网络运维学习笔记（DeepSeek优化版）027 OSPF外部路由计算

文章目录

OSPF外部路由计算
- 1. 实验拓扑与基础配置
- 2. 关键配置命令
- - 2.1 引入静态路由
  - 2.2 查看路由表
- 3. LSA生成与传播分析
- - 3.1 ASBR角色通告（1类LSA）
  - 3.2 外部路由通告（5类LSA）
  - 3.3 外部路由引入过程
- 4. 5类LSA关键字段解析
- 5. 外部路由类型控制
- - 5.1 修改开销类型
  - 5.2 调整种子度量
- 6. 4类LSA关键字段解析
- - 6.1 LSA类型与作用
  - 6.2 生成机制
  - 6.3 字段解析示例
- 7. 关键问题与LSA类型总结
- - 7.1 思考题精解
  - - 问题①：有5类LSA必然存在4类LSA吗？
    - 问题②：存在4类LSA必然存在5类LSA吗？
  - 7.2 ABR核心功能解析
- 8. OSPF三大LSA类型详解
- - 8.1 LSA基础概念
  - 8.2 LSA分类矩阵
  - - 8.2.1 域内路由计算
    - 8.2.2 域间路由计算
    - 8.2.3 外部路由计算
- 9. 综合实验
- - 9.1 实验拓扑
  - 9.2 问题列表
  - 9.3 详细解答
OSPF中FA地址的作用机制与实验验证
- 1. 实验背景
- 2. 实验拓扑与基础配置
- - 2.1 关键配置步骤
- 3. 实验结果分析
- - 3.1 路由表异常现象
  - 3.2 5类LSA关键字段解析
- 4. FA地址核心知识点
- - 4.1 生成条件
  - 4.2 功能特性
OSPF默认路由
- 1. 实验
- - 1.1 基础配置与缺省路由引入
  - 1.2 跨进程路由引入
  - - 1.2.1 网络拓扑说明
    - 1.2.2 双向路由引入配置
    - 1.2.3 路由转换特性

OSPF外部路由计算

1. 实验拓扑与基础配置

实验目标：将R4的静态路由引入OSPF域，观察外部路由传播机制及LSA生成过程。
实验拓扑图

2. 关键配置命令

2.1 引入静态路由

[R4-ospf-1] import-route static # 将静态路由注入OSPF进程，可以引入直连、静态、rip、ospf、isis、bgp等外部路由

2.2 查看路由表

[R1] display ip routing-table     #路由表中出现外部的路由，协议是O_ASE即ospf外部路由,且优先级与内部的10不同，外部的是150
......5.5.5.5/32            O_ASE       150       1            D      12.1.1.2           GigabitEthernet0/0/0

3. LSA生成与传播分析

抓包观察到两条LSU更新

3.1 ASBR角色通告（1类LSA）

第一条LSU携带了自身的1类LSA，重点是Flags，标记了路由器自身的角色是ASBR。
1类LSA标记ASBR

验证ASBR标记：

[R4] display ospf lsdb router 4.4.4.4      #查看R4的1类LSA ，也能看到标记了ASBR

第一条LSU的重点是通知其他路由器，本路由器的路由器角色的变化。

3.2 外部路由通告（5类LSA）

第二条LSU携带了5类LSA，就是引入的外部路由。

[R4] display ospf lsdb

数据库输出示例：

Type LinkState ID AdvRouter Age Len Sequence Metric
External 5.5.5.5 4.4.4.4 1139 36 80000001 1

3.3 外部路由引入过程

在使用命令将静态路由引入到ospf后，R4会触发两条LSU报文
- 第一条携带1个自身的1类LSA，且会把ASBR置位，用来告诉本区域的其他路由器，我成为了ASBR，要引入外部路由了；
- 第二条LSU携带的就是引入的外部路由（5类LSA）

4. 5类LSA关键字段解析

5类LSA（External LSA）：用来描述外部路由信息

[R4]display ospf lsdb        #查看数据库发现最下面多出一个External（5类LSA），在External（外部路由）数据库
OSPF Process 1 with Router ID 4.4.4.4Link State DatabaseArea:0.0.0.2
Type           LinkState ID         AdvRouter           Age     Len       Sequence        Metric
Router         4.4.4.4              4.4.4.4            1139      36       80000005         1
Router         3.3.3.3              3.3.3.3            1346      36       80000004         1
Network        34.1.1.4             4.4.4.4            1338      32       80000002         0
Sum-Net        12.1.1.0             3.3.3.3            1362      28       80000001         1
Sum-Net        23.1.1.0             3.3.3.3            1397      28       80000001         1AS External Database
Type           LinkState ID         AdvRouter           Age     Len       Sequence        Metric
External       5.5.5.5              4.4.4.4            1139      36       80000001         1

外部路由不是基于区域泛洪，他在ospf的自治域中泛洪，与骨干/非骨干的区域无关，凡是建立Full邻居关系的都会被泛洪（能传但不一定会算）

[R4]dis ip routing-table   #这条路由一定是静态学来的
......5.5.5.5/32          Static        60         0           RD       45.1.1.5           GigabitEthernet0/0/0

[R4]display ospf lsdb ase 5.5.5.5    #查看5类LSA的方式。ase：外部
Type          : External             #LS类型：5类LSA（External LSA）。用来描述外部路由信息
Ls id         : 5.5.5.5              #LSA的名字。5类LSA中表示外部路由的网络地址
Adv rtr       : 4.4.4.4              #通告者：5类LSA中使用ASBR路由器
......
Net mask      : 255.255.255.255      #该外部路由信息的网络掩码
TOS 0 metric  : 1                    #ASBR路由器到达该目的网络的开销值。外部cost引入后不再计算，一律是1  TOS：优先级
E type        : 2                    #描述了5类LSA的开销值类型，默认为2，可改为1。.引入时更改。
Forwarding Address :0.0.0.0          #转发地址（FA）：可优化ospf访问路径
Tag           : 1                    #路由标记：用来作为路由策略的一个匹配参数

E Type的类型对比：

类型	计算方式	适用场景
Type1	内部开销 + 外部开销	需要精确路径选择的复杂网络
Type2	仅外部开销（默认）	简单网络或需要优先外部度量

5. 外部路由类型控制

5.1 修改开销类型

[R4-ospf-1] import-route static type 1  #更改方式为引入时即更改

5.2 调整种子度量

[R4-ospf-1] import-route static cost 1000   #如果不想更改tpye类型，还可以手动更改外部路由的种子开销值来影响选路

6. 4类LSA关键字段解析

6.1 LSA类型与作用

4类LSA（ASBR Summary LSA） ：描述ASBR位置信息，由ABR生成并跨区域传播

6.2 生成机制

关键过程：

ABR接收到含ASBR标记的1类LSA
转换为4类LSA向相邻区域传递
其他ABR收到后更新AdvRouter字段为自己，继续泛洪

Sum-Asbr       4.4.4.4              3.3.3.3            1973      28       80000002         1

6.3 字段解析示例

[R4]display ospf lsdb asbr 4.4.4.4
Type          : Sum-Asbr            #LS类型：4类LSA（asbr LSA）。用来描述ASBR信息
Ls id         : 4.4.4.4             #LSA的名字。4类LSA中使用ASBR路由器的router-id填充
Adv rtr       : 3.3.3.3             #通告者：4类LSA中使用ABR路由器
......    
TOS 0 metric  : 1                    #用来描述ABR路由器到达ASBR路由器的开销值。

7. 关键问题与LSA类型总结

7.1 思考题精解

问题①：有5类LSA必然存在4类LSA吗？

答案：
❌ 不一定。在单区域拓扑中，由于没有ABR存在，不会生成4类LSA。

问题②：存在4类LSA必然存在5类LSA吗？

答案：
❌ 不一定。以下两种情况会导致分离：

执行import-route命令但路由表中无对应路由条目
引入的路由被路由策略过滤

7.2 ABR核心功能解析

功能场景	具体行为
接收ASBR标记的1类LSA	生成4类LSA向其他直连区域传播
接收其他区域的4类LSA	更新AdvRouter字段后继续泛洪
跨区域路由传递	将1类/2类LSA转换为3类LSA传递

8. OSPF三大LSA类型详解

8.1 LSA基础概念

定义：
链路状态通告（Link-State Advertisement），通过LSU报文传输的OSPF协议数据单元，存储于LSDB中。
当一台路由器的接口宣告进了OSPF进程中，那么这个接口的信息（IP 掩码邻居信息等等）就会生成链路状态（LS）

8.2 LSA分类矩阵

8.2.1 域内路由计算

LSA类型	作用范围	核心功能
1类	本区域	用来描述路由器自身的直连状态，同时1类LSA还描述了路由器自身的角色（ABR ASBR vlink）
2类	本区域	当邻居互联链路的网络类型为广播或者NBMA时，使用DR所在接口的IP信息形成伪节点，使用2类LSA来描述伪节点信息（树干，叶子）

8.2.2 域间路由计算

LSA类型	作用范围	核心功能
3类	跨区域	ABR把域内1类和2类LSA计算出的最优路由以3类LSA形式在其他直连区域内进行传递

防环机制：

星型拓扑约束：非骨干区域必须直连骨干区域
ABR策略限制：
- 非骨干区域3类LSA不会传递到骨干区域
- 骨干区域存在邻接时不会计算非骨干区域的3类LSA
- 骨干区域不存在邻接关系则会计算非骨干区域的3类LSA
路由优先级：1类LSA > 3类LSA（无视cost值）

8.2.3 外部路由计算

LSA类型	作用范围	核心功能
5类	全自治系统	当执行了引入动作之后，路由表中的路由条目会以5类LSA的形式存放在LSDB中，并且在整个OSPF自治域内进行传递，不基于区域
4类	跨区域	当ABR收到ASBR置位的1类LSA后，会将1类转4类传递到其他直连区域，用于帮助其他区域的路由器计算5类LSA

9. 综合实验

9.1 实验拓扑

实验拓扑示意图

9.2 问题列表

要求：R4和R1之间的直连接口宣告到Area 0。R1和R2之间的直连接口宣告到Area 1。在R2上有一个lo0宣告到Area 0，在R2上有一个静态路由，
R2和R3之间没有ospf，只有静态指向了R3，目标是lo0，在R3上做了一条往回指的默认路由，在R2上把静态路由引入进了ospf。

R2作为ABR会产生4类LSA么？
R1作为ABR会产生4类LSA么？
R1的路由表里有200.200.200.200么？为什么？
R1的路由表里有100.100.100.100么？为什么？
R5能ping通200.200.200.200么？为什么？
R5能ping通100.100.100.100么？为什么？
如果R1和R5之间宣告了区域2，那么R5路由表中还会有100.100.100.100么？为什么？

9.3 详细解答

1. 不会产生：它只会生成5类LSA，不会在直连区域产生4类LSA。
  因为直连区域内的路由器可通过1类LSA构建的SPF树来找到ASBR。
1. 会产生：R1收到R2的标识ASBR的1类LSA，会将其转换成4类LSA。
1. 没有：200.200.200.200在R2上是1类LSA，作为最优路由传递到area 1中，被转换成了3类LSA。
  R1收到此条3类LSA由于防环原则，不会继续传递。
1. 有：当R2把static路由引入后，会作为5类LSA存在。
  5类LSA凡是建立Full邻居关系的路由器都会被泛洪。
1. 不能：R1就没有此路由，R5更没有了。
1. 能：ping的原理之有去有回
  去的路径上都存在目的IP的路由，回的路径上都存在源IP的路由。
1. 没有：R1不会再成为ABR，也就不会再传递Area 1中的1类、4类LSA。
  只有不基于区域传递的5类LSA，找不到通告者ASBR，计算不出来。

OSPF中FA地址的作用机制与实验验证

1. 实验背景

在配置OSPF协议并引入静态路由时，发现外部路由出现多路径问题。通过分析5类LSA中的 FA地址(Forwarding Address) 字段，验证其对路由计算的影响。

2. 实验拓扑与基础配置

实验拓扑图
（图示：FA地址应用场景的网络拓扑）

2.1 关键配置步骤

[R1]ip route-static 100.100.100.100 32 123.1.1.3     #R1上配置静态路由
[R1-ospf-1]import-route static        #R1上配置引入静态路由到OSPF
[R1]dis ospf lsdb    #此时查看R1的lsdb能看到引入的外部路由

3. 实验结果分析

3.1 路由表异常现象

Routing for ASEs
Destination            Cost      Type     Tag      Nexthop      AdvRouter
100.100.100.100/32     1         Type2     1       24.1.1.2     1.1.1.1
100.100.100.100/32     1         Type2     1       14.1.1.1     1.1.1.1

此时静态路由转换成的5类LSA被泛洪到了配置ospf的所有路由器的ospf数据库中。
R4能通过area 0中的1类LSA计算出如何去往ASBR，也就能计算出去往100.100.100.100的路由。
但是计算出了两个，分别为通过了R1和通过了R2。
这就是FA地址的原因。

3.2 5类LSA关键字段解析

<R1> display ospf lsdb ase 100.100.100.100  #查看5类LSA 
Type          : External       
Ls id         : 100.100.100.100          
Adv rtr       : 1.1.1.1             
......      
Net mask      : 255.255.255.255     
TOS 0 metric  : 1                   
E type        : 2
Forwarding Address :123.1.1.3       #可以看到FA地址（Forwarding Address）有了内容。之前都是0.0.0.0。外部路由的下一跳会填充到FA地址中。
Tag           : 1

4. FA地址核心知识点

4.1 生成条件

✅ ASBR的外部路由出接口需满足：
- 接口已宣告进OSPF进程
- 未配置静默接口(silent-interface)
- 网络类型非P2P（Broadcast/NBMA）
❌ 产生FA地址条件，不包括：
- AR1和AR2建立邻居

4.2 功能特性

场景	计算方式	路径选择依据
FA=0.0.0.0	寻找ASBR	到达ASBR的开销
FA≠0.0.0.0	通过SPF树寻找FA地址	到达FA地址的开销

OSPF默认路由

1. 实验

在这里插入图片描述

1.1 基础配置与缺省路由引入

ASBR配置命令

[R3-ospf-1]default-route-advertise

仅引入缺省路由（若使用import-route static会引入所有静态路由）
若R7-R3链路中断，全网能感知到路由变化（bfd不会感知，因为整网收敛）

链路主备场景扩展参数

permit-calculate-other

允许计算其他路由器的cost值
需在备用链路所在设备配置此参数

1.2 跨进程路由引入

在这里插入图片描述

1.2.1 网络拓扑说明

红圈区域划分
- 左/右红圈代表两个独立公司网络
- 接口配置不同OSPF进程
- 可临时使用虚链路（vlink）但稳定性较差

1.2.2 双向路由引入配置

[R3-ospf-100]import-route ospf 200    #在r3的ospf100进程引入ospf200
[R3-ospf-200]import-route ospf 100    #在r3的ospf200进程引入ospf100

1.2.3 路由转换特性

跨进程引入后：
- 原始1类LSA转换为5类LSA
- 突破OSPF区域限制
- 实现两个OSPF自治域互通