Протокол маршрутизации OSPF (Open Shortest Path First) для обмена информации о топологии сети использует сообщения LSA (Link State Advertisement). Когда роутер получает LSA сообщение, он помещает его в базу Link-State DataBase (LSDB). Когда все базы между маршрутизаторами синхронизированы, OSPF использует алгоритм Shortest Path First, чтобы высчитать лучший маршрут между сетями.

LSA содержат в себе информацию о маршруте передается внутри Link State Update (LSU) пакета. Каждый LSU пакет содержит в себе один или несколько LSA, и когда LSU отправляется между маршрутизаторами OSPF, он распространяет информацию LSA через сеть. Каждый LSA используется в определенных границах сети OSPF.

ТИПЫ LSA

OSPF в настоящее время определяет 11 различных типов LSA, однако, несмотря на большое разнообразие LSA, только около половины из них обычно встречаются в сетях OSPF, но мы рассмотрим их все.

LSA ТИП 1 – OSPF ROUTER LSA

Пакеты LSA Type 1 (Router LSA) отправляются между маршрутизаторами в пределах одной и той же зоны (area) где они были созданы и не покидают эту зону. Маршрутизатор OSPF использует пакеты LSA Type 1 для описания своих собственных интерфейсов, а также передает информацию о своих соседях соседним маршрутизаторам в той же зоне.

LSA type 1 — “кусочки с маршрутизаторами”

каждый маршрутизатор сообщает свой уникальный “router-id”, и подробный список интерфейсов. Для каждого интерфейса указывается:

IP адрес (если есть)
тип интерфейса
“router-id” с которым установлено состояние смежности на это интерфейсе.

Если смежность(adjacencies) на интерфейсе не установлена, то в поле для “router-id” записывается маска сети для IP адреса и эту сторону кусочка можно считать “плоской” (дольше роутеров нет).

Если тип линка — точка-точка или виртуальное соединение, то теперь нужно найти другой кусочек, с известным “router-id” посредине и совместить соответствующие соединения.

Если тип интерфейса — Broadcast или NBMA (сеть множественного доступа), то на другом конце может быть много разных маршрутизаторов и тут нам становится необходимы

LSA ТИП 2 – OSPF NETWORK LSA

Пакеты LSA Type 2 (Network LSA) генерируются Designated Router’ом (DR) для описания всех маршрутизаторов, подключенных к его сегменту напрямую. Пакеты LSA Type 2 рассылаются между соседями в одной и той же зоны где они были созданы и остаются в пределах этой зоны.

LSA type 2 — “кусочки с сетями”

В сетях с множественным доступом (а обычный ethernet как раз к таким и относится, маршрутизаторы выбирают из своего числа “управляющего” (DR), с которым и устанавливают отношения смежности. Так вот, каждый такой “управляющий” рассылает сообщения которые можно нарисовать так:

в середине IP адрес DR в этой сети с маской, и полный список подключённых маршрутизаторов. Заполняем пробелы:

Вот и всё, теперь повторяя шаги из рисунков 2 и 4, маршрутизатор собирает из кусочков полную топологию сети и может запустить SPF алгоритм. После завершения расчётов ему известны оптимальные пути ко всем маршрутизаторам и сетям.
Пазл с топологией Area мы уже сложили. Но т.к. IP сеть не всегда ограничивается только одной Area и протоколом OSPF, то LSA ещё не закончились.

LSA ТИП 3 – OSPF SUMMARY LSA

Пакеты LSA Type 3 (Summary LSA) генерируются с помощью пограничных маршрутизаторов Area Border Routers (ABR) и содержат суммарное сообщение о непосредственно подключенной к ним зоне и сообщают информацию в другие зоны, к которым подключен ABR. Пакеты LSA Type 3 отправляются в несколько зон по всей сети.

LSA type 3 — “маршруты в другую область”

эту составляющую нарисуем как зелёный квадратик прицепленный к маршрутизатору, с информацией о сети из другой Area и стоимости соединения. Маршрутизатор к которому мы их подсоединяем — называется ABR. Интерфейсы к которым цепляем “рамочку” не указываются, т.к. они принадлежат другой области.

LSA ТИП 4 – OSPF ASBR SUMMARY LSA

Пакеты LSA Type 4 (ASBR Summary LSA) – это LSA, которые объявляют присутствие автономного пограничного маршрутизатора Autonomous System Border Router (ASBR) в других областях.

LSA type 4 — длинный хвост.

что делать если маршрутизатор к которому надо прицепить сети из предыдущего пункта находится в другой Area? Специально для этого, устройства находящиеся на границе 2х Area передают не только “LSA type 3” но и “LSA type 4” в которых анонсируют, обо всех известных маршрутах к ASBR из других Area, и их стоимость. Нарисуем такой ASBR зелёным цветом. Особо интересный случай рассмотренный в этой статье, можно изобразить как оранжевый квадратик прицепленный к зелёному.

Получается, что на последнем рисунке:
синие маршрутизаторы с интерфейсами это LSA type 1
облачко с префиксом — LSA type 2
зелёные квадратики — LSA type 3
оранжевые квадратики это LSA type 5
зелёный роутер — LSA type 4
зелёные и оранжевые соедbнительные линии несут информацию о стоимости соответcвующего соединения.
маршрутизаторы y.y.y.y и z.z.z.z — ABR (в них входят зелёные линии)
маршрутизаторы k.k.k.k и w.w.w.w — ASBR (в них входят оранжевые линии)

LSA ТИП 5 – OSPF ASBR EXTERNAL LSA

Пакеты LSA Type 5 (ASBR External LSA) генерируются ASBR для передачи внешних перераспределенных маршрутов в автономную систему (AS) OSPF. Типичным примером LSA Type 5 будет внешний префикс или маршрут по умолчанию (default router), как показано на схеме.

LSA type 5 — “маршруты других доменов маршрутизации”

аналогично предыдущей можно представить как оранжевый квадратик прицепленый к маршрутизатору, с информацией о том в какие сети он может посылать пакеты независимо от протокола OSPF. Маршрутизатор который рассылает такие LSA — называется ASBR.

LSA ТИП 6 – OSPF GROUP MEMBERSHIP LSA

Пакеты LSA Type 6 (Group Membership LSA) были разработаны для протокола Multicast OSPF (MOSPF) , который поддерживает многоадресную маршрутизацию через OSPF. MOSPF не поддерживается Cisco и не пользуется широкой популярностью.

LSA ТИП 7 – OSPF NOT SO STUBBY AREA (NSSA) EXTERNAL LSA

Пакеты LSA Type 7 (NSSA External LSA) используются для некоторых специальных типов зон, которые не позволяют внешним распределенным маршрутам проходить через них и таким образом блокируют распространение в них LSA Type 5. LSA Type 7 действуют как маска для LSA Type 5 пакетов, позволяя им перемещаться по этим специальным зоам и достигать ABR, который может переводить пакеты LSA Type 7 обратно в пакеты LSA Type 5.

LSA type 7 — фактически полный аналог LSA type 5 для NSSA типов Area. При пересечении границы Area, в них и превращаются.

LSA ТИП 8 – OSPF EXTERNAL ATTRIBUTES LSA (OSPFV2) / LINK LOCAL LSA (OSPFV3)

Пакеты LSA Type 8 в OSPFv2 (IPv4) называются внешними атрибутами LSA и используются для передачи атрибутов BGP через сеть OSPF, в то время как адреса BGP передаются через LSA Type 5 пакеты, однако, эта функция не поддерживается большинством маршрутизаторов. С OSPFv3 (IPv6) , LSA Type 8 переопределяется для передачи информации IPv6 через сеть OSPF.

LSA ТИП 9, 10 И 11

Обычно LSA этих типов используются для расширения возможностей OSPF. Практическое применение этих LSA заключается в Traffic Engineering’е MPLS, где они используются для передачи параметров интерфейса, таких как максимальная пропускная способность, незанятая полоса пропускания и т.д.

LSA ТИП 9 – OSPF LINK SCOPE OPAQUE (OSPFV2) / INTRA AREA PREFIX LSA (OSPFV3)

LSA Type 9 в OSPFv2 (IPv4) определяется как Link Scope Opaque LSA для передачи OSPF информации. Для OSPFv3 он переопределяется для обработки префикса связи для специального типа зоны, называемого Stub Area.

LSA ТИП 10 – OSPF AREA SCOPE OPAQUE LSA

Пакеты LSA Type 10 используются для потоковой передачи информации OSPF через маршрутизаторы других областей. Даже если эти маршрутизаторы не обрабатывают эту информацию, чтобы расширить функциональность OSPF, этот LSA используется для Traffic Engineering’а для объявлений MPLS и других протоколов.

LSA ТИП 11– OSPF AS SCOPE OPAQUE LSA

Пакеты LSA Type 11 выполняют ту же задачу, что и пакеты LSA Type 10, но не пересылаются в специальные зоны (Stub зоны)

Маленький итог:

SFP процес который производит расчёт стоимости маршрутов алгоритмом Дейкстры — запускается только при изменениях в LSA 1 или 2 (обязательно при любых их изменениях).
Стоимость к маршрутам анонсируемым в других LSA получается простым сложением стоимости до ABR/ASBR и метрик зелёных и/или оранжевых “линков”.
Маршрутизатор может быть ABR и ASBR одновременно.

Когда “пазл” не складывается?

Достаточно часто бывает ситуация, когда из всех имеющихся кусочков — целостной картины не сложить. Это связано с тем что в Link State протоколах нет способа моментально отбросить “исчезнувший” ЛСА.
Рассмотрим последний рисунок.
Например, на роутере y.y.y.y упал интерфейс в сторону b.b.b.d (серого облака). Тогда y.y.y.y генерирует новый LSA типа1 (с тем же самым ID, но большим порядковым номером), где отключившегося интерфейса уже нет. z.z.z.z устанавливает в LSDB новый LSA, пересчитывает таблицу маршрутизации… Но всё ещё хранит в памяти все LSA полученные от g.g.g.g, m.m.m.m и k.k.k.k, связь с которыми уже потеряна. т.е. остались лишние кусочки. Аналогично, если вдруг у маршрутизатора поменяется “router-id”, то все остальные некоторое время хранят 2 копии LSA: со старым и с новым ID.
У каждого маршрутизатора имеется “router-id” и он обязательно должен быть уникальный. Что произойдёт, если будут дубликаты — зависит от вендора и настроек, но одно можно утверждать уверенно — будут проблемы. Как самый простой пример: 2 маршрутизатора транслируют взаимоисключающие LSA; остальные будут устанавливать LSA с большим порядковым номером, а сети подключённые к другому устройству будут потеряны и недоступны. Это можно сравнить с потерей кусочка пазла.
Аналогично, не должно быть DR c одинаковыми IP адресами.

Основы протокола

OSPF инкапсулируется в IP. Номер протокола 89.

Для передачи пакетов использует мультикаст адреса:

224.0.0.5 все маршрутизаторы OSPF
224.0.0.6 все DR

OSPF представитель семейства Link-State протоколов.

Терминология протокола OSPF

Базовые термины:

Канал/интерфейс (link/interface) — соединение маршрутизатора и одной из подключенных к нему сетей. При обсуждении OSPF термины интерфейс и канал (link) часто употребляются как синонимы
Метрика (metric) — условный показатель расстояния до сети назначения
Стоимость (cost) — условный показатель “стоимости” пересылки данных по каналу. В OSPF зависит от пропускной способности интерфейса (bandwidth)
Автономная система (autonomous system) — группа маршрутизаторов, обменивающаяся маршрутизирующей информацией с помощью одного протокола маршрутизации (определение соответствует тому, как этот термин используется в протоколах IGP)

Базовые термины OSPF:

Идентификатор маршрутизатора (router ID, RID) — уникальное 32-битовое число, которое уникально идентифицирует маршрутизатор в пределах одной автономной системы
Зона (area) — совокупность сетей и маршрутизаторов, имеющих один и тот же идентификатор зоны
Объявление о состоянии канала (link-state advertisement, LSA) — единица данных, которая описывает локальное состояние маршрутизатора или сети. Например, для маршрутизатора LSA включает описание состояния каналов и отношений соседства. Множество всех LSA, описывающих маршрутизаторы и сети, образуют базу данных состояния каналов (LSDB).
База данных состояния каналов (link state database, LSDB) — список всех записей о состоянии каналов (LSA). Встречается также термин топологическая база данных (topological database), употребляется как синоним базы данных состояния каналов

Соседи OSPF:

Соседи (neighbours) — два маршрутизатора, интерфейсы которых находятся в одном широковещательном сегменте (и на которых включен OSPF на этих интерфейсах)
Отношения соседства (adjacency) — взаимосвязь между соседними маршрутизаторами, установленная с целью синхронизации информации
Hello-протокол (hello protocol) — протокол, использующийся для установки и поддержания соседских отношений
База данных соседей (neighbours database) — список всех соседей (также используется термин neighbour table)

Пакеты OSPF:

Hello — пакеты, которые используются для обнаружения соседей, установки отношений соседства и мониторинга их доступности (keepalive)
DBD — пакеты, которые описывают содержание LSDB
LSR — пакеты, с помощью которых запрашивается полная информация об LSA, которых недостает в LSDB локального маршрутизатора
LSU — пакеты, которые передают полную информацию, которая содержится в LSA
LSAck — пакеты, с помощью которых подтверждается получение других пакетов

Описание работы протокола OSPF

Тут приведено краткое описание работы протокола, которое подробнее описано ниже, в соответствующих разделах. Часть из этих этапов, специфичны для конкретной реализации, и указаны на соответствующих страницах настройки OSPF.

Задача этого раздела дать общее понимание того, как работает протокол. Не все пункты могут быть до конца понятны, но общее представление, скорее всего, появится.

Включить OSPF на маршрутизаторе
Маршрутизатор выбирает Router ID (уникальное имя маршрутизатора)
Включить OSPF на интерфейсах (чтобы протокол знал о каких интерфейсах можно сообщать другим маршрутиазторам)
Обнаружение соседей с помощью Hello-пакетов
1. Маршрутизаторы обмениваются hello-пакетами через все интерфейсы, на которых активирован OSPF.
2. Маршрутизаторы, которые находятся в одном широковещательном сегменте, становятся соседями, когда они приходят к договоренности об определенных параметрах, указанных в их hello-пакетах.
Adjacency (отношения соседства, отношения смежности) это тип соседства между маршрутизаторами, по которому они синхронизируют LSDB. Установка этих отношений зависит от типа сети:
1. Если маршрутизаторы находятся в сети с множественным доступом, они выбирают DR и выполняют синхронизацию LSDB с ним
2. Если маршрутизаторы находятся в сети point-to-point, они приступают к синхронизации LSDB друг с другом
Синхронизация LSDB. Происходит в несколько этапов. По сформированным отношениям соседства происходит обмен такими пакетами:
1. DBD (краткое описание LSA в LSDB). С помощью этих пакетов маршрутизаторы сообщают друг другу о том, какую информацию они знают, в сокращенном виде
2. LSR. После обмена DBD-пакетами, с помощью LSR маршрутизаторы запрашивают у соседа недостающую информацию
3. LSU (содержит полное описание LSA). В ответ на LSR, который ему прислал сосед, маршрутизатор отправляет LSU, с полным описанием информации, которой не хватает у соседа
4. LSAck. После получения LSU от соседа, маршрутизатор отправляет подтверждение, что он получил информацию
5. Если оба маршрутизатора должны запросить друг у друга информацию, то эта процедура повторяется и в другую сторону.
6. После этого, LSDB синхронизирована, а значит, полностью одинакова между соседями
После синхронизации LSDB, маршрутизатор отправляет обновление далее, своим соседям в других широковещательных сегментах
Рассылая объявления через зону, все маршрутизаторы строят идентичную LSDB
Когда база данных построена, каждый маршрутизатор использует алгоритм SPF (shortest path first) для вычисления графа без петель, который будет описывать кратчайший путь к каждому известному пункту назначения с собой в качестве корня. Этот граф — дерево кратчайшего пути.
Каждый маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, основываясь на своем дереве кратчайшего пути.

Выбор Router ID

При запуске процесса OSPF на любом маршрутизаторе, обязательно должен быть выбран Router ID.

Router ID — это уникальное имя маршрутизатора, по которому он известен в AS.

В зависимости от реализации, Router ID может выбираться по-разному:

минимальный IP-адрес или максимальный IP-адрес, который назначен на интерфейсах маршрутизатора
также обычно есть способ задания Router ID вручную
главное, чтобы Router ID был уникален в AS

После изменения Router ID, процесс OSPF должен быть перезагружен, а все LSA, которые сгенерировал этот маршрутизатор, должны быть удалены из AS, до перезагрузки.

Соседи. Установка отношений соседства

Обнаружение соседей начинается после того как:

протокол был включен глобально
выбран Router ID
OSPF включен на интерфейсах

Для обнаружения и мониторинга соседей используются сообщения Hello.

Процедура установки отношений соседства зависит от типа сети, в которой работает OSPF.

Типы сетей, поддерживаемые протоколом OSPF

Широковещательные сети со множественным доступом (broadcast): Ethernet
Точка-точка (point-to-point): Туннели, T1, E1, PPP, HDLC, Frame-Relay P-to-P
Нешироковещательные сети со множественным доступом (Non Broadcast Multiple Access, NBMA): Frame-Relay, ATM, X.25

В разных типах сетей работа OSPF отличается. В том числе отличается процесс установления отношений соседства и настройки протокола.

В реальной жизни, чаще всего используются два типа сетей:

point-to-point
broadcast

Для broadcast и nonbroadcast сетей (то есть, для сетей с множественным доступом), выбираются DR и BDR.

Как правило, тип сети определяется автоматически, по типу интерфейса. Но может быть задан и вручную.

Отношения соседства (adjacency)

Различают понятия сосед и отношения соседства:

Сосед (neighbor) — два маршрутизатора, которые находятся в одном широковещательном сегменте и у которых совпали нужные поля в hello-пакетах
Отношения соседства (adjacency или full adjacency) — два соседа, которые завершили процесс синхронизации LSDB между собой.

Для того чтобы маршрутизаторы стали соседями:

необходимо чтобы в hello-пакетах совпали значения таких полей:
- Hello Interval — частота отправки сообщений Hello
- Router Dead Interval — период времени, по прохождению которого, сосед считается недоступным, если не было Hello
- Area ID — так как в OSPF граница зоны проходит через маршрутизатор, то маршрутизаторы в одном широковещательном сегменте, должны быть в одной зоне (подробнее про зоны ниже)
- Authentication — пароль использующийся для аутентификации и тип аутентификации. Маршрутизаторы не обязательно должны использовать аутентификацию, но если она используется, то пароли и тип должны совпадать
- Stub area flag — не обязательный флаг, который устанавливается на всех маршрутизаторах, которые принадлежат тупиковой зоне (stub area)
у маршрутизаторов должны совпадать сеть и маска сети

OSPF не проверяет сеть и маску сети при установке отношений соседства в point-to-point сетях. Поэтому можно использовать IP unnumbered интерфейсы.

Для того чтобы маршрутизаторы установили отношения соседства у них, кроме уже перечисленных критериев, должны совпадать значения IP MTU на интерфейсах. Информация о значении IP MTU передается в DD-пакетах и сравнивается в начале обмена DD-пакетами.

Отношения соседства устанавливаются только на primary адресах.

На интерфейсе может быть настроен secondary адрес. Маршрутизаторы не отправляют hello-пакеты с secondary адреса, не устанавливают отношения соседства на secondary адресах, но сеть secondary адреса может анонсироваться.

Возможные состояния

Down — начальное состояние процесса обнаружения соседей. Это состояние указывает на то, что от соседей не была получена свежая информация. В NBMA сетях Hello-пакеты могут отправляться и соседям в состоянии Down, однако с меньшей частотой (PollInterval)Attempt — это состояние имеет смысл только для соседей, которые присоединены к NBMA сетям. Оно указывает на то, что от соседа не была получена свежая информация и что нужно сделать попытку связаться с соседом. Это делается путём отправки соседу сообщений Hello с промежутком времени Hello Interval (в Cisco в этом состоянии сообщения Hello отправляются каждый PollInterval. Имеет смысл для соседей в NBMA сетях, которые заданы командой neighbor)
Init — состояние, в котором находится маршрутизатор, отправивший своему соседу hello и ожидающий от него ответного hello
Two-way — при получении ответных hello маршрутизатор должен увидеть в них свой RID в списке соседей. Если это так, то он устанавливает отношения и переходит в состояние two-wayКогда в широковещательном сегменте более 3х маршрутизаторов, то в этом состоянии остаются между собой маршрутизаторы DROTHER
Exstart — маршрутизаторы определяют Master/Slave отношения на основании Router ID. Маршрутизатор с высшим RID становится Master-маршрутизатором, который определяет DD Sequence number, а также первым начинает обмен DD-пакетами
Exchange — маршрутизаторы посылают друг другу database description пакеты (DD) с информацией о сетях, содержащихся в их собственной LSDB
Loading — Если маршрутизатор видит, что части маршрутов нет в его LSDB, он посылает сообщение LSR с перечислением тех сетей, по которым он хочет получить дополнительную информацию. Пока маршрутизатор находится в ожидании ответа в виде LSU сообщений, он пребывает в состоянии Loading
Full — Когда маршрутизатор получил всю информацию и LSDB на обоих маршрутизаторах синхронизирована, оба маршрутизатора переходят в состояние fully adjacent (FULL)

Выделенный маршрутизатор (DR) и резервный выделенный маршрутизатор (BDR)

В сетях со множественным доступом отношения соседства должны быть установлены между всеми маршрутизаторами. Это приводит к тому, что рассылается большое количество копий LSA. Если, к примеру, количество маршрутизаторов в сети со множественным доступом равно n, то будет установлено n(n-1)/2 отношений соседства. Каждый маршрутизатор будет рассылать n-1 LSA своим соседям, плюс одно LSA для сети, в результате сеть сгенерирует n² LSA.

Для предотвращения проблемы рассылки копий LSA в сетях со множественным доступом выбираются DR и BDR.

Выделенный маршрутизатор (designated router, DR) — управляет процессом рассылки LSA в сети. Каждый маршрутизатор сети устанавливает отношения соседства с DR. Информация об изменениях в сети отправляется DR, маршрутизатором обнаружившим это изменение, а DR отвечает за то, чтобы эта информация была отправлена остальным маршрутизаторам сети.

Недостатком в схеме работы с DR маршрутизатором является то, что при выходе его из строя должен быть выбран новый DR. Новые отношения соседства должны быть сформированы и, пока базы данных маршрутизаторов не синхронизируются с базой данных нового DR, сеть будет недоступна для пересылки пакетов. Для устранения этого недостатка выбирается BDR.

Резервный выделенный маршрутизатор (backup designated router, BDR). Каждый маршрутизатор сети устанавливает отношения соседства не только с DR, но и BDR. DR и BDR также устанавливают отношения соседства и между собой. При выходе из строя DR, BDR становится DR и выполняет все его функции. Так как маршрутизаторы сети установили отношения соседства с BDR, то время недоступности сети минимизируется.

Маршрутизатор, выбранный DR или BDR в одной присоединенной к нему сети со множественным доступом, может не быть DR (BDR) в другой присоединенной сети. Роль DR (BDR) является свойством интерфейса, а не свойством всего маршрутизатора.

Таймеры протокола

HelloInterval — Интервал времени в секундах, по истечении которого маршрутизатор отправляет следующий hello-пакет с интерфейса. Для широковещательных сетей и сетей точка-точка значение по умолчанию, как правило, равно 10 секундам. Для нешироковещательных сетей со множественным доступом значение по умолчанию — 30 секунд.
RouterDeadInterval — Интервал времени в секундах, по истечении которого сосед будет считаться “мертвым” (dead). Этот интервал должен быть кратным значению HelloInterval. Как правило, RouterDeadInterval равен 4 интервалам отправки hello-пакетов, то есть 40 секундам.
Wait Timer — Интервал времени в секундах, по истечении которого маршрутизатор выберет DR в сети. Его значение равно значению интервала RouterDeadInterval.
RxmtInterval — Интервал времени в секундах, по истечении которого маршрутизатор повторно отправит пакет, на который не получил подтверждения о получении (например, Database Description пакет или Link State Request пакеты). Это интервал называется также Retransmit interval. Значение интервала — 5 секунд.

Константы протокола

Некоторым параметрам OSPF присвоены фиксированные значения. Ниже описаны эти параметры, их названия и соответствующие им значения:

LSRefreshTime —
MinLSInterval —
MinLSArrival —
MaxAge —
CheckAge —
MaxAgeDiff —
LSInfinity —
DefaultDestination —
InitialSequenceNumber —
MaxSequenceNumber —

Каждые 5 минут (CheckAge) выполняется проверка контрольной суммы всех LSA (в Cisco каждые 10 минут).

Зоны OSPF

При разделении автономной системы на зоны, маршрутизаторам, принадлежащим к одной зоне, неизвестна информация о детальной топологии других зон.

Разделение на зоны позволяет:

Снизить нагрузку на ЦПУ маршрутизаторов за счет уменьшения количества перерасчетов по алгоритму SPF
Уменьшить размер таблиц маршрутизации (засчет суммирования маршрутов на границах зон)
Уменьшить количество пакетов обновлений состояния канала.

Каждой зоне присваивается идентификатор зоны (area ID). Идентификатор может быть указан в десятичном формате или в формате записи IP-адреса. Однако идентификаторы зон не являются IP-адресами, и могут совпадать с любым назначенным IP-адресом.

В OSPF взаимодействия между зонами возможно только через зону 0:в зоне 0 не должно быть разрывовесли ненулевая зона должна быть присоединена к другой ненулевой, используется:virtual-linkили обычный туннель настроенный вручную (например, GRE)

Коротко типы зон:

Название зоны	Замена маршрутов	Типы LSA	Описание
Backbone (area 0)	–	Все LSA разрешены	Разрешены все типы маршрутов
Normal	–	Все LSA разрешены	Разрешены все типы маршрутов
Stub	EX => IA 0.0.0.0/0ASBR запрещен	LSA 5 запрещены	Все внешние маршруты заменены на межзональный маршрут по умолчанию.ASBR не может находиться в зоне
Totally Stub	EX и IA => IA 0.0.0.0/0ASBR запрещен	LSA 5 запрещеныВсе LSA 3 заменены на LSA 3 0.0.0.0/0	Все внешние и межзональные маршруты заменены на межзональный маршрут по умолчанию.ASBR не может находиться в зоне
NSSA	EX => 0.0.0.0ASBR разрешен	LSA 5 запрещеныLSA 7 передает внешние маршруты только в NSSA	Все внешние маршруты должны быть заменены на межзональный маршрут по умолчанию.В зоне может быть ASBR
Totally NSSA	EX и IA => 0.0.0.0ASBR разрешен	LSA 5 запрещеныВсе LSA 3 заменены на LSA 3 0.0.0.0/0LSA 7 передает внешние маршруты только в NSSA	Все внешние и межзональные маршруты должны быть заменены на межзональный маршрут по умолчанию.В зоне может быть ASBR

Магистральная зона (backbone area)

Магистральная зона (известная также как нулевая зона или зона 0.0.0.0) формирует ядро сети OSPF. Все остальные зоны соединены с ней, и межзональная маршрутизация происходит через маршрутизатор, соединенный с магистральной зоной.

Магистральная зона ответственна за распространение маршрутизирующей информации между немагистральными зонами. Магистральная зона должна быть смежной с другими зонами, но она не обязательно должна быть физически смежной; соединение с магистральной зоной может быть установлено и с помощью виртуальных каналов.

Стандартная зона (standard area)

Обычная зона, которая создается по умолчанию. Эта зона принимает обновления каналов, суммарные маршруты и внешние маршруты.

Тупиковая зона (stub area)

Тупиковая зона:

Не принимает информацию о внешних маршрутах для автономной системы, но принимает маршруты из других зон.
Если маршрутизаторам из тупиковой зоны необходимо передавать информацию за границу автономной системы, то они используют маршрут по умолчанию
В тупиковой зоне не может находиться ASBR.
- Исключение из этого правила — ABR может быть и ASBR.
На всех маршрутизаторах зоны должна быть указана “тупиковость”

Totally stubby area

Totally stubby area:

Не принимает информацию о внешних маршрутах для автономной системы и маршруты из других зон.
Если маршрутизаторам из тупиковой зоны необходимо передавать информацию за границы зоны, то они используют маршрут по умолчанию
В totally stub зоне не может находиться ASBR.
- Исключение из этого правила — ABR может быть и ASBR.
На всех маршрутизаторах зоны должна быть указана “тупиковость”
- замена межзональных маршрутов на маршрут по умолчанию настраивается только на ABR зоны

То есть, фактически totally stub зона это “усиление” тупиковой: в ней не только внешние маршруты, но и межзональные заменены на маршрут по умолчанию.

Термин totally stubby введен именно компанией Cisco, однако многое оборудование тоже может переводить тупиковую зону в totally stubby, отключая отправку суммарных маршрутов в обычную тупиковую зону.В RFC такой термин явно не определен, но ABR могут регулировать отправку суммарных маршрутов в тупиковую зону любым образом, вплоть до отправки в зону только маршрута по умолчанию (totally stubby).

Not-so-stubby area (NSSA)

NSSA зона:

Работает по тем же принципам, что и Stub-зона:
- Единственное отличие в том, что в NSSA зоне может находиться ASBR.
- Внешние маршруты других зон также заменены на маршрут по умолчанию
Так как до этого в RFC было определено, что в тупиковой зоне не может находится ASBR, и, следовательно, LSA 5, для NSSA зоны был создан специальный тип LSA: LSA type 7.
LSA 7 передает внешние маршруты в зоне NSSA и во всем соответствует LSA 5
- Когда пограничный маршрутизатор зоны NSSA передает LSA 7 в другие зоны, вместо LSA 7 передается стандартный LSA 5.

Totally NSSA

Totally NSSA зона:

Работает по тем же принципам, что и NSSA:
- Единственное отличие в том, что в totally NSSA зоне все маршруты других зон и внешние маршруты для AS, заменяются на маршрут по умолчанию

Типы маршрутизаторов

Внутренний маршрутизатор (internal router) — маршрутизатор, все интерфейсы которого принадлежат одной зоне. У таких маршрутизаторов только одна база данных состояния каналов.
Пограничный маршрутизатор (area border router, ABR) — соединяет одну или больше зон с магистральной зоной и выполняет функции шлюза для межзонального трафика. У пограничного маршрутизатора всегда хотя бы один интерфейс принадлежит магистральной зоне. Для каждой присоединенной зоны маршрутизатор поддерживает отдельную базу данных состояния каналов.
Магистральный маршрутизатор (backbone router) — маршрутизатор, у которого всегда хотя бы один интерфейс принадлежит магистральной зоне. Определение похоже на пограничный маршрутизатор, однако магистральный маршрутизатор не всегда является пограничным. Внутренний маршрутизатор интерфейсы которого принадлежат нулевой зоне, также является магистральным.
Пограничный маршрутизатор автономной системы (AS boundary router, ASBR) — обменивается информацией с маршрутизаторами, принадлежащими другим автономным системам или не-OSPF маршрутизаторами. Пограничный маршрутизатор автономной системы может находиться в любом месте автономной системы и быть внутренним, пограничным или магистральным маршрутизатором.