Stub区域可减少区域网络流量减少路由条目（只有1、2、3类）。而要想引入外部路由则需要配置成NSSA和Totally NSSA区域，生成7类LSA，ABR再将7类转成5类传递到其它区域。
