宋尚

摘要：OSPF是目前网络中使用很频繁的IGP协议之一，是一种基于SPF算法的链路状态路由协议，由于OSPF采用的是分区域设计，所以除了在区域间能够形成环路外，外部路由被引入后，也会在区域间形成环路，最典型的就是引入外部路由后在NSSA区域形成的7类LSA，经过ABR完成7类LSA转换成5类LSA后，由于cost值的问题形成的区域间环路问题，所以最终可以通过7类或者5类LSA中的FA地址字段来进行解决次优路径或者环路问题。

关键词：OSPF;7类LSA;5类LSA;FA地址;外部路由

OSPF的路由可以分为两种，一种是内部路由，由1类，2类，3类LSA形成的路由都是内部路由，即network产生的路由。另外一种是外部路由，由5类，7类LSA形成的称为外部路由，即import产生的路由。内部路由的环路问题可以通过OSPF自身设置的骨干区域和非骨干区域间的规则来进行解决，那外部路由进入OSPF区域后形成的环路是如何产生的以及如何解决这环路呢？我们在充分认识OSPF区域外部路由引起的环路问题时，先了解一下OSPF的一些相关知识点：

1.特殊区域：OSPF为了能适应各种环境及路由器的组网，开发了特殊区域这一概念，OSPF的特殊区域可分为两种类型：

A、STUB区域：STUB区域又叫末梢区域，它拒绝5类LSA进入，即拒绝外部路由进入本区域，也不能在本区域下面引入外部路由，区域内的路由器通过ABR下发的默认路由来访问外部网络。

B、NSSA区域：这是一种特殊的STUB区域，它保持了STUB区域拒绝5类LSA的特点，但是它能允许在该区域引入外部路由，外部路由以7类LSA的形式存在于本区域中，NSSA区域的ABR会向其它区域把此7类LSA翻译（转换）成5类LSA（俗称7转5），使其它区域的路由器可以访问此外部路由。

2.外部路由类型：OSPF外部路由有两种类型

A、Type 1：也称为E1。路由器在计算type1路由的Cost时，会把此路由的外部cost（ASBR到达目标网段的cost）与内部cost（本路由器到达ASBR的cost）相加。

B、Type 2：也称为E2，引入路由时默认为此类型，路由器在计算type2路由的cost时，只计算外部cost，而忽略内部cost。但当一台路由器收到两条相同的type2路由时，首先会对比外部cost的值，如果一样再对比内部cost值。

3.FA地址：FA的全称为forwarding address，是5类LSA与7类LSA中的一个字段。在OSPF引入外部路由时，若产生的五类LSA的FA地址为0.0.0.0，则其他路由器在计算到达该外部网络时，将考虑如何到达ASBR来计算出外部路由的下一跳地址。若产生的五类LSA的FA地址不为0.0.0.0，则其他路由器在计算到达该外部网络时，将考虑如何到达该FA地址来计算出外部路由的下一跳地址。所以它的作用是用于解决次优路径与环路问题。

4.FA地址不为0的三个条件：

（1）引入的这条外部路由，其对应的出接口启用了OSPF

（2）引入的这条外部路由，其对应的出接口未设置为被动接口

（3）引入的这条外部路由，其对应的出接口的OSPF网络类型为MA网络

5.外部路由的选路问题：大致可分为两种情况

情况一：外部路由中未包含FA地址：此时路由器计算去往ASBR的路径。

情况二：外部路由中包含FA地址：此时路由器直接计算去往FA的路径。

理解了以上知识点后，我们来看这样一张拓扑图：

如图1所示：区域1为NSSA区域，各链路的cost如图所示：

1.在R1上把10.1.1.1引入OSPF，此时R1会产生关于10.1.1.1网段的7类LSA。

2.R2与R3作为Area1的ABR，都会进行7类LSA到5类LSA的转换，但OSPF规定默认情况下只有routerid大的才能进行7转5，R2与R3的R-ID如图所示，即R3会进行7转5的动作，由R3产生关于10.1.1.1的5类LSA，并在Area0中泛洪。

3.R4从Area 0中收到此5类LSA，并泛洪给R2。

4.我们来分析R4如何去往10.1.1.1，此时会有两种情况：

情况一：R4收到的这条5类LSA中FA地址为0.0.0.0

根据OSPF外部路由的选路规则，当5类LSA中FA地址为0时，则计算去往ASBR的路径。

1.此时产生此条5类LSA的是R3，所以R3为ASBR，R4可直接通过Area 0到达ASBR（R3）。

2.R3是通过Area 1学习到的10.1.1.1网段，所以R3可通过Area1去往10.1.1.1，即把数据包发送给R2。

3.此时R2可通过两条LSA学习到10.1.1.1的路由

第一条：R1产生的7类LSA。类型为Type2，外部Cost为1（外部cost默认都为1），内部cost为10（内部cost，本路由器到ASBR的cost）

第二条：R3产生的5类LSA，由R4泛洪给R2（参考上面第二步），类型为Type2，外部Cost为1，内部Cost为2（R2-R4-R3的cost）

4.R2執行选路规则，两条LSA同为Type2类型，先对比外部cost值，都为1，然后对比内部cost值，第一条为10，第二条为2，所以R2会优选第二条（R3产生的5类LSA），即会把数据包转发给R4。

5.环路形成：R4-R3-R2-R4

情况二：R4收到的这条5类LSA中FA地址为10.1.12.1（R1与R2的互联接口）

根据OSPF外部路由的选路规则，当5类LSA中FA地址为非0时，直接计算去往FA地址的路径。

1.在此图中R4收到的5类LSA中FA地址为10.1.12.1，关于10.1.12.1这个地址，R4是通过3类LSA学习到的（10.1.12.1位于Area 1中，R2与R3都为ABR，都会产生关于10.1.12.0网段的3类LSA），R4此时其实可以收到两条10.1.12.0的3类LSA，一条R2产生，一条R3产生，通过计算cost后发现，选择R2去往10.1.12.1更近，所以R4会把数据包转发给R2。

2.R2同样执行选路计算，计算去往FA地址10.1.12.1的路径，此地址是R2的一个直连路由，所以R2会把数据包转发给R1。

3.此时全程的路径为：R4-R2-R1，解决了环路问题。

总结：OSPF的外部路由进入OSPF区域后在一些特殊情况下是有可能形成环路的，OSPF针对外部路由可以通过FA地址来防环，7类LSA中一般情况下都会携带FA地址字段，在执行7类LSA转5类LSA后FA地址字段会默认保留，所以在默认情况下不会出现环路问题。

参考文献：

[1]华为技术有限公司.HCNP路由交换实验指南[M].北京：人民邮电出版社，2014：82-89.

[2]泰克教育集团.HCIE路由交换学习指南[M].北京：人民邮电出版社，2017：142-144.