使用多區域鄰接配置OSPF

簡介

本文件說明如何針對多區域相鄰，設定開放式最短路徑優先 (OSPF) 連結狀態路由通訊協定。

必要條件

需求

思科建議您瞭解以下主題：

• OSPF
• 多區域鄰接

思科還建議您在嘗試本文檔中所述的配置之前滿足以下要求：

• 必須在網路中預配置OSPF鏈路狀態路由協定。
• 只有兩個OSPF揚聲器使用OSPF多區域功能之間的介面。多區域OSPF僅在點對點網路型別上工作。

採用元件

本文檔中的資訊基於多區域OSPF。

本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您的網路運作中，請確保您瞭解任何指令可能造成的影響。

背景資訊

OSPF鏈路狀態路由協定使用Areas的概念，它是OSPF域內的子域。區域內的路由器維護該區域的完整拓撲資訊。預設情況下，一個介面只能屬於一個OSPF區域。這不僅會導致網路中路由不理想，而且如果網路設計不當，還會導致其他問題。

當在介面上配置多區域鄰接時，OSPF揚聲器會通過該鏈路形成多個鄰接關係(ADJ)。多區域介面是一個邏輯的點對點介面，ADJ通過此介面形成。本文檔描述了多區域OSPF ADJ可用於解決問題並滿足網路要求的場景。

設定

網路圖表

在此網路圖中，使用了網路/OSPF域。系統要求從Router 5(R5)到R1(10.1.1.1)的流量始終通過R3。假定R3是網路中的一個防火牆，所有流量都可以通過它進行路由，或者假定R3和R4之間的鏈路比R2和R4之間的鏈路具有更多的頻寬。無論哪種情況，系統都要求流量從R5傳遞到R1時必須通過R3(10.1.1.1/32字首)。

路由器初始配置

本節介紹R1到R5的初始配置。

配置R1

interface Ethernet0/0
 ip address 192.168.12.1 255.255.255.0
!
interface Loopback0
 ip address 10.1.1.1 255.255.255.255
!
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.2

配置R2

interface Ethernet0/0
 ip address 192.168.12.2 255.255.255.0
!
interface Ethernet0/1
 ip address 192.168.23.2 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 0
!
interface Ethernet0/2
 ip address 192.168.24.2 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
!
interface Loopback0
 ip address 10.2.2.2 255.255.255.255
!
ip route 10.1.1.1 255.255.255.255 192.168.12.1
!
router ospf 1
 router-id 0.0.0.2
 redistribute static metric-type 1 subnets

配置R3

interface Ethernet0/0
 ip address 192.168.34.3 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
!
interface Ethernet0/1
 ip address 192.168.23.3 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 0
!
interface Loopback0
 ip address 10.3.3.3 255.255.255.255
!
router ospf 1
 router-id 0.0.0.3

配置R4

interface Ethernet0/0
 ip address 192.168.34.4 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
!
interface Ethernet0/1
 ip address 192.168.45.4 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
!
interface Ethernet0/2
 ip address 192.168.24.4 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
!
interface Loopback0
 ip address 10.4.4.4 255.255.255.255
!
router ospf 1
 router-id 0.0.0.4

配置R5

interface Ethernet0/1
 ip address 192.168.45.5 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
!
interface Loopback0
 ip address 10.5.5.5 255.255.255.255
!
router ospf 1
 router-id 0.0.0.5

預設行為

在先前配置就緒的情況下，本節介紹預設路由器行為。

以下是從R5到10.1.1.1的跟蹤路徑。請注意，流量通過R2，而不是R3:

R5#traceroute 10.1.1.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 10.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.45.4 6 msec 6 msec 6 msec       <<< R4
2 192.168.24.2 6 msec 6 msec 8 msec       <<< R2
3 192.168.12.1 8 msec * 3 msec            <<< R1

在此網路中，路由器R4必須根據系統要求做出決定，而且能夠將流量路由到R3，而不是直接路由到R2。

以下是R4上的路由表示例：

R4#show ip route 10.1.1.1
Routing entry for 10.1.1.1/32
Known via "ospf 1", distance 110, metric 30, type extern 1
Last update from 192.168.24.2 on Ethernet0/2, 00:14:33 ago
Routing Descriptor Blocks:
* 192.168.24.2, from 0.0.0.2, 00:14:33 ago, via Ethernet0/2 <<< Towards R2
  Route metric is 30, traffic share count is 1

字首10.1.1.1/32的度量與此路由關聯30。這是因為自治系統邊界路由器(ASBR)(R2)使用的預設度量為20，而R4上介面Eth0/2的開銷為10。

從R4到10.1.1.1/32字首通過R3的路徑更長。此處，R4上介面Ethernet 0/2的開銷（通往R2的路徑）被更改，以驗證它是否更改了行為：

interface Ethernet0/2
 ip address 192.168.24.4 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
 ip ospf cost 100
 end

以下是R5的追蹤軌跡和R4的show ip route 命令輸出：

R5#traceroute 10.1.1.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 10.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.45.4 4 msec 9 msec 8 msec       <<< R4
2 192.168.24.2 8 msec 9 msec 10 msec      <<< R2
3 192.168.12.1 10 msec * 5 msec           <<< R1

R4#show ip route 10.1.1.1
Routing entry for 10.1.1.1/32
Known via "ospf 1", distance 110, metric 120, type extern 1
Last update from 192.168.24.2 on Ethernet0/2, 00:01:50 ago
Routing Descriptor Blocks:
* 192.168.24.2, from 0.0.0.2, 00:01:50 ago, via Ethernet0/2
  Route metric is 120, traffic share count is 1

如追蹤軌跡所示，來自R5的流量採用相同的路徑，並且流量不通過R3。此外，如show ip route 10.1.1.1命令在R4上的輸出所示，在R4上新增的成本100（介面乙太網路0/2）會生效，而且到達首碼的路由的開銷為120（而不是30）。但是，路徑仍然沒有更改，並且流量流經R3的要求尚未滿足。

要確定此行為的原因，以下是R4 show ip ospf border-routers命令輸出（R4介面Ethernet 0/2上的開銷仍設定為100）：

R4#show ip ospf border-routers
            OSPF Router with ID (0.0.0.4) (Process ID 1)
                Base Topology (MTID 0)
 Internal Router Routing Table
Codes: i - Intra-area route, I - Inter-area route

i 0.0.0.2 [100] via 192.168.24.2, Ethernet0/2, ABR/ASBR, Area 99, SPF 3
i 0.0.0.3 [10] via 192.168.34.3, Ethernet0/0, ABR, Area 99, SPF 3

在R4上，您可以看到有兩個區域邊界路由器(ABR)（0.0.0.2，即R2;0.0.3，即R3），並且R2是ASBR。此輸出還顯示ASBR的區域內(i)資訊。

現在，R4上的介面Ethernet 0/2關閉，以確定流量是否通過R3，並檢視show ip ospf border-routers命令輸出如何顯示：

interface Ethernet0/2
 ip address 192.168.24.4 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
 ip ospf cost 100
 shutdown 
 end

以下是R5的trace和R4的show ip route命令輸出：

R5#traceroute 10.1.1.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 10.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.45.4 7 msec 7 msec 8 msec       <<< R4
2 192.168.34.3 9 msec 8 msec 8 msec       <<< R3
3 192.168.23.2 9 msec 9 msec 7 msec       <<< R2
4 192.168.12.1 8 msec * 4 msec            <<< R1

R4#show ip route 10.1.1.1
Routing entry for 10.1.1.1/32
Known via "ospf 1", distance 110, metric 40, type extern 1      <<< Metric 40
Last update from 192.168.34.3 on Ethernet0/0, 00:01:46 ago      <<< Traffic to R2
Routing Descriptor Blocks:
* 192.168.34.3, from 0.0.0.2, 00:01:46 ago, via Ethernet0/0
  Route metric is 40, traffic share count is 1

如圖所示，當R4上的Interface Ethernet 0/2關閉時，流量會通過R3。此外，與通往R3的路由相關的開銷僅為40，而通過R2通往10.1.1.1/32的開銷為120。OSPF協定仍然更喜歡通過R2而不是R3路由流量，即使通過R3到達10.1.1.1/32的成本更低。

以下是show ip ospf border-routers在R4上的輸出：

R4#show ip ospf border-routers
           OSPF Router with ID (0.0.0.4) (Process ID 1)
               Base Topology (MTID 0)
Internal Router Routing Table
Codes: i - Intra-area route, I - Inter-area route

I 0.0.0.2 [20] via 192.168.34.3, Ethernet0/0, ASBR, Area 99, SPF 4
i 0.0.0.3 [10] via 192.168.34.3, Ethernet0/0, ABR, Area 99, SPF 4

到達ASBR所需的資訊是區域間信息。但是，詳細說明如何到達ASBR的區域內資訊優先於區域間資訊，而不管與兩條路徑關聯的OSPF開銷如何。

因此，通過R3的路徑不是首選路徑，即使通過R3的開銷較低。

在這裡，R4上恢復了Interface Ethernet 0/2:

interface Ethernet0/2
 no shutdown
 end

來自R5的跟蹤指示路由操作返回到之前觀察到的那些操作（流量不通過R3流動）：

R5#traceroute 10.1.1.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 10.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.45.4 6 msec 7 msec 7 msec        <<< R4
2 192.168.24.2 7 msec 8 msec 7 msec        <<< R2
3 192.168.12.1 8 msec * 12 msec            <<< R1

有多種方法可以解決此問題（此清單並非詳盡無遺）：

• 將R2和R3之間的區域更改為99，然後修改成本。
• 在R2和R3之間新增另一條鏈路，並將其配置為區域99。
• 使用多區域ADJ

請參閱下一節，瞭解多區域OSPF ADJ的運作方式及其如何解決當前的問題。

多區域鄰接配置

如前所述，多區域ADJ可用於在單個鏈路上形成多個點對點邏輯鄰接。要求鏈路上必須只有兩個OSPF揚聲器，而在廣播網路中，您必須手動將OSPF網路型別更改為鏈路上的點到點。

此功能允許多個區域共用單個物理鏈路，並在共用該鏈路的每個區域中建立區域內路徑。

為了滿足此要求，您必須通過鏈路Ethernet 0/1在R2和R3之間配置OSPF多區域ADJ，該鏈路當前僅位於區域0中。

R2的配置如下：

interface Ethernet0/1
 ip address 192.168.23.2 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf multi-area 99
 ip ospf 1 area 0
 end

R3的配置如下：

interface Ethernet0/1
 ip address 192.168.23.3 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf multi-area 99
 ip ospf 1 area 0
 end

OSPF ADJ通過虛擬鏈路啟動：

%OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 0.0.0.2 on OSPF_MA0 from LOADING to FULL, Loading Done

%OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 0.0.0.3 on OSPF_MA0 from LOADING to FULL, Loading Done

以下是新成立的ADJ:

R2#show ip ospf neighbor 0.0.0.3
<Snip>
Neighbor 0.0.0.3, interface address 192.168.23.3
   In the area 99 via interface OSPF_MA0
   Neighbor priority is 0, State is FULL, 6 state changes
   DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0
   Options is 0x12 in Hello (E-bit, L-bit)
   Options is 0x52 in DBD (E-bit, L-bit, O-bit)
   LLS Options is 0x1 (LR)
   Dead timer due in 00:00:39
   Neighbor is up for 00:03:01
   Index 2/3, retransmission queue length 0, number of retransmission 0
   First 0x0(0)/0x0(0) Next 0x0(0)/0x0(0)
   Last retransmission scan length is 0, maximum is 0
   Last retransmission scan time is 0 msec, maximum is 0 msec

R3#show ip ospf neighbor 0.0.0.2
<Snip>
Neighbor 0.0.0.2, interface address 192.168.23.2
   In the area 99 via interface OSPF_MA0
   Neighbor priority is 0, State is FULL, 6 state changes
   DR is 0.0.0.0 BDR is 0.0.0.0
   Options is 0x12 in Hello (E-bit, L-bit)
   Options is 0x52 in DBD (E-bit, L-bit, O-bit)
   LLS Options is 0x1 (LR)
   Dead timer due in 00:00:39
   Neighbor is up for 00:01:41
   Index 2/3, retransmission queue length 0, number of retransmission 0
   First 0x0(0)/0x0(0) Next 0x0(0)/0x0(0
   Last retransmission scan length is 0, maximum is 0
   Last retransmission scan time is 0 msec, maximum is 0 msec

驗證

要驗證您的配置是否正常工作，請在R4上輸入show ip ospf border-routers命令：

R4#show ip ospf border-routers
           OSPF Router with ID (0.0.0.4) (Process ID 1)
                Base Topology (MTID 0)
Internal Router Routing Table
Codes: i - Intra-area route, I - Inter-area route

i 0.0.0.3 [10] via 192.168.34.3, Ethernet0/0, ABR, Area 99, SPF 10
i 0.0.0.2 [20] via 192.168.34.3, Ethernet0/0, ABR/ASBR, Area 99, SPF 10

如圖所示，用於將流量路由到R2(0.0.0.2)/ASBR的區域內資訊通過R3。這可解決前面提到的問題。

以下是R5的追蹤軌跡：

R5#traceroute 10.1.1.1
Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 10.1.1.1
VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
1 192.168.45.4 8 msec 9 msec 8 msec       <<< R4
2 192.168.34.3 8 msec 8 msec 8 msec       <<< R3
3 192.168.23.2 7 msec 8 msec 8 msec       <<< R2
4 192.168.12.1 8 msec * 4 msec            <<< R1

如圖所示，從R5發往10.1.1.1的流量會正確通過R3，並且滿足系統要求。

在R2、R3和R4上輸入show ip ospf neighbor命令以驗證是否已建立ADJ:

R2#show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri  State    Dead Time  Address        Interface
0.0.0.3       0  FULL/ -  00:00:39   192.168.23.3   Ethernet0/1
0.0.0.4       0  FULL/ -  00:00:37   192.168.24.4   Ethernet0/2
0.0.0.3       0  FULL/ -  00:00:33   192.168.23.3   OSPF_MA0

R3#show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri  State    Dead Time  Address        Interface
0.0.0.2       0  FULL/ -  00:00:34   192.168.23.2   Ethernet0/1
0.0.0.2       0  FULL/ -  00:00:35   192.168.23.2   OSPF_MA0
0.0.0.4       0  FULL/ -  00:00:39   192.168.34.4   Ethernet0/0

R4#show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri  State    Dead Time  Address        Interface
0.0.0.2       0  FULL/ -  00:00:32   192.168.24.2   Ethernet0/2  
0.0.0.5       0  FULL/ -  00:00:32   192.168.45.5   Ethernet0/1
0.0.0.3       0  FULL/ -  00:00:35   192.168.34.3   Ethernet0/0

註：在這些輸出中，Ethernet0/1 Interface條目表示區域0上的ADJ，OSPF_MA0 Interface條目表示區域99上的多區域ADJ。

R4介面Ethernet 0/2的開銷仍為100，在R4上首選通過R3的路徑。如果移除此開銷，則R4會像以前一樣將流量直接路由到R2。

以下是R4上的配置和show ip route命令輸出，其中R4介面Ethernet 0/2上仍配置的IP OSPF開銷為100:

interface Ethernet0/2
 ip address 192.168.24.4 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
ip ospf cost 100

R4#show ip route 10.1.1.1
Routing entry for 10.1.1.1/32
Known via "ospf 1", distance 110, metric 40, type extern 1
Last update from 192.168.34.3 on Ethernet0/0, 00:28:45 ago
Routing Descriptor Blocks:
* 192.168.34.3, from 0.0.0.2, 00:28:45 ago, via Ethernet0/0
  Route metric is 40, traffic share count is 1

以下是移除成本時R4上的組態和show ip route指令輸出：

interface Ethernet0/2
 ip address 192.168.24.4 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
 ip ospf 1 area 99
 end

R4#show ip route 10.1.1.1
Routing entry for 10.1.1.1/32
Known via "ospf 1", distance 110, metric 30, type extern 1
Last update from 192.168.24.2 on Ethernet0/2, 00:00:13 ago
Routing Descriptor Blocks:
* 192.168.24.2, from 0.0.0.2, 00:00:13 ago, via Ethernet0/2     <<< Route changed back to R2
     Route metric is 30, traffic share count is 1

疑難排解

目前尚無特定資訊可用於排解此組態的疑難問題。