Типы областей OSPF (OSPF area types)

Часто существует необходимость разделить большой OSPF домен на несколько областей, для уменьшения потребления ресурсов маршрутизаторов процессом OSPF а так-же суммаризации маршрутов. Как известно в OSPF домене все области должны быть подключены к AREA 0, либо непосредственно, либо с использованием Virtual-link.

Протокол OSPF опирается на Link State Advertisements (LSAs) нескольких типов для обмена информацией о состоянии каналов.

Коротко о каждом типе LSA:

Type 1 — Представляет маршрутизатор и его интерфейсы
Type 2 — Представляет сеть множественного доступа через выделенный роутер (Designated Router)
Type 3 — Маршрут между областями (internal route)
Type 4 — Маршрут до ASBR
Type 5 — Внешние по отношению к OSPF домену маршруты
Type 7 — Используется в Stub Area для передачи информации о type 5 LSA (В случе если к Stub area подключен ASBR)

LSA 1 и 2 распространяются внутри area и никогда не покидают ее пределы. Другие типы LSA пересылаются маршрутизаторами между area.

Коротко перечислим типы областей:

Backbone area (area 0)
Standard area
Stub area
Totally stubby area
Not-so-stubby area (NSSA)

Давайте начнем обзор со Standard Area. Стоит отметить, что Backbone Area на самом деле представляет из себя Standard Area, которая имеет номер 0, а с точки зрения топологи представляет из себя центральную область к которой подключены все остальные. Соответственно логика работы маршрутизаторов Standard Area применима к Backbone Area 0.

Standard Areas

В примере выше, router 2 выступает в роли ABR (Area Border Router) между Standard Area и Backbone Area. R3 пересылает маршруты из внешнего (не OSPF) домена и соответственно выступает как ASBR (Autonomous System Border Router).

Как упоминалось ранее, LSA типов 1 и 2 распространяются между маршрутизаторами в одной area. Это справедливо для всех типов area, т.к. эти типы LSA используются для построения SPF дерева области, которое описывает ее топологию и не имеет прямого отношения к другим областям. Другими словами, алгоритм SPF рассчитывает маршруты внутри области, а между областями действуют другие принципы выбора лучших маршрутов.

LSA типов 3 и 5, которые переносят информацию о ,соответственно, внутренних и внешних (по отношению к OSPF домену) маршрутах пересылаются между стандартными областями через Backbone area. Внешние маршруты генерируются ASBR, внутренние ABR.

Так-же стоит обратить внимание на LSA типа 4. Эти LSA отправляются в backbone ABR и содержат информацию о маршруте к ASBR, для того, чтобы все маршрутизаторы OSPF домена имели информацию о маршруте к ASBR.

Standard Area обеспечивают оптимальное построение маршрутов в OSPF домене, но в то-же время пораждают ряд недостатков связанных с тем, что каждый маршрутизатор должен хранить и обрабатывать информацию о всех маршрутах в сети. В некоторых случаях в таком подходе нет необходимости, а иногда (в случае использования низкопроизводительных маршрутизаторов не способных хранить и обрабатывать информацию о всех маршрутах сети) и вовсе невозможно использовать standard area на всех маршрутизаторах в домене. Для таких случаев существует возможность настроить stub area для того чтобы ограничить распространение некоторых типов LSA тем самым снизив нвгрузку на маршпутизаторы.

Stub Areas

В этом примере, R2 и R3 подключены к одной stub area. Теперь вместо того, чтобы отправить LSA 5 из area 0, ABR отправляет в stub area LSA 3 содержащий маршрут по умолчанию. Это позволит всем маршрутизаторам в stub area иметь возможность отправить трафик к в сети находящиеся вне OSPF домена, при этом не требуя от маршрутизаторов внутри этой области хранить и обрабатывать все маршруты из внешних автономных систем. Вместе с отсутствием LSA 5 отпадает необходимость в LSA 4 (Маршрут к ASBR) которые не отаправляются ABR из других area в stub area.

Для того, чтобы сконфигурировать area, как stub, все маршрутизаторы подключенные к этой area должны быть настроены для нее как stub. Важно то, что stub маршрутизаторы не могут установить соседство c non-stub маршрутизаторами.

Router(config-router)# area 10 stub

Идея о замене множества маршрутов маршрутом по-умолчанию может быть применима так-же и к внутренним маршрутам OSPF — это реализовано в totally stubby areas.

Totally Stubby Areas

Так-же как и stub area, totally stubby areas не получают LSA типов 4 и 5 от ABR. Однако они так-же не получают LSA типа 3 — т.е. вся маршрутизация totally stubby area с внешними area осуществляется с использованием маршрута по-умолчанию.

Для того чтобы настроить totally stubby area необходимо использовать следующую команду:

Router(config-router)# area 10 stub no-summary

Таким образом, Stub и totally stubby area могут быть использованы для уменьшение нагрузки на маршрутизаторы путем фильтрации LSA и уменьшения количества маршрутов в их таблицах маршрутизации. Тем не менее ни один из этих типов area не поддерживает подключения ASBR т.к. LSA типов 4 и 5 запрещены к передаче внутри областей указанных типов. Для решения этой проблемы, несмотря на возможно одно из самых нелепых названий, инженеры Cisco предложили концепцию not-so-stubby area.

Not-so-stubby Areas

NSSA подразумевает использование LSA типа 7. Т.к. LSA типа 5 не передается через stub area приходится использовать дополнительный тип LSA (тип 7) для передачи маршрутов ASBR подключенного к stub area в backbone и другие area домена OSPF. После того, как LSA 7 попадают на ABR между stub area и backbone они конвертируются в LSA 5 и продолжают свое существование в таком виде. Другими словами — если необходимо подключить ASBR к stub area нам потребуется использовать NSSA что повлечет появление LSA 7 в этой area.

NSAA так-же может быть двух типов stub и totally stubby area. Для настройки stub (normal) NSSA все маршрутизаторы должны быть настроены следующим образом:

Router(config-router)# area 10 nssa

LSA типа 3 будут попадать в эту area а так-же отправляться из нее. В отличии от обычной stub area маршрут по-умолчанию не будут отправлятся в эту area если это специально не настроено.

Router(config-router)# area 10 nssa default-information-originate

Для добавления функцианала totally stubby area, который позволит фильтровать LSA типа 3 все ABR необходимо настроить с параметром no-summary:

Router(config-router)# area 10 nssa no-summary

ABR totally NSSA (или если хотите not-so-totally-stubby area) отправляет маршрут по умолчанию без дополннительной конфигурации.

Вывод

Standard areas могут содержать LSA типов 1, 2 , 3 , 3 и 5 а так-же могут иметь подключенный ASBR. Backbone area может рассматриваться как standard area с точки зрения логики работы с LSA. Stub area могут содержать LSA типов 1, 2 и 3 — вместо внешних маршрутов в такие area передается один маршрут по-умолчанию. Totally stubby areas могут содержать только LSA типов 1 и 2 и тллько один LSA типа 3 — маршрут по-умолчанию. Not-so-stubby areas могут быть stub или totally stubby а так-же иметь подключенный к ним ASBR. LSA 7 которые генерируются ASBR будут преобразованы ы тип 5 на ABR и переданы в backbone area и далее в другие area OSPF домена.