四、OSPF区域

OSPF路由器在同一个区域(Area)内网络中泛红LSA(链路状态通告)。为了确保每台路由器都拥有对网络拓扑的一致认知，LSDB需要在区域内进行同步。如果OSPF域仅有一个区域，随着网络规模越来越大，LSDB越来越庞大，OSPF路由器的数量越来越多，同时导致OSPF路由表规模增加，路由器资源消耗多，设备性能下降，影响数据转发，基于庞大的LSDB进行路由器计算变得困难。

当网络拓扑变更时，LSA全域泛红和全网SPF重计算带来巨大负担。

一、区域(OSPF Area)

OSPF在进行配置路由协议时需要对逻辑的网络拓扑进行区域的划分，主要有：骨干区域、非骨干区域、特殊区域三大类。

划分区域有什么作用？

1、OSPF引入多区域的设计,将一个OSPF域划分成多个区域，使OSPF能够支持更大规模的网络。

2、区域将OSPF路由划分成不同的组，不同组以区域ID标识，减少区域内设备的数量(LSDB数据库的大小)和LSA泛洪的范围，当设备失效后影响范围是区域内，不会影响到区域外的设备，达到网络优化的目的。

3、在区域边界可以做路由汇总，减小了路由表规模。

1、区域介绍

区域OSPF Area：共享链路状态信息的一组路由器，在同一个区域内的路由器有相同的链路状态数据库。用于标识一个OSPF的区域。区域号相同，则为相同区域。

OSPF支持将一组网段组合在一起，这样的一个组合称为一个区域。

每个区域运行一个独立的链路状态选路算法，区域内部的网络拓扑结构在区域外不可见。

如果一个路由器的多个接口属于不同区域，它要为每个区域都运行一个链路状态选路算法，即OSPF协议实例。

(上图示)网络中的R3、R4、R5和R8，都分属于两个区域，因而都要运行两个OSPF协议实例。

(1)虚拟链路

主干区域必须是连续的：所有区域边界路由器都能通过主干区域到达其他区域边界路由器。

若不满足，可配置虚拟链路(virtual link)使主干区域变成连续的。

(上图示)网络中，主干区域中的路由器R3、R4、R6形成一个连通网络，R5、R7、R8形成另一个连通网络，但这两个网络在主干区域中没有连接，因而主干区域是不连续的。但R4和R5都连接到了区域3，它们在区域3中通过N4连接。这时，可以在主干区域中在R4和R5之间配置一条“虚拟链路”，使主干区域变成连续的；虚拟链路实际利用R4和R5在区域3中的物理连接来进行通信。

主干区域将虚拟链路看作是一个点到点链路，其传输代价就是非主干区域中连接虚拟链路两端路由器的路由的代价。

(2)OSPF区域的特点

1、减少路由表条目，没有自动汇总，不存在域内汇总，只有域间和域外的汇总。

2、当拓扑变更时限制在一个区域内。

3、某些特定的LSA只能在区域内泛洪，好处是减少其他区域LSDB的条目数量。

4、分层一定要基于层次化网络设计

2、区域划分

区域是从逻辑上将设备划分为不同的组，是基于端口划分的，每个组用区域号Area ID来标识。

区域的分类∶骨干区域与非骨干区域。骨干区域和非骨干区域通常采用星型结构连接：主干区域作为中心节点，非主干区域是边缘节点。

OSPF将网络划分为不同的区域(Area)，并使用OSPF区域之间的区域间路由(Inter-Area Routing)和区域内路由(Intra-Area Routing)来确定最佳路径。

例如，假设我们有一个大型企业网络，划分为三个区域：区域0、区域1和区域2。区域0是骨干区域(Backbone Area)，连接了所有的OSPF区域。区域1和区域2是非骨干区域，它们通过区域间路由与骨干区域连接。

骨干区域(Backbone Area，区域0)：OSPF必须要有的区域。骨干区域必须连接所有的非骨干区域，而且骨干区域不可分割，有且只有一个。一般情况下，骨干区域内没有终端用户。  

非骨干区域(非0区域)：非骨干区域根据实际情况而划分，必须连接到骨干区域(不规则区域也需通过tunnel或virtual-link连接到骨干区域)。非骨干区域主要连接终端用户和资源。

原则：

1.所有的非骨干区域必须与骨干区域相连。

2.骨干区域不能被分割。

2、区域类型

OSPF定义了不同类型的区域包括：骨干区域(Backbone Area)、标准区域(Standard Area)、NSSA区域(Not-So-Stubby Area)和Totally NSSA区域。

1)骨干区域是连接所有区域的主要区域。

2)标准区域是普通的OSPF区域。

3)NSSA区域是一种特殊类型的区域，可以连接到其他非OSPF域。

4)Totally NSSA区域是NSSA区域的变体，更加灵活。

多区域互联原则∶

1)为了避免区域间路由环路，非骨干区域之间不允许直接相互发布区域间路由信息。

2)基于防止区域间环路的考虑，非骨干区域与非骨干区域不能直接相连，所有非骨干区域之间通信必须要通过骨干区域中转才能进行。

3、OSPF域与单区域

一个OSPF网络可以划分成多个区域(Area)。

如果一个OSPF网络只包含一个区域称为单区域OSPF网络；

如果一个OSPF网络包含了多个区域称为多区域OSPF网络。

OSPF域(Domain)：一系列使用相同策略的连续OSPF网络设备所构成的网络。

多区域：是将整个OSPF域划分为多个逻辑区域的过程。每个区域内部运行独立的SPF计算，而区域之间通过区域边界路由器(ABR)进行路由信息交换。

(1)多区域的划分有以下优势：

可扩展性：将网络划分为多个区域可以减少链路状态数据库的大小，降低SPF计算的复杂性，从而提高网络的可扩展性。

管理性能：通过区域划分，网络管理员可以更好地组织和管理网络，分配区域边界路由器和区域内部路由器的职责。

控制路由信息传播：区域之间的路由信息交换通过区域边界路由器进行，可以控制路由信息的传播范围，提高网络的安全性和隔离性。

(2)区域划分策略

在划分OSPF区域时，我们需要考虑网络的拓扑结构和性能要求。

基于物理位置：根据路由器的物理位置将网络划分为区域。这种划分策略适用于分布在不同地理位置的路由器，例如在不同办公室、分公司或数据中心。

基于功能：根据不同的功能要求将网络划分为区域。例如，可以将网络划分为核心区域、汇聚区域和边缘区域，以满足不同区域的功能和性能需求。

基于服务提供者：对于网络提供商(ISP)，可以根据不同的客户或服务类型将网络划分为区域。每个区域可以提供特定的服务，例如互联网接入、虚拟专用网(VPN)等。

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