用OSPF优化校园网

浙江万里学院 王渊明

现在由于高校合并、扩建，大学校园网络不断扩大，原先静态路由、RIP协议已经不再适合如今的高校网络。OSPF路由协议具有良好的扩展性，适应大型园区的特点，因此，许多大学选用OSPF作为自己网络的路由协议，规划、设计、布置好OSPF协议，是我们网管员需要掌握的本领。

OSPF路由协议是一种支持变长子网掩码的路由协议，它是一种链路状态路由协议。运行OSPF的路由器先通过邻接交换路由信息，当与邻接路由器形成FULL状态后，运行SPF算法，从而算出到其他路由的最短路径，然后放入路由表中。

由于交换的路由信息中带有子网掩码，所以OSPF支持变长子网掩码VLSM。当网络变大时，路由信息变多，路由翻动频率增加，运行OSPF的路由器不断运算SPF，导致SPF占用大量CPU和内存，路由收敛变慢，数据包转发速度慢。解决方法就是提出区域概念，即把OSPF网络分成若干个区域，使区域内网络变小，区域内路由器就不用知道太多的路由信息，减少了路由器资源的占用。

校园网地址规划

由于OSPF分成不同的区域，校园网内IP地址的规划尤其重要，只有正确规划IP地址，才能发挥OSPF路由协议的优点，更好适应网络规模的扩大和网络的不断变化。

我们先来分析OSPF区域的划分，OSPF区域分为主干区域（0区域）、普通区域，普通区域又包括末梢Stub区域、完全末梢Total Stub区域、非纯末梢NSSA区域、非纯完全末梢Total NSSA区域和一般区域。普通区域必须和主干区域相连，如果把区域看成是路由器，那么主干区域路由器与普通区域路由器之间运行距离矢量路由协议。

由于OSPF区域这样划分，而路由汇总、过滤只能在区域间路由器ABR和边界路由器ASBR上实施，所以运行OSPF路由协议的网络，最好根据区域来划分IP地址，一个或多个网段一个区域，最好区域内的IP地址可以汇总成一个或若干个IP地址，主干区域也一样。这样区域间的路由大大减少，减轻了主干区域内路由器和普通区域内路由器的工作量，使网络收敛更快，汇总地址范围内的翻动产生的影响不会扩散到别的区域。

图1是一个校园网的IP地址规划例子。图1中的网络有四个普通区域，区域1～4的IP地址分别为172.16～19，一个区域一个网段，这样便于地址汇聚。

图1 校园网IP地址规划

OSPF特殊区域的应用

OSPF特殊区域是普通区域中特殊的例子，我们先来一一分析。

Stub区域：Stub区域不能让OSPF自治系统外部路由信息进入该区域，该OSPF自治系统内路由器要到OSPF域外采用默认路由，默认指向区域间路由器ABR。

Total Stub区域网络是Cisco私有标准，不过很多厂商的路由器都能配置成Total Stub区域，而且Total Stub只需在ABR路由器上配置即可。Total Stub区域内部路由器只需配成Stub。

Total Stub区域内部路由器只知道所在区域内路由情况，对外面的世界一点都不了解，要去区域外的数据都发向ABR。但实际情况是区域内有外部路由引入，该区域内路由器又不想知道其他区域和其他外部路由信息，这时就要采用NSSA区域的概念。

NSSA区域实际就是Stub + ASBR，同理Total NSSA区域也相当于Total Stub+ ASBR。下面举例说明Total Stub区域和Total NSSA区域的配置（如图2所示）。

图2 区域配置

图2中区域2配置成Total Stub区域，Catatlyst 6500配置为：

      Router ospf 110

数字110用来区别同一路由器上的不同OSPF进程，而这里采用110，只是提醒配置人员记住OSPF的管理距离是110。

      Router-id 1.1.1.1

用router-id命令固定这一Catalyst 6500交换机的router-id，这样6500交换机重启不会改变router-id。

      Int vlan 1
      Ip ospf 110 area 0
      Int vlan 2
      Ip ospf 110 area 1

这里采用接口下宣告OSFP，更加精确。

      Area 2 stub no-summary
      Area 2 range 172.16.0.0255.255.0.0

Range把172.16.1.0和172.16.2.0汇总成172.16.0.0。

Catatlyst 4500配置：

      Router ospf 110
      Router-id 2.2.2.2

一个OSPF自治系统内路由器的ID不能重复。

      Int vlan 2
      Ip ospf 110 area 1
      Area 2 stub

Catatlyst 4500只需用参数stub就可以了。

图3中，引入外部路由192.168.1.0，区域1配置成Total NSSA区域，Catatlyst 6500配置如下：

      Router ospf 110
      Router-id 1.1.1.1
      Int vlan 1
      Ip ospf 110 area 0
      Int vlan 2
      Ip ospf 110 area 1
      Area 2 nssa no-summary
      Area 2 range 172.16.0.0255.255.0.0

图3 引入外部路由

Catatlyst 4500配置为：

      Router ospf 110
      Router-id 2.2.2.2
      Int vlan 2
      Ip ospf 110 area 1
      Area 2 nssa
      Redistribute stitac subnet

上面的命令把192.168.1.0路由重新发布到区域1内，于是Catatlyst 4500变成了asbr，加上subnet参数可以发布子网。

地址的规划和区域的规划是OSPF路由协议布置的两大关键，只有把这两个方面计划好、实施好，区域内路由和区域间路由才能大大减少，更有利于网络维护、问题分析和排错。