Чому всі області повинні підключатися до магістралі Area 0 в OSPF?

Це запитання - це буквальний репост того ж запитання, яке задають спільноті підтримки Cisco . Відповіді унікальні для обміну стеками.

Я шукав правильну причину, чому всі області повинні бути підключені до області 0 в OSPF. У мене є невелика ідея, але мені не зрозуміло з цілою концепцією.

Якщо 2 області не з'єднані через область 0 (суперечлива), як OSPF, який діє як протокол стану зв'язку, збільшує можливість маршрутизації циклів?

Основа OSPF

Чому область 0 є основою хребта в OSPF? Чому всі інші області повинні підключатися до нього?

Це дуже добре пояснено в RFC 3509, Розділ 1.2 ¹ :

1.2 Мотивація

У областях OSPF топологія області обмежена таким чином, що повинна бути область хребта (область 0), а всі інші області повинні мати або фізичні, або віртуальні з'єднання з магістраллю. Причиною такої зіркової топології є те, що в міжрегіональній маршрутизації OSPF використовується дистанційно-векторний підхід, а сувора ієрархія області дозволяє уникати проблеми "підрахунку до нескінченності". OSPF запобігає циклі маршрутизації між областями, реалізуючи механізм розділеного горизонту, дозволяючи ABR вводити в магістраль тільки Summary-LSAs, отримані з внутрішньообласних маршрутів, і обмежує обчислення SPF на ABR, щоб враховувати лише Summary-LSAs у зоні магістралі база даних посилань.

OSPF зазвичай вважається протоколом стану зв'язку . Що деякі люди пропускають, це те, що OSPF використовує як протокол стану зв'язку, так і алгоритми протоколу вектора відстані .

• Маршрути в межах хребта або в області, що не є хребтом, обчислюються як протокол стану зв'язку (посилання алгоритму Діккстри ).
• Коли OSPF повинен здійснювати небійні маршрути через магістраль, він використовує деяку поведінку вектора відстані (тобто частини алгоритму Беллмана Форда ) для розповсюдження показників LSA типу 3 LSA в небійні області.

Простий приклад поведінки вектора дистанції OSPF :

<-- Area 5 --><-- Area 0 --><--           Area 4           -->

R5-----------R1-----------R2------------R3---------------------R4
     Cost 3      Cost 5        Cost 7            Cost 12

               LSA-->          LSA-->
               Type3 LSA       Type3 LSA
               {From R1}       {From R2}
               R5 cost is 3    R5 cost is 8

Поміркуйте, що відбувається з маршрутом / 32 циклу зворотного зв'язку для R5.

1. R5 посилає LSA типу 1, що містить / 32 Loopback
2. R1 (область 5 ABR), підключений до області 0; це переводить тип LSA типу 1 в LSA типу 3 з вартістю 3.
3. R2 (область 4 ABR) отримує LSA R3 типу 3 (показник 3) і змінює показник на цикл зворотного зв'язку R5 на основі вартості R2 на R1 . Тепер L2 типу R2 типу R2 для R5 коштує 8. Це поведінка вектора відстані, про яку я згадував вище.

Необхідність, щоб всі незвоночні маршрути проходили через хребет, - це механізм запобігання циклу.

Підключення нереберних областей OSPF на АБР

Якщо 2 області не з'єднані через область 0 (суперечлива), як OSPF, який діє як протокол стану зв'язку, збільшує можливість маршрутизації циклів?

Як ми бачили вище, OSPF використовує поведінку вектора відстані для надсилання маршрутів через магістраль Area 0. Протоколи векторних відстаней мають добре відомі межі, такі як проблема відліку до нескінченності . OSPF був би вразливим до тих самих питань, якби у нас не було меж щодо його поведінки.

¹ _{RFC 3509 описує поведінку ABR Cisco IOS}

Зона 0 була обрана для основи, число 0 або 0,0.0,0 - це просто число.

Оскільки OSPF є станом зв'язку, LSDB повинен бути однаковим у межах області. Це потрібно для того, щоб розрахунок SPF був узгодженим та для запобігання циклів маршрутизації.

Якщо використовується одна зона OSPF, будь-яка область може бути використана, немає необхідності мати область 0.

Під час роботи з декількома зонами OSPF слід використовувати ABR. ABR - це маршрутизатор з суміжністю в області 0 і принаймні в одній іншій області.

АБР приймають ЛДЗ типу 1 та 2 та оголошують їх як зведені ОРД типу 3 в інших областях. Це не узагальнення префіксів, це зведення топологічної інформації. Це насправді поведінка вектора дистанції.

Оскільки в інших областях немає повної інформації один про одного, весь міжобласний трафік повинен проходити через область 0. Інакше можуть бути петлі маршрутизації, оскільки не мають повної топології.

Завдяки такій конструкції OSPF не повинен запускати повний SPF, коли посилання йдуть вгору / вниз в інших областях. Це збільшує масштабованість.

З "OSPF: Анатомія протоколу маршрутизації" Джона Моя, який написав велику частину специфікації OSPF.

Обмін інформацією про маршрутизацію між областями є по суті дистанційним вектором. З дистанційним вектором, чим більша кількість зайвих шляхів, тим гірші ваші властивості конвергенції. OSPF вимагає, щоб усі області були прикріплені безпосередньо до хребта, щоб обмежувати топологію простою топологією концентратора та розмовляння. Це виключає зайві шляхи і не дозволяє йому піддаватися проблемам "відліку до нескінченності".