网络运维学习笔记（DeepSeek优化版）025 HCIP-Datacom OSPF域间路由计算

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OSPF域间路由计算：多区域的路由计算

OSPF域间路由计算：多区域的路由计算

一、OSPF区域设计原则

1.1 区域划分核心规则

骨干区域（Area 0） ：必须存在且唯一
非骨干区域（编号非0）：必须和骨干区域相连（编号非0）
基于接口：区域是基于接口的，每条链路的接口在同一区域

1.2 区域特性

独立LSDB：每个区域维护独立的链路状态数据库LSDB
SPF树隔离：各区域独立运行SPF算法生成最短路径树SPF树
LSA泛洪限制：1/2类LSA仅在区域内泛洪，3类LSA跨区域传播

二、LSDB与SPF树机制

2.1 ABR设备特性

多LSDB维护：每个接口连接的区域对应独立LSDB

[R2]display ospf lsdb       # ABR会出现两个LSDB
                 Area:0.0.0.0
Type           LinkState ID         AdvRouter           Age     Len       Sequence        Metric
Router         2.2.2.2              2.2.2.2              156     36       80000005         1     #1类 
Router         1.1.1.1              1.1.1.1              161     36       80000004         1
Network        12.1.1.2             2.2.2.2              156     32       80000002         0     #2类 
Sum-Net        100.1.1.1            2.2.2.2              93      28       80000001         1     #3类   
Sum-Net        23.1.1.0             2.2.2.2              191     28       80000001         1
                 Area:0.0.0.1
Type           LinkState ID         AdvRouter           Age     Len       Sequence        Metric
Router         2.2.2.2              2.2.2.2              130     36       80000004         1
Router         3.3.3.3              3.3.3.3               94     48       80000005         1
Network        23.1.1.3             3.3.3.3              127     32       80000002         0
Sum-Net        12.1.1.0             2.2.2.2              191     28       80000001         1

2.2 路由计算过程

域内计算：基于1/2类LSA生成精确拓扑
域间传递：ABR将最优路由转换为3类LSA

[R1]display ip routing-table protocol ospf       #区域外的路由也能学到
Route Flags : R  - relay , D – download to fib
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : OSPF
           Destinations : 2                Routes : 2
OSPF routing table status : <Active>
           Destinations : 2                Routes : 2
Destination/Mask         Proto       Pre       Cost        Flags   Nexthop            Interface
   23.1.1.0/24           OSPF        10        2            D      12.1.1.2           GigabitEthernet0/0/0
  100.1.1.1/32           OSPF        10        2            D      12.1.1.2           GigabitEthernet0/0/0
  
OSPF routing table status : <Inactive>
           Destinations : 0                Routes : 0

[R1]display ospf lsdb       
Type           LinkState ID         AdvRouter           Age     Len       Sequence        Metric
Router         2.2.2.2              2.2.2.2             277      36       80000005         1
Router         1.1.1.1              1.1.1.1             279      36       80000004         1
Network        12.1.1.2             2.2.2.2             277      32       80000002         0
Sum-Net        100.1.1.1            2.2.2.2             214      28       80000001         1
Sum-Net        23.1.1.0             2.2.2.2             311      28       80000001         1

三、3类LSA工作原理

3.1 LSA生成机制

来源转换：将1/2类LSA的拓扑信息转换为路由条目
防环设计：仅允许骨干区域转发3类LSA

3.2 路由传递示例

3.3 报文结构深度解析

3.3.1 关键字段说明

[R1]display ospf lsdb summary 100.1.1.1
OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
        Area:0.0.0.0
    Link State Database
Type          : Sum-Net             #LS类型：3类LSA（Summary LSA）。用来描述区域间路由的信息
Ls id         : 100.1.1.1           #LSA的名字。3类LSA中使用该路由的网络地址充当
Adv rtr       : 2.2.2.2             #通告者：3类LSA中一般使用ABR路由器
Ls age        : 565                 #LSA存活时间（秒）
Len           : 28                   
Options       :  E                
seq#          : 80000001            #序列号（用于识别新旧LSA）
chksum        : 0xfeed              #校验和（数据完整性验证）
Net mask      : 255.255.255.255     #这个路由信息的网络掩码
TOS 0 metric  : 1                   #ABR路由器到达该目的网络的开销值
Priority      : Low

3.3 多ABR转发机制

3.3.1 跨区域转发流程

在这里插入图片描述

3.3.2 转发规则细节

重新包装机制：
- 修改AdvRouter为当前ABR的Router ID
- 更新Metric值：新Metric = 原Metric + 出接口Cost
防环设计：
- 仅允许骨干区域→非骨干区域转发
- 禁止非骨干区域→骨干/非骨干区域转发

3.4 路由计算特性

3.4.1 路径开销计算

总开销公式：

总开销值 = 自身路由器到达ABR的开销值 + 3类LSA携带的开销值

3.4.2 SPF树处理逻辑

叶子节点特性：3类LSA作为ABR节点的叶子信息
拓扑独立性：3类LSA的缺失不影响区域内的SPF树稳定性
路由矢量特征：仅当ABR路由表存在该路由时才进行泛洪

四、LSA类型总结

LSA类型	名称	作用范围	关键功能描述
1类	Router LSA	本区域	描述自身直连接口链路状态信息
2类	Network LSA	本区域	描述伪节点信息（拓扑信息+叶子信息）
3类	Summary LSA	跨区域	描述域间路由信息

在这里插入图片描述

五、ABR工作机制深度解析

ABR：连接多个区域，并且在骨干区域存在一个活动的接口
功能：
- 将直连区域内的最优路由转换成3类LSA，泛洪到其他连接的区域中。
- 将骨干区域内的3类LSA，继续以3类LSA的形式泛洪到其他直连非骨干区域内。

5.1 ABR判定场景

5.1.1 连接模式对比

5.1.2 典型连接场景

无效ABR
- 连接区域1/2/3（均非骨干区域）
- 无区域0接口
潜在ABR

Loopback0-------R1---------R2
|-- Area0 -----|-- Area1 ---|

需验证邻接状态

有效ABR

R3------------R1-----------R2
|-- Area0 -----|-- Area1 ---|

骨干区域建立Full邻接

六、华为设备特殊机制

6.1 ABR标识异常


异常配置示例
[R1] ospf 1
[R1-ospf-1] area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0] area 1 # 未宣告任何接口

6.1.1 现象表现

检测项	正常ABR	异常ABR
display ospf peer	显示Full状态	无邻接关系
option字段	ABR位已置位	ABR位虚置
路由表	有3类LSA路由	无实际路由

6.2 故障排查要点

ABR有效性验证

display ospf peer # 检查邻接状态
display ospf lsdb # 验证3类LSA生成
display ip routing-table # 确认路由实际下发

配置规范建议

确保至少一个骨干区域接口激活
所有连接区域需实际宣告接口
验证ABR间的Full邻接状态

七、区域间路由防环机制

7.1 拓扑

在这里插入图片描述

14.1.1.0/24网段不会变成3类LSA传递到其他区域，为什么呢？

7.2 核心防环原则

ospf规定不同区域间的路由器交互只能通过ABR实现。ABR是连接到骨干区域的，所以在区域设计上规定

所有非骨干区域要连接到骨干区域
区域间的通讯需要通过骨干区域，形成逻辑上的星型拓扑，且无环。

ABR不会将非骨干区域的3类LSA传递到骨干区域，1类2类可以转换成3类传递到骨干区域；

ABR在骨干区域存在邻居的时候，不会计算非骨干区域的3类LSA ；
ABR在骨干区域不存在邻居的时候，会计算非骨干区域的3类LSA。

无论cost，1类LSA优于3类LSA

八、典型场景分析

8.1 拓扑说明：

在这里插入图片描述

8.2 问题：

❓ Area 0的1.1.1.1/32能否出现在R3路由表中？

分析流程：

结论：
✅ 会出现，R3通过3类LSA学习到该路由

8.3 问题：

❓ Area 0的2.2.2.2/32能否出现在R1/R2路由表中？

防环机制：

结论：
❌ 不会出现在R1/R2路由表，ABR阻止非骨干→骨干转发

8.4 问题：

❓ R5是否学习到1.1.1.1/32和2.2.2.2/32？

转发限制：

结论：
❌ 两条路由均不会出现在R5路由表