OSPF区域类型-盘古文库

OSPF区域类型

来源：文库

作者：开心麻花

2025-09-19

OSPF区域类型（精选3篇）

OSPF区域类型第1篇

OSPF(Open Shortest Path First,开放最短路径优先)是一个开放标准的路由选择协议,被各种网络开发厂商广泛支持,其中包括思科的路由器和交换机,OSPF是目前使用最广泛的IGP(Interior Gateway Protocol,内部网关协议)路由协议[1]。Packet Tracer V5.3模拟器是Cisco公司开发的网络仿真工具软件,利用Packet Tracer V5.3学习各种组网实验,是一种高效低成本的网络实验解决方案,是开展网络实验教学行之有效的方法,具有较高的实用价值。

2. OSPF路由协议[2,3,4]

2.1 开放最短路径优先

OSPF协议是一个典型的链路状态路由协议,是一个IETF标准。作为一种内部网关协议,用于在同一个AS(Autonomous System,自治系统)中的路由器之间交换路由信息。采用OSPF的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息,从而掌握全网的拓扑结构,独立计算路由。由于OSPF采用多播和Dijkstra算法,产生一个无环路径图表,具有快速收敛、支持VLSM(Variable Length Subnet Mask,可变长子网掩码)、适合组建大型网络、带宽利用率高、对坏消息有较小的敏感性等优点,使得在当前应用的路由协议中占有相当重要的地位。目前广为使用的是OSPF第二版,最新标准为RFC2328。

2.2 OSPF工作过程

路由协议OSPF的工作原理如图1所示。具体由以下5步:

(1)路由器间相互发送Hello报文,建立邻居关系。

(2)每台路由器向每个邻接发送LSA(Link-State Advertisement,链路状态通告)。每个邻接在收到LSA之后要依次向它的邻接转发这些LSA。

(3)通过在一个区域中泛洪LSA,所有的路由器构建完全相同的LSDB(Link-State Database,链路状态数据库)。

(4)待数据库完成后,每台路由器基于本地的LSDB,执行SPF(Shortest Path First,最短路径优先)算法,以本地路由器为根,生成一个SPF树。

(5)基于SPF树,计算到每一个目的网络的最短路径,也就是路由表。

3. 模拟点到点链路的OSPF组网实验

3.1 模拟单区域点到点链路的OSPF组网

运行Packet Tracer V5.3,在“Custom Made Devices”模式下,向工作区域中拖入3个2811路由器,并修改名字分别为R1、R2和R3,然后在“Connections”模式下,用“Serial DCE”将各路由器进行连接,最后用工具栏中的“Drawing Palette”将拓扑图圈起来,并用工具栏中的“Place Note”标签将各路由器的基本信息在图中标出,最终的实验拓扑图如图2所示:

各设备的IP分配情况如表1所示:

第一步:配置3台路由器,实现基本连通性

第二步:启用OSPF路由协议

第三步:实验调试

(1)查看OSPF的Hello包

以路由器R1为例,在特权模式下,用“debug ip ospf events”命令,部分输出结果如下:

从上面可以看到,在00:14:15的时候,OSPF中发送一个hello,是从Area0中router-id为2.2.2.2的路由器发出的;是通过IP地址为12.1.1.2的Serial0/0/0这个接口发出的,接下来的10秒00:14:25的时候,收到了同样的hello包。

类似的,在路由器R2和R3的特权模式下,查看hello信息,只不过时刻、接口和地址不同罢了。

(2)查看OSPF邻居表

在特权模式下,用“show ip ospf neighbor”查看相邻路由器信息,以R2为例,由下面的输出可看出,R2连接两个路由器,RouterID为1.1.1.1和3.3.3.3,两台路由器的接口OSPF的优先级均为0,不具有DR/BDR的选举权,且都达到了FULL状态。

Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface

(3)查看OSPF数据库表

在特权模式下,使用“show ip ospf database”命令查看OSPF链路状态数据库。路由器R1的链路状态数据库如下。

路由器R2的链路状态数据库如下:

(4)查看OSPF路由表

以R1为例,在特权模式下,用“show ip route”查看路由表信息,从下面的输出可以看到,除了直连网段12.1.1.0外,R1还学习到了网段23.1.1.0/30,标识符为“O”(表示是通过OSPF学习到的)。[110/128]中,“110”表示OSPF的管理距离,“128”表示cost值。“12.1.1.2”表示到达目标网络23.1.1.0的下一跳,“Serial0/0/0”为下一跳的接口。

3.2 模拟多区域点到点链路的OSPF组网

运行Packet Tracer V5.3在“Custom Made Devices”模式下,向工作区域中拖入4个2811路由器,并修改名字为R1、R2、R3和R4,然后在“Connections”模式下,用“Serial DCE”将各路由器连接,最后用工具栏中的“Drawing Palette”将各区域圈起来,并用右边工具栏中的“Place Note”标签将各路由器的基本信息在图中标出,最终的实验拓扑如图3所示:各路由器的IP分配情况如表2:

第一步:配置4台路由器,实现基本连通性

第二步:启用OSPF路由协议

第三步:实验调试

稍等一会儿,在特权模式下,使用“show ip route”命令,可以查看各路由器上的路由条目。从各路由器显示的结果来看,每个路由器都学到了到达全网中每个目的网段的路由,即掌握了整个网络的拓扑信息。

3.3 虚链路

虚链路是指一条通过一个非骨干区域连接到骨干区域的链路。包括两种情况:一是没有与Area0直接相连的区域;二是分割的Area0区域。这样做,一方面是变相的允许非骨干区域不用物理的连接到骨干区域;另一方面是可以修改不连续的骨干区域。

3.3.1 没有与Area0连接的区域组网

第一步:在3.2的基础上将Area0与Area1互换

第二步:实验调试

在特权模式下,对各路由器用“show ip route”命令可以看到,只有路由器R3知道到达全网的路由,而路由器R1和R2只知道12.1.1.0/30和23.1.1.0/30的网段,路由器R4路由表中只有其直连网段34.1.1.0/30的路由。虽然在这个自治系统中运行着OSPF,但各路由器并不能都了解整个网络拓扑的状态信息,这就需要对路由器R2和R3进行虚链路的配置。

第三步:虚链路的配置

第四步:实验调试

待配置完成后,需要一定的延时。然后在特权模式下,对各路由器再用“show ip route”命令可以看到,所有的路由器都学习到了到达全网中每个目的网段的路由条目。

3.3.2 分割的Area0的组网

第一步:在3.3.1的基础上将Area2换成Area0

第二步:实验调试

稍等一会儿,在特权模式下,对4台路由器用“show ip route”查看各路由器的路由信息。结果发现路由器R1和R2没有学习到34.1.1.0/30的网段,而路由器R3和R4没有学习到12.1.1.0/30的网段,也就是说,在此情况下,该自治系统中的各路由器没有学习到整个网络的拓扑信息。这就需要配置虚链路以达到每台路由器对全网中每个目的网段的掌握。

第三步:虚链路的配置

第四步:实验调试

稍等一会儿,在特权模式下,对4台路由器再用“show ip route”命令查看各路由器的路由信息。从显示的结果可以看到4台路由器均学习到了到达全网中每个目的网段的拓扑信息。

4. 总结

在实验室中采用Packet Tracer V5.3模拟软件将有效改善教学效果,节约学校的设备投入,具有广泛的推广价值。通过虚拟平台对OSPF点到点链路的区域组网的模拟,初步了解了点到点链路OSPF区域组网的类型及相关的配置方法。有助于学生对OSPF路由协议的进一步理解和掌握,提升一定的工程实践经验。

摘要：OSPF路由协议作为被广泛应用的内部网关协议之一,用于在单一自治系统内决策路由。本文通过Packet Tracer V5.3模拟软件对常见的点到点链路的OSPF区域组网进行讨论,以了解各种区域组网的模型和配置。

关键词：OSPF,点到点链路,区域组网

参考文献

[1]崔北亮.CCNA认证指南(640-802)[M].北京:电子工业出版社,2009.

[2]万晓琳.利用PACKET TRACER5.0组建CISCO网络实训平台[J].电脑知识与技术,2009,5(21):5914-5915.

[3]杨华,黄静.基于virtual-link解决OSPF孤岛问题[J].桂林航天工业高等专科学校校报,2008,(3):30-31.

OSPF区域类型第2篇

关键词：化德地区；区域变质作用类型；成因分析

经过吕梁运动，华北古大陆形成了较为稳定、统一的克拉通，中元古代初克拉通发生伸展一裂解事件，伴随伸展裂解作用，岩浆侵入活动也十分强烈，新元古代时期，华北地块北缘再次遭受伸展构造作用，并伴随碱性岩浆活动，变质作用较为明显；早古生代晚期，华北地块北缘转入挤压构造体制，随着古蒙古洋的俯冲消减作用，在华北地块北缘形成沟一弧一盆体系，其主要俯冲增生一碰撞时间发生在古生代，以弧增生方式为主，是古亚洲洋俯冲增生作用的产物，形成了大量的俯冲增生杂岩：内蒙古隆起受古亚洲洋俯冲、闭合过程的影响，在晚古生代发生了重要的构造隆升，隆起之上发育巨厚的中新元古代和早古生代地层，受构造变动影响，变质岩作用表现较明显。

一、区域地质背景

研究区属华北陆块北缘晚古生代增生带，地层系统属华北地层区内蒙古草原地层分区，出露的地层主要有：长城系白云鄂博群尖山组、上古生界下二叠统三面井组、额里图组。中新生界覆盖全区，出露的地层有上侏罗统满克头鄂博组、玛尼图组、白音高老组、下白垩统大磨拐河组、新近系宝格达乌拉组及第四系不同成因类型的地层单元。区内构造变动强烈，岩浆活动频繁，变质岩作用表现较明显，可划分为华北陆块北缘新元古代浅变质岩系及古生代增生区浅变质岩系。

二、区域变质岩石类型

区域变质岩是研究区最为发育的变质岩系，受变质地质体为新元古代尖山组和古生代增生带浅变质岩系，各变质单位由于变质变形程度的不同，形成的变质岩石类型复杂多样。其中青白口系尖山组为区域动力热流变质作用产物，变质程度达到低角闪岩相一绿片岩相：古生代增生区浅变质岩系发育于古生界碎屑岩、火山岩中，经历了低绿片岩相高温亚相和低绿片岩相低温亚相变质作用。

（一）华北陆块北缘新元古代浅变质岩系

新元古代变质岩系为新元古界白云鄂博群尖山组，分布于八一大队南、黄宝房子北，二者变质变形程度相似，岩石组合为石英岩、大理岩、千枚状变质粉砂岩、变质砂岩等。

（二）古生代增生带浅变质岩系

古生代增生带浅变质岩系主要由三面井组和额里图组组成，岩石变质程度低，不同程度地保留了原岩的结构、构造特征，变质作用以重结晶和变质结晶作用为主，主要有变质碎屑岩类、变火山岩类及少量大理岩类。

三、区域变质作用类型及特征

区域变质岩由不同时代变质岩系构成，根据变质岩石类型、变质矿物共生组合和标型矿物特征，进行变质相的划分。根据区域变质作用的特点分为区域动力热流变质作用和区域低温动力变质作用两种类型。

（一）新元古代区域变质作用

中一新元古界尖山组变质程度浅，通过野外宏观地质特征和岩石学特征研究直接可恢复原岩，根据所出露岩石矿物组合为绿片岩相。代表性变质岩石组合及变质矿物组合见表1。

中一新元古生代变质岩石的变质矿物未出现硬绿泥石和多硅白云母，相当于低压低绿片岩相，根据变质矿物组合，变质矿物反应关系，以及实验岩石学推测该相变质作用温压条件为：压力5～8×10P a，温度300～400℃，属低压相系。

区内尖山组组的变质强度在空间上差异表现不明显，变质相均为绿片岩相，属低绿片岩相的一套浅变质岩，原岩组构发育，岩层近北东东向展布，反映白云鄂博群变质岩原岩建造为一套正常沉积的碎屑岩一碳酸盐岩建造。该期变质作用叠加于早期变质作用之上。使古元古代高绿片岩相一低角闪岩相变质岩系发生绿片岩相退变质作用。

（二）古生代增生区浅变质岩系的区域变质作用

古生代增生区浅变质岩系为一套低级的浅变质岩系，形成的变质矿物较为单一，反映的变质程度相当于低绿片岩相低温亚相，变质带相当于絹云母一绿泥石变质带、黑云母带。但不同的原岩形成的变质矿物也有所区别，代表性变质岩石组合及变质矿物组合见表2。

区内古生代浅变质岩系变质程度变质强度在空间上差异不明显，变质相均为低绿片岩相，三面井组岩石组合为变质粉砂岩、变质长石砂岩夹大理岩，岩石中除广泛分布的绢云母、绿泥石等变质矿物外还出现了红褐色黑云母等反应较强的变质矿物。而在额里图组岩石组合为一套中性火山岩，变质矿物出现纳长石、阳起石。

根据某些变质矿物组合的出现和消失以及他们所代表的特定变质反应，进行分析类比，将上述划分的变质带归纳为一个变质相，即绿片岩相。包括：绢云母一绿泥石带；黑云母带或钠长石一阳起石带。

根据变质中性岩中Act+Ms或Ab+ser+Bi组合和变质泥岩中ser+chl+Bi+Q组合的出现，其中变质泥质岩中ser+Q组合和变质中性岩中的ser组合，大致相当于特纳所划分的钠长石一绢云母一绿泥石亚相，属绢云母一绿泥石级的板岩一千枚岩型的低变质阶段，典型的变质带为绢云母一绿泥石带。变质泥岩中的Ms+Bi+ch1组合和变质中性岩中的Act+Ab组合，大致相当于特纳所划分的钠长石一绿帘石一黑云母亚相。相应的变质带属典型的黑云母带或钠长石一阳起石带。变质作用类型为区域低温动力变质作用。根据变质矿物组合、变质矿物反应关系，以及实验岩石学推测该相变质作用温压条件为：压力5～8×10Pa，温度300～400℃，属低压相系。

四、变质作用类型的成因分析

区域变质作用类型是造山带演化过程中不同阶段的产物，反映了不同的大地构造环境和地球动力学过程，记录了造山作用的热动力条件和历史。内蒙古化德地区区域变质岩较为发育，受变质地质体为新元古代尖山组和古生代增生带浅变质岩系，青白口系尖山组为区域动力热流变质作用产物，变质程度达到低角闪岩相一绿片岩相：古生代增生区浅变质岩系发育于古生界碎屑岩、火山岩中，经历了低绿片岩相高温亚相和低绿片岩相低温亚相变质作用，本区区域变质作用主要经历了以下阶段：

（一）中元古代初克拉通发生伸展一裂解事件，伴随伸展裂解作用，岩浆侵入活动也十分强烈，新元古代时期，华北地块北缘再次遭受伸展构造作用，伴随碱性岩浆活动，变质作用类型以热流作用为主，该阶段地壳中热流活动较为强烈，岩浆作用明显，构造变形强度较弱，导致较高温区域变质作用的热源以热流作用为主，应力作用次之，形成了区域动力热流变质作用类型，随后局部发生了低温退化变质作用。反映造山作用晚期的时候，主要造山过程已经结束，地壳趋于稳定，岩石中的残余热量在缓慢释放，使得已经发生变质的岩石发生轻微的退化变质现象。

（二）早古生代晚期，华北地块北缘转入挤压构造体制，发生俯冲作用，随着古蒙古洋的俯冲消减作用，华北地块北缘形成了沟一弧一盆体系。内蒙古隆起受古亚洲洋俯冲、闭合过程的影响，在晚古生代发生了重要的构造隆升，古生代为俯冲增生一碰撞的主要时间段，形成以低绿片岩相为主的区域低温动力变质作用类型。古生代增生带浅变质岩系伴随强烈的全区性的构造变形，应力作用大于热流作用，岩浆作用不明显，变质作用所需的热量主要来源于构造运动产生的能量转化，构造变形强烈，变质作用的温度较低。

多区域OSPF省域网的设计与实现第3篇

笔者所在单位作为省级机构, 与下属若干个地市级单位组成省域网, 承担着省内所有信息量的交换。作为一种大型网络, 影响其网络性能的因素很多, 其中路由架构的设计是一个十分重要的因素, 其将在很大程度上影响网络的性能、稳定、可扩展性和可管理性。因此, 深入分析省域网的路由架构的设计, 从而使得省域网适合业务发展的需要是十分必要的。

二、原有省域网的结构以及路由设计

(一) 省域网的原有结构

所在单位原有省域网的结构如图1所示。

省级单位分别部署两台路由器和两台交换机, 路由器和交换机均互为备份, 组成口字型结构;地市级单位与省级单位相同;县级单位只部署一台路由器和一台交换机。各个县支行的路由器均需要上联至所属地市级单位的路由器;各个地市级单位的路由器均需要上联至省级单位的路由器, 形成以省级单位路由器为一级节点, 地市级单位路由器为二级节点的3层星形结构。

(二) 原有省域网的路由架构设计以及分析

原有的省域网采用OSPF动态路由协议, 根据星形结构, 针对性地采用了层次区域划分的方法。其中省级单位设备属于骨干区域0;省级单位两台路由器以及所有地市级单位的路由器属于同一个NSSA区域中。地市级单位的核心交换机采用静态路由与核心路由器通信。

原有省域网在路由方面主要存在以下3点不足:一是路由效率较低, NSSA区域中含有太多的3层设备 (Cisco建议不应超过50个) , OSPF数据库中保存的信息过多, SPF计算量较大, 进而导致路由选择表较大, 收敛速度较慢;二是省级单位路由器作为ABR (区域边界路由器) , 连接区域和设备过多, 运行压力较大;三是地市级单位核心交换机采用静态路由, 管理较为复杂。

三、多区域省域网的设计

根据原有省域网路由架构方面的不足, 提出了改进省域网路由架构的方案。

根据OSPF在整个省域网中是单进程还是多进程, 提出了两种方案。方案一是整个省域网为OSPF单进程, 省级单位作为骨干域, 地市级单位作为NSSA或者STUB子区域;方案二是整个省域网为OSPF多进程, 在地市级单位的路由器上进行OSPF多进程的重分发, 省级单位以及地市级单位作为各自进程中的骨干域。

(一) 设计方案一

1. 方案一设计思想

基于路由效率角度考虑, 每个地市级单位 (含县级单位) 为一个绝对末节子区域, 与省级单位的骨干区域连接。其中, 地市级单位的核心路由器作为ABR。绝对末节子区域阻止了其余区域的外部路由 (类型4和类型5LSA) 以及区域间路由 (类型3LSA) 传播到该区域中。外部路由和区域间路由采用由ABR向区域内路由器发送的默认路由。方案一的拓扑结构如图2所示。

2. 方案一路由设计

方案一的路由设计如图3所示。

出站路由通告影响入站流量。对于从上至下的流量负载分担, 由于OSPF区域内不能根据不同路由 (Type1LSA) 而设置不同的cost值, 因此只能在重分发或者在边界聚合路由时根据不同路由 (Type3, 5, 7LSA) 设置不同的cost值。在方案一中, 绝对末节区域向骨干区域发布类型3LSA的时候, 在ABR上根据需要对类型3LSA进行聚合且在2台ABR上配置发布不同cost值。

入站路由通告影响出站流量。由于2台ABR均会向绝对末节区域下发至骨干区域的缺省路由, 而路由器和交换机之间的口字型连接为等值的OSPF链路, 因此通过指定局域网VLAN的VRRP网关来实现出站流量的分流。

从可扩展性方面考虑, 增加新业务时如需指定新业务的流量走向, 对于出站的流量, 可以通过设置地市级核心交换机的VRRP网关实现指定地市级单位的广域网出口;对于入站的流量, 则在ABR上增加相应网段的重分发命令以及指定cost值。

3. 方案一局限性

方案一在路由安全和默认路由下发方面存在局限性。在路由安全方面, 地市级单位局域网以及县级单位局域网的VLAN, 均通过network的方式纳入子区域中, 在路由表中以O (区域内路由) 或者O IA (区域间路由) 的形式出现, 降低了路由被获取时推出网络拓扑结构的难度, 降低了整个网络的安全性。如需增加安全性, 将地市级单位局域网以及县级单位局域网的VLAN通过重分发的方式纳入子区域中, 则需要改变地市级单位的子区域为绝对末节NSSA子域。但是ABR在将重分发的类型7 LSA转换为类型3 LSA传播给骨干区域时, 根据相关RFC的规定, 只有路由器ID大的ABR才进行转换, 因此对于骨干区域, 只能通过路由器ID大的ABR获取外部路由, 无法做到下行流量的负载分担。

在默认路由下发方面, 不同品牌的路由器下发的默认路由类型不一致, 如CISCO下发的默认路由为E2类型, H3C下发的默认路由为E1类型。对于出站流量, 需要计算区域内的cost值, 如下发的默认路由为E2类型, 则地市级单位的核心交换机从两台ABR中学习了两条等值的默认路由, 无法实现从下至上的流量负载分担。

(二) 设计方案二

1.方案二设计思想

每个地市级单位 (含县支行单位) 作为一个OSPF进程, 省级单位作为一个OSPF进程。地市级单位的核心路由器作为多进程分发的ASBR, 在ASBR上进行OSPF多进程分发。省级单位以及地市级单位作为各自OSPF进程的骨干区域。

从路由效率方面考虑, 由于所有区域均为骨干区域, 失去了OSPF末节区域或者NSSA区域的阻止外部路由或者区域间路由扩散的功能, 需要在OSPF多进程重分发时进行路由汇聚以减少扩散的路由条目。从路由安全方面考虑, 地市级单位局域网以及县级单位局域网的VLAN, 均通过重分发的方式纳入骨干区域中, 增加了整个网络的安全性。方案二的拓扑结构如图4所示。

2.方案二路由设计

方案二的路由设计如图5所示。

出站路由通告影响入站流量。地市级单位OSPF进程向省级单位OSPF进程重发布路由的时候, 在ASBR上根据业务需要对类型5 LSA进行聚合且在2台ASBR上配置发布不同cost值。

入站路由通告影响出站流量。省级单位OSPF进程向地市级单位OSPF进程重发布路由的时候, 在ASBR上根据业务需要对类型5 LSA进行聚合且在2台ASBR上配置发布不同cost值。

从可扩展性方面考虑, 增加新业务时如需指定新业务的流量走向, 对于上行以及下行的流量, 只需要在ASBR上需要增加相应网段的重分发命令以及指定cost值。

3.方案二局限性

方案二在重分发时需要避免形成路由环路。在路由重发布的时候需要配置严格的路由过滤, 以保证在路由重发布的过程中, 省级单位OSPF进程只导入地市级单位OSPF进程的所有路由, 地市级单位OSPF进程只导入省级单位OSPF进程的所有路由。

(三) 方案一与方案二的比较分析

方案一与方案二的主要因素比较见表1所列。

基于方案一在路由安全以及局限性方面难以解决的原因, 选择了方案二作为省域网的路由设计方案并予以实施。实施后, 通过对OSPF数据库的分析, 路由器和核心交换机的OSPF LSA比实施前大为减少, 并且通过路由条目的汇聚, 整个路由表条目也更为清晰, 路由架构的可扩展性以及安全性均比实施前提高。

参考文献

[1]Diane Teare, Catherine Paquet著.CCNP学习指南:组建可扩展Cisco互连网络 (BSCI) [M].陈宇, 袁国忠译.3版.北京:人民邮电出版社, 2007.