OSPF技术连载23：OSPFv3，IPv6时代的路由协议巨星，万字总结！

港控/mmm° 2023-10-15 11:54 25阅读 0赞

你好，这里是网络技术联盟站。

之前已经把OSPF讲的差不多了，完成度大概90%，现在需要来个急刹车，转为介绍一下OSPFv3，因为OSPFv3有些原理是和OSPF相关的，大家可以更好的对比。

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OSPFv3，即Open Shortest Path First version 3，是一种专为IPv6网络设计的链路状态路由协议。它是OSPFv2（用于IPv4网络）的继任者，在IPv6网络中带来了多项改进和增强。本文将深入探讨OSPFv3的原理知识，涵盖的部分非常多，可以参考一下目录！

#### 文章目录 ####

*   *  一、OSPFv3 介绍
     *   *  1.1 OSPFv3的工作原理
         *   *  1.1.1 区域划分和LSA发布
             *  1.1.2 OSPFv3报文和交互
             *  1.1.3 洪泛机制和路由计算
         *  1.2 OSPFv3的优势和应用
         *  1.3 OSPFv3的关键特点
     *  二、OSPFv3报文类型
     *   *  2.1 Hello报文：维护邻居关系
         *  2.2 DD报文：数据库描述报文
         *  2.3 LSR报文：链路状态请求报文
         *  2.4 LSU报文：链路状态更新报文
         *  2.5 LSAck报文：链路状态确认报文
         *  2.6 报文类型对比
         *  2.7 报文类型的交互与协同
     *  三、OSPFv3 LSA类型
     *   *  3.1 Router-LSA
         *  3.2 Network-LSA
         *  3.3 Inter-Area-Prefix-LSA
         *  3.4 Inter-Area-Router-LSA
         *  3.5 AS-external-LSA
         *  3.6 NSSA LSA
         *  3.7 Link-LSA
         *  3.8 Intra-Area-Prefix-LSA
         *  3.9 LSA类型对比
     *  四、OSPFv3 设备类型
     *   *  4.1 区域内设备
         *  4.2 区域边界路由器ABR
         *  4.3 骨干路由器
         *  4.4 自治系统边界路由器ASBR
     *  五、OSPFv3路由类型
     *   *  5.1 区域内路由
         *  5.2 区域间路由
         *  5.3 第一类外部路由
         *  5.4 第二类外部路由
         *  5.5 路由类型对比
     *  六、OSPFv3区域类型
     *   *  6.1 Totally Stub Area
         *  6.2 Stub Area
         *  6.3 NSSA Area
         *  6.4 区域类型对比
     *  七、OSPFv3支持的网络类型
     *   *  7.1 广播类型
         *  7.2 NBMA类型
         *  7.3 点到多点P2M类型
         *  7.4 点到点P2P类型
         *  7.5 网络类型对比
     *  八、OSPFv3路由聚合
     *   *  8.1 ABR路由聚合
         *  8.2 ASBR路由聚合
     *  九、OSPFv3虚连接
     *   *  9.1 虚连接的概念
         *  9.2 配置虚连接
         *  9.3 应用场景
         *  9.4 虚连接的特点
     *  十、OSPFv3多进程
     *   *  10.1 多进程的概念
         *  10.2 多进程的优势
         *  10.3 配置多进程
         *  10.4 多进程的限制
     *  十一、OSPFv3配置
     *   *  11.1 配置前的准备工作
         *  11.2 OSPFv3配置步骤
         *  11.3 华为设备
         *  11.4 思科设备
         *  11.5 Juniper设备
         *  11.6 配置注意事项
     *  十二、总结

### 一、OSPFv3 介绍 ###

OSPFv3是IPv6环境下的一种动态链路状态路由协议，其设计目标是为了在IPv6网络中提供优化的路由方案。它是OSPFv2的升级版本，在RFC2740中进行了详细规范。OSPFv3与OSPFv2一样，是一种内部网关协议（IGP），用于在同一个自治系统（AS）内进行路由信息的交换。

OSPFv3在OSPFv2的基础上进行了增强，以适应IPv6网络的特性。它在Hello报文、状态机、链路状态数据库（LSDB）、洪泛机制和路由计算等方面的工作原理和OSPFv2保持一致。然而，OSPFv3不仅仅是OSPFv2的简单延续，它在IPv6网络中具备更强大的功能，以适应不同的网络需求。

#### 1.1 OSPFv3的工作原理 ####

##### 1.1.1 区域划分和LSA发布 #####

OSPFv3将自治系统划分为逻辑上的一个或多个区域。这种区域划分有助于减少网络的复杂性，促进分布式的管理。OSPFv3利用LSA（Link State Advertisement）的形式发布路由信息，每个OSPFv3路由器负责维护一份完整的链路状态数据库。LSA包含了关于路由器、链路和网络的详细信息，这些信息构成了网络的拓扑图。

##### 1.1.2 OSPFv3报文和交互 #####

在OSPFv3区域内，各个设备之间通过交互OSPFv3报文来共享路由信息。这些报文封装在IPv6报文内，并可以通过单播或组播的形式发送。其中，Hello报文用于建立和维护邻居关系，确保网络中的路由器之间保持连接。一旦建立邻居关系，OSPFv3路由器之间就开始交换LSA更新信息，以保持网络状态的同步。

##### 1.1.3 洪泛机制和路由计算 #####

OSPFv3依赖于洪泛机制来分发LSA更新。每个OSPFv3路由器接收到新的LSA后，会将其洪泛到整个区域内的其他路由器。这确保了每个路由器都能获得关于整个网络的完整信息，从而进行路由计算。路由计算使用了Dijkstra算法，找到到达目标网络的最短路径。

#### 1.2 OSPFv3的优势和应用 ####

OSPFv3作为一种动态链路状态路由协议，在IPv6网络中具有多个优势和应用场景：

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*  **IPv6支持**：OSPFv3天然支持IPv6地址，无需进行地址转换，更加方便和高效。
 *  **分布式管理**：通过区域划分，OSPFv3实现了分布式的网络管理，降低了网络复杂性。
 *  **洪泛优化**：OSPFv3的洪泛机制确保信息的分发，同时避免了信息的重复洪泛。
 *  **快速收敛**：OSPFv3的状态机和路由计算机制使得网络能够在拓扑变化时迅速收敛。
 *  **实际应用**：OSPFv3在互联网服务提供商、企业网络和数据中心等多个场景中得到广泛应用。

#### 1.3 OSPFv3的关键特点 ####

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1.  **支持IPv6**：OSPFv3的设计目标之一是适应IPv6网络。它可以轻松处理IPv6的128位地址，使得网络管理更为灵活，无需依赖地址转换技术。
2.  **链路状态数据库**：OSPFv3路由器通过交换链路状态信息来构建一个拓扑数据库，其中包括有关网络中所有路由器和链路的详细信息。这种信息交换确保了网络的动态性和可靠性。
3.  **LSA类型**：OSPFv3引入了新的Link State Advertisement（LSA）类型，用于传输不同类型的信息。例如，Router-LSA用于描述路由器的状态，而Network-LSA则描述了连接到网络的设备。
4.  **区域结构**：OSPFv3将网络划分为不同的区域，以降低路由计算的复杂性。这种层次结构有助于减少拓扑变化对整个网络的影响。

### 二、OSPFv3报文类型 ###

在IPv6网络中，OSPFv3通过不同类型的报文实现了路由器之间的信息交换。

OSPFv3报文类型主要有：

*  Hello报文
 *  DD报文（Database Description packet）
 *  LSR报文（Link State Request packet）
 *  LSU报文（Link State Update packet）
 *  LSAck报文（Link State Acknowledgment packet）

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#### 2.1 Hello报文：维护邻居关系 ####

Hello报文是OSPFv3协议中的第一个报文类型，它在网络中扮演着建立和维护邻居关系的角色。通过Hello报文，路由器能够识别其直接相连的邻居，并确保网络连接的稳定性。Hello报文包含了许多重要的信息，例如路由器ID、邻居路由器的IPv6地址和接口的优先级等。这些信息有助于判断两个路由器是否位于同一个区域内，从而建立起可靠的邻居关系。

#### 2.2 DD报文：数据库描述报文 ####

DD报文，全称为Database Description packet，用于在OSPFv3路由器之间交换LSDB（Link State Database）的摘要信息。它包含了自己的LSDB摘要以及对方LSDB摘要的信息，通过比较这些摘要，可以判断两个路由器在LSDB中的状态是否一致。如果状态一致，那么路由器之间无需交换大量的LSA（Link State Advertisement），从而减少了网络流量。

#### 2.3 LSR报文：链路状态请求报文 ####

LSR报文，即Link State Request packet，用于请求某个特定LSA的详细信息。在OSPFv3网络中，当一个路由器需要某个LSA的内容时，它可以发送LSR报文给其他路由器，请求其发送相应的LSU报文。LSR报文中包含了需要请求的LSA的类型和标识，从而使得发送方能够明确知道需要哪些信息。

#### 2.4 LSU报文：链路状态更新报文 ####

LSU报文，全称为Link State Update packet，是OSPFv3协议中的重要报文类型，用于将链路状态信息传播给整个区域内的路由器。每个LSU报文可以包含一个或多个LSA，这些LSA描述了网络中的不同路由器、链路和网络的状态。当LSU报文被接收时，路由器会将其中的LSA添加到自己的LSDB中，从而保持整个网络的拓扑信息同步。

#### 2.5 LSAck报文：链路状态确认报文 ####

LSAck报文，即Link State Acknowledgment packet，用于确认接收到的LSU报文。当一个路由器收到LSU报文后，会向发送方发送LSAck报文，表示收到了报文并已将其中的LSA添加到LSDB中。这种确认机制保证了信息的可靠传输，同时也有助于发送方知道它的信息已经被成功传递。

#### 2.6 报文类型对比 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>报文类型</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Hello报文</td> 
   <td>用于建立和维护邻居关系，包含了路由器ID、邻居路由器的IPv6地址等信息。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DD报文</td> 
   <td>交换LSDB摘要信息，用于验证两个路由器之间的LSDB状态是否一致，减少LSA交换的流量。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LSR报文</td> 
   <td>请求特定LSA的详细信息，包含了需要请求的LSA的类型和标识。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LSU报文</td> 
   <td>传播链路状态信息给整个区域内的路由器，每个LSU报文可以包含一个或多个LSA。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LSAck报文</td> 
   <td>确认接收到的LSU报文，保证信息的可靠传递，也有助于发送方了解信息是否已成功传递。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2.7 报文类型的交互与协同 ####

在OSPFv3协议中，这五种报文类型相互协同，共同构建了一个可靠、稳定的路由网络。Hello报文用于建立邻居关系，DD报文在建立关系后帮助验证LSDB的状态，LSR报文和LSU报文相互配合，实现了链路状态信息的交换和更新，而LSAck报文则确保了数据的可靠传递。通过这些报文类型的交互，OSPFv3网络能够维持拓扑信息的一致性，并实现路由计算的优化。

> OSPFv3的报文类型是构建该协议的基石，通过不同类型的报文，路由器能够在IPv6网络中进行有效的信息交换和拓扑更新。从建立邻居关系到交换链路状态信息，再到最终的信息确认，这些报文类型相互协作，确保了网络的稳定性和可靠性。

### 三、OSPFv3 LSA类型 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，链路状态广告（LSA）是关键的信息传递单元，用于在路由器之间传播网络的链路状态信息。不同类型的LSA描述了不同的信息，从设备的链路状态到路由的路由信息。

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#### 3.1 Router-LSA ####

*  Type 1

Router-LSA是由每个运行OSPFv3接口的设备产生的，用于描述设备的链路状态和开销。每个Router-LSA都与一个特定的OSPFv3接口相关联，它包含了该接口的link-local地址、IPv6前缀地址以及开销等信息。这些信息有助于构建设备的链路状态数据库，并在设备所属的区域内传播，从而使得整个区域的路由信息得以同步。

#### 3.2 Network-LSA ####

*  Type 2

Network-LSA由DR（Designated Router）产生，用于描述本链路的链路状态。在OSPFv3网络中，一个DR负责代表多个设备将链路状态信息传播给其他区域内的路由器。Network-LSA包含了链路上的IPv6前缀地址，以及链路上连接的路由器的ID。这些信息有助于其他设备了解链路的状态，从而进行有效的路由计算。

#### 3.3 Inter-Area-Prefix-LSA ####

*  Type 3

Inter-Area-Prefix-LSA由ABR（Area Border Router）产生，用于描述一个区域内某个特定网段的路由信息。ABR负责在不同区域之间传递路由信息，Inter-Area-Prefix-LSA就是其中的信息载体。它包含了目标网络的IPv6前缀地址和开销信息，从而让其他区域内的路由器了解如何到达该目标网络。

#### 3.4 Inter-Area-Router-LSA ####

*  Type 4

与Type 3类似，Inter-Area-Router-LSA也由ABR产生，但其主要目的是描述到ASBR（Autonomous System Boundary Router）的路由信息。ASBR是连接不同AS的路由器，Inter-Area-Router-LSA记录了到达ASBR的路径和开销。这种LSA在除了ASBR所在区域外的其他相关区域内传播，以支持到达ASBR的路由计算。

#### 3.5 AS-external-LSA ####

*  Type 5

AS-external-LSA由ASBR产生，用于描述到AS外部的路由信息。这些外部路由可能是从其他AS学习而来的，AS-external-LSA将这些信息传播到整个区域内的路由器。它包含了目标网络的IPv6前缀地址、开销和路由类型等信息，以支持到达外部目标网络的路由计算。

#### 3.6 NSSA LSA ####

*  Type 7

在NSSA（Not-So-Stubby Area）区域内，ASBR产生NSSA LSA，用于描述到AS外部的路由信息。与Type 5类似，NSSA LSA在NSSA区域内传播，但不会传播到其他区域。它包含了外部路由的信息，以支持在NSSA区域内的路由计算。

#### 3.7 Link-LSA ####

*  Type 8

每个设备都会为每个链路产生一个Link-LSA，用于描述特定链路上的信息。它包含了链路的link-local地址、IPv6前缀地址以及将会在Network-LSA中设置的链路选项。Link-LSA仅在该链路内传播，为设备和链路提供了更精细的链路状态信息。

#### 3.8 Intra-Area-Prefix-LSA ####

*  Type 9

Intra-Area-Prefix-LSA由设备及DR产生，用于描述与Router-LSA和Network-LSA相关联的IPv6前缀地址。

#### 3.9 LSA类型对比 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>LSA类型</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>产生者</th> 
   <th>传播范围</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Router-LSA（Type 1）</td> 
   <td>描述设备的链路状态和开销</td> 
   <td>每个运行OSPFv3接口的设备</td> 
   <td>所属区域内</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Network-LSA（Type 2）</td> 
   <td>描述本链路的链路状态</td> 
   <td>DR（Designated Router）</td> 
   <td>所属区域内</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Inter-Area-Prefix-LSA（Type 3）</td> 
   <td>描述区域内某个网段的路由</td> 
   <td>ABR（Area Border Router）</td> 
   <td>其他相关区域</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Inter-Area-Router-LSA（Type 4）</td> 
   <td>描述到ASBR的路由</td> 
   <td>ABR</td> 
   <td>除ASBR所在区域外的其他相关区域</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AS-external-LSA（Type 5）</td> 
   <td>描述到AS外部的路由</td> 
   <td>ASBR</td> 
   <td>所有区域（除了Stub区域和NSSA区域）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>NSSA LSA（Type 7）</td> 
   <td>描述到AS外部的路由</td> 
   <td>ASBR</td> 
   <td>NSSA区域内</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Link-LSA（Type 8）</td> 
   <td>描述链路上的信息</td> 
   <td>每个设备</td> 
   <td>该链路内</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Intra-Area-Prefix-LSA（Type 9）</td> 
   <td>描述与Router-LSA和Network-LSA相关联的IPv6前缀地址</td> 
   <td>设备及DR</td> 
   <td>所属区域内</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 四、OSPFv3 设备类型 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，不同的设备扮演着关键的角色，协同工作来构建稳定、高效的路由网络。

OSPFv3中一共有四种主要设备类型：

*  区域内设备（Internal Router）
 *  区域边界路由器（Area Border Router，ABR）
 *  骨干路由器（Backbone Router）
 *  自治系统边界路由器（AS Boundary Router，ASBR）

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下面我们来详细介绍！

#### 4.1 区域内设备 ####

*  Internal Router

区域内设备是运行OSPFv3协议的设备类型之一。其所有接口都属于同一个OSPFv3区域。这类设备在区域内的拓扑结构起着重要作用，维护着链路状态数据库（LSDB）中的信息。区域内设备负责接收并处理来自邻居路由器的Hello报文，以建立和维护邻居关系。它们根据链路状态信息计算路由表，为数据包提供正确的转发路径。

#### 4.2 区域边界路由器ABR ####

*  Area Border Router

ABR属于OSPFv3的另一种设备类型，其可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域。ABR充当了连接不同区域的桥梁，用于连接骨干区域和非骨干区域。它与骨干区域之间可以是物理连接，也可以是逻辑上的连接。ABR的重要作用之一是在不同区域之间传递路由信息，以确保整个自治系统的路由表得以维护。

#### 4.3 骨干路由器 ####

*  Backbone Router

骨干路由器是在OSPFv3协议中具有特殊意义的设备类型之一。这类设备至少有一个接口属于骨干区域（Area 0）。骨干区域是整个OSPFv3网络的核心，连接了各个非骨干区域。因此，所有的ABR和位于Area 0的内部路由器都是骨干路由器。骨干路由器在整个自治系统中起到了传递路由信息和维护网络结构的关键作用。

#### 4.4 自治系统边界路由器ASBR ####

*  AS Boundary Router

自治系统边界路由器，简称ASBR，是与其他自治系统交换路由信息的设备类型。它并不一定位于自治系统的边界，可能是区域内的路由器，也可能是ABR。ASBR起到了将自治系统内部的路由信息与其他AS交换的作用，它负责将本地的路由信息传递给其他自治系统，或者将其他自治系统的路由信息引入本地。

> 不同类型的设备在网络中发挥着重要的作用。区域内设备维护区域内部的拓扑信息，ABR连接不同区域，骨干路由器构建了网络的核心结构，而ASBR则实现自治系统之间的信息交换。这些设备类型协同工作，构建了稳定、高效的OSPFv3网络，为数据包提供了可靠的转发路径。

### 五、OSPFv3路由类型 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，路由类型是网络中的重要概念，决定了数据包在网络中的转发路径。

OSPFv3路由类型主要有：

*  区域内路由（Intra Area）
 *  区域间路由（Inter Area）
 *  第一类外部路由（Type1 External）
 *  第二类外部路由（Type2 External）

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下面我们来详细介绍：

#### 5.1 区域内路由 ####

*  Intra Area

区域内路由，如其名称所示，指的是在同一个OSPFv3区域内的路由。这些路由描述了自治系统（AS）内部的网络结构，主要由区域内设备和骨干路由器负责维护。区域内路由的计算是基于链路状态数据库（LSDB）中的链路状态信息，采用Dijkstra算法来寻找最短路径。这种类型的路由计算是OSPFv3中的基本操作，用于在同一个区域内选择最优的转发路径。

#### 5.2 区域间路由 ####

*  Inter Area

区域间路由指的是在不同OSPFv3区域之间的路由。这些路由用于描述不同区域之间的网络连通性，由区域边界路由器（ABR）负责传递。ABR在不同区域之间交换类型为3和4的LSA，传递区域间的路由信息。区域间路由计算也是基于LSDB中的信息，以寻找跨越多个区域的最短路径。

#### 5.3 第一类外部路由 ####

*  Type1 External

第一类外部路由是指从OSPFv3自治系统内部到外部目的地址的路由。这类外部路由的可信程度较高，计算出的开销与自治系统内部的路由开销相当，并且具有可比性。计算第一类外部路由的开销需要考虑两个部分：从本路由器到相应的自治系统边界路由器（ASBR）的开销，以及从ASBR到目的地址的开销。这种计算方式使得第一类外部路由能够在选择路径时综合考虑到内外部的开销。

#### 5.4 第二类外部路由 ####

*  Type2 External

第二类外部路由描述了从OSPFv3自治系统内部到外部目的地址的路由，但其可信度较低。OSPFv3协议认为，从自治系统边界路由器（ASBR）到自治系统之外的开销远大于在自治系统内部到达ASBR的开销。因此，计算第二类外部路由的开销时，只考虑ASBR到目的地址的开销，不再包含本地的开销。这种计算方式反映了第二类外部路由的不确定性和低可信度。

#### 5.5 路由类型对比 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>路由类型</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>计算方式</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>区域内路由（Intra Area）</td> 
   <td>描述同一区域内的路由</td> 
   <td>基于LSDB，使用Dijkstra算法</td> 
   <td>在区域内选择最优转发路径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>区域间路由（Inter Area）</td> 
   <td>描述不同区域之间的路由</td> 
   <td>基于ABR传递类型3和4的LSA</td> 
   <td>跨越不同区域的网络连通性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>第一类外部路由（Type1 External）</td> 
   <td>描述到外部目的地址的路由</td> 
   <td>考虑本路由器到ASBR和ASBR到目的地址的开销</td> 
   <td>高可信度，综合考虑内外部开销</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>第二类外部路由（Type2 External）</td> 
   <td>描述到外部目的地址的路由</td> 
   <td>仅考虑ASBR到目的地址的开销</td> 
   <td>低可信度，重点考虑ASBR到外部的开销</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> 不同类型的OSPFv3路由在网络中扮演着不同的角色，从区域内路由到区域间路由，再到外部路由。区域内路由和区域间路由维护了自治系统内部和不同区域之间的连通性，而第一类和第二类外部路由则描述了到达自治系统外部目的地址的路由。

### 六、OSPFv3区域类型 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，区域类型是一种网络配置方式，影响了路由器如何传递路由信息和选择转发路径。

OSPFv3一共有三种主要区域类型：

*  Totally Stub Area
 *  Stub Area
 *  NSSA Area

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#### 6.1 Totally Stub Area ####

Totally Stub Area是一种限制性的区域配置，旨在优化路由表，减少区域内的路由信息。在Totally Stub Area中，只允许ABR发布Type 3的缺省路由（Default Route），而不允许自治系统外部路由和区域间的路由。这意味着该区域内的所有路由器都会使用同一个缺省路由，从而减少了路由表的大小和复杂性。

#### 6.2 Stub Area ####

Stub Area与Totally Stub Area类似，但在某些方面有所不同。在Stub Area中，允许区域间路由（Inter Area Routes），这使得该区域能够与其他区域之间交换路由信息。Stub Area中的路由器将接收来自其他区域的区域间路由信息，但不会传递给其他区域。这种配置能够在保持路由表简单的同时，仍然与其他区域保持一定的连通性。

#### 6.3 NSSA Area ####

NSSA（Not-So-Stubby Area）是在Stub Area的基础上引入了更多的灵活性。与Stub Area不同的是，NSSA允许自治系统外部路由的引入。在NSSA Area中，自治系统边界路由器（ASBR）可以发布Type 7的LSA，将自治系统外部路由通告给该区域。这些Type 7的LSA会在ABR上转换成Type 5的LSA，并泛洪到整个OSPFv3域中，从而实现了自治系统外部路由的传播。

#### 6.4 区域类型对比 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>区域类型</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>允许的路由类型</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Totally Stub Area</td> 
   <td>允许ABR发布Type 3缺省路由，不允许自治系统外部路由和区域间的路由。</td> 
   <td>Type 3（缺省路由）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Stub Area</td> 
   <td>允许区域间路由，但不传递给其他区域。</td> 
   <td>Type 3（区域间路由）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>NSSA Area</td> 
   <td>允许自治系统外部路由引入，Type 7 LSA转换为Type 5 LSA传播到整个OSPFv3域中。</td> 
   <td>Type 7（自治系统外部路由）转为Type 5（OSPFv3域内路由）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> 不同的OSPFv3区域类型为网络管理员提供了各种配置选项，以满足不同的网络需求。Totally Stub Area适用于要求简化路由表的场景，Stub Area提供了区域间的连通性，而NSSA Area则在允许自治系统外部路由的同时保持了一定的控制。

### 七、OSPFv3支持的网络类型 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，网络类型是一种关键概念，影响着路由器之间的交互方式和报文传递。

OSPFv3支持的四种主要网络类型：

*  广播类型（Broadcast）
 *  NBMA类型（Non-broadcast multiple access）
 *  点到多点P2M类型（Point-to-Multipoint）
 *  点到点P2P类型（Point-to-Point）

![d42d8c0f3158ac852ccf7f0f69bf82d1.png][]

#### 7.1 广播类型 ####

*  Broadcast

广播类型是当链路层协议是Ethernet、FDDI时的默认网络类型。在广播类型网络中，路由器可以以组播形式发送Hello报文、LSU报文和LSAck报文，其中FF02::5为OSPFv3路由器的预留IPv6组播地址，FF02::6为OSPFv3 DR/BDR的预留IPv6组播地址。而DD报文和LSR报文则以单播形式发送。广播类型网络适用于全连接的网络拓扑。

#### 7.2 NBMA类型 ####

*  Non-broadcast multiple access

NBMA类型是当链路层协议是帧中继、ATM或X.25时的默认网络类型。在NBMA类型网络中，为了适应非广播特性，所有协议报文（Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文）都以单播形式发送。这种网络类型适用于无法实现全连接的网络拓扑，例如虚电路网络。

#### 7.3 点到多点P2M类型 ####

*  Point-to-Multipoint

点到多点P2M类型没有默认的链路层协议，通常是由其他网络类型强制更改而来。它常用于将非全连接的NBMA网络转变为点到多点网络。在这种网络类型中，Hello报文以组播形式（FF02::5）发送，而其他协议报文（DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文）以单播形式发送。点到多点P2M类型适用于非全连接的网络，同时需要一定的连通性。

#### 7.4 点到点P2P类型 ####

*  Point-to-Point

点到点P2P类型是当链路层协议是PPP、HDLC和LAPB时的默认网络类型。在点到点P2P类型网络中，所有协议报文（Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文）均以组播形式（FF02::5）发送。这种网络类型适用于直接连接的点对点链路。

#### 7.5 网络类型对比 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>网络类型</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>报文传输方式</th> 
   <th>适用场景</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>广播类型（Broadcast）</td> 
   <td>链路层协议是Ethernet、FDDI时的默认类型</td> 
   <td>Hello、LSU和LSAck组播，DD和LSR单播</td> 
   <td>全连接网络</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>NBMA类型（Non-broadcast multiple access）</td> 
   <td>链路层协议是帧中继、ATM或X.25时的默认类型</td> 
   <td>所有协议报文单播</td> 
   <td>无法实现全连接的网络</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>点到多点P2M类型（Point-to-Multipoint）</td> 
   <td>没有默认链路层协议，通常是由其他网络类型更改而来</td> 
   <td>Hello组播，其他协议报文单播</td> 
   <td>非全连接网络</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>点到点P2P类型（Point-to-Point）</td> 
   <td>链路层协议是PPP、HDLC和LAPB时的默认类型</td> 
   <td>所有协议报文组播</td> 
   <td>直接连接的点对点链路</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> OSPFv3支持不同的网络类型，以适应不同的网络拓扑和链路层协议。广播类型适用于全连接网络，NBMA类型适用于非广播网络，点到多点P2M类型和点到点P2P类型则分别适用于非全连接和直接连接的链路。

### 八、OSPFv3路由聚合 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，路由聚合是一种优化路由信息的技术，通过将具有相同前缀的路由信息合并，从而减小路由表的规模，提高网络设备的性能。

![c5e9cc734f68df6d2ca19776d4821a46.png][]

#### 8.1 ABR路由聚合 ####

ABR路由聚合是将拥有相同前缀的路由信息在区域边界路由器（ABR）处合并，只发布一条聚合后的路由到其他区域。在将路由信息发送到其他区域时，ABR根据IPv6地址前缀生成Type 3 LSA（Link State Advertisement）。当某个区域内存在连续的IPv6地址前缀，并且ABR的路由聚合功能是启用的，这些连续的IPv6地址前缀会被聚合成一个地址前缀，从而减小LSA的数量。

ABR路由聚合的一个关键特点是对于前缀相同的多条LSA，ABR只发送一条聚合的LSA。这种机制有效地减少了在网络中传递的LSA数量，进一步减小了路由信息的规模。同时，属于特定命令指定网段的LSA也不会单独传输，从而进一步优化了路由信息的传递。

#### 8.2 ASBR路由聚合 ####

ASBR路由聚合类似于ABR路由聚合，但是聚合的对象是自治系统边界路由器（ASBR）引入的具有相同前缀的路由信息。启用ASBR路由聚合功能后，自治系统边界路由器会将处于聚合地址范围内的Type 5 LSA（用于描述AS外部路由）进行聚合。这样，一组具有相同前缀的引入路由会被合并成一条路由，只发布到其他区域。

在NSSA（Not-So-Stubby Area）区域中，ASBR路由聚合的原则也适用。自治系统边界路由器将处于聚合地址范围内的多条Type 7 LSA（用于描述NSSA区域内的外部路由）聚合成一条Type 7 LSA，从而优化了在NSSA区域内的路由信息。

> OSPFv3路由聚合是一种优化路由信息的重要技术，通过合并具有相同前缀的路由信息，减小了路由表的规模，提高了网络设备的性能。ABR路由聚合和ASBR路由聚合分别针对区域间路由和自治系统外部路由，将多条LSA或LSA组合成一条路由，优化了网络中的路由信息传递。

### 九、OSPFv3虚连接 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，虚连接（Virtual link）是一种在两台ABR（Area Border Router）之间通过非骨干区域建立的逻辑连接通道。

#### 9.1 虚连接的概念 ####

虚连接是一种特殊的连接方式，它允许在两个ABR之间通过一个非骨干区域建立一条逻辑上的通道。通常情况下，OSPFv3的骨干区域（Backbone Area）是连接各个区域的桥梁，但在某些情况下，可能会存在无法直接通过骨干区域连接的区域。这时，虚连接可以通过一个传输区域（Transit Area）来连接两个ABR，从而间接实现非骨干区域与骨干区域之间的通信。

#### 9.2 配置虚连接 ####

要建立一个有效的虚连接，需要在虚连接的两端同时进行配置。首先，确定传输区域，即在非骨干区域内选择一个合适的区域作为连接通道。然后，在连接的两台ABR上进行配置，指定彼此的Router ID和传输区域。通过这样的配置，两台ABR就能够通过虚连接互相通信，并将虚连接看作是一条直接的点到点链路。

#### 9.3 应用场景 ####

虚连接在实际网络中有着重要的应用场景。当网络中的各个区域无法满足全部与骨干区域相连的要求时，虚连接可以成为一种解决方案。例如，在网络设计中可能会受到物理拓扑的限制，无法直接连接某些区域到骨干区域。通过配置虚连接，可以间接地实现这些区域与骨干区域的连通性，优化整体网络结构。

#### 9.4 虚连接的特点 ####

虚连接本质上是一种点到点的连接，因此，它的两端可以像物理接口一样进行各种配置。这包括配置发送Hello报文的间隔、死亡间隔等参数。虚连接在逻辑上将两个ABR连接在一起，使得它们能够交换路由信息，进而实现非骨干区域的连通性。

> OSPFv3虚连接是一种通过非骨干区域建立的逻辑连接通道，允许两个ABR之间间接通信。虚连接的配置要求在连接两端的ABR上同时进行，指定对方的Router ID和传输区域。虚连接在优化网络连通性方面具有重要作用，可以解决由于物理限制导致的区域间隔离问题。

### 十、OSPFv3多进程 ###

在OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）协议中，支持多进程的特性允许在同一台设备上运行多个不同的OSPFv3进程，这些进程彼此独立，互不影响。这种多进程的能力为网络管理员提供了更大的灵活性和管理选项。

#### 10.1 多进程的概念 ####

在传统的单进程路由协议中，所有的路由信息处理都在一个进程中完成。而OSPFv3引入了多进程的概念，允许在同一台设备上同时运行多个独立的OSPFv3进程。每个进程拥有自己的独立路由表、拓扑数据库以及路由计算逻辑。这些进程之间相互隔离，彼此独立工作，因此不会相互影响。

#### 10.2 多进程的优势 ####

OSPFv3多进程特性带来了一系列的优势，包括：

![92c8dc0962a8fbc5302b54901afbbf85.png][]

1.  **隔离性：** 不同的OSPFv3进程之间的路由交互相当于不同路由协议之间的路由交互。这种隔离性使得管理员可以更好地控制每个进程的功能和路由信息。
2.  **灵活性：** 多进程允许在同一设备上运行不同配置的OSPFv3实例。这使得网络管理员能够根据不同的网络需求和策略，独立地配置不同的进程。
3.  **优化性能：** 如果一个进程的路由表发生了变化，不会影响其他进程的路由信息。这有助于减少路由计算的开销，提高路由协议的性能。

#### 10.3 配置多进程 ####

配置OSPFv3多进程需要注意一些关键步骤。以下是配置多进程的基本过程：

1.  **为每个进程分配不同的Router ID：** 每个进程需要一个唯一的Router ID。确保每个进程的Router ID都不相同，以避免冲突。
2.  **在每个进程中配置区域和接口：** 对于每个进程，配置其独立的区域划分和接口信息。不同进程之间的区域和接口可以彼此独立设置。
3.  **启用进程：** 针对每个进程，分别启用OSPFv3功能。确保每个进程的配置都正确并生效。

#### 10.4 多进程的限制 ####

尽管OSPFv3多进程为网络管理员带来了诸多优势，但也存在一些限制：

1.  **资源消耗：** 每个进程都需要一定的系统资源，包括内存和CPU。运行过多的进程可能导致资源消耗过大。
2.  **管理复杂性：** 随着进程数量的增加，网络管理员需要更多的精力来管理和维护各个进程的配置和状态。

> OSPFv3的多进程特性使得在同一台设备上运行多个独立的OSPFv3进程成为可能。每个进程具有独立的路由表和路由计算逻辑，彼此隔离，不会相互影响。多进程带来了隔离性、灵活性和性能优化等优势，但也需要注意资源消耗和管理复杂性。通过配置不同的Router ID、区域和接口，可以实现不同进程之间的独立配置和运行。

以下是表格整理了OSPFv3多进程的关键信息，可以着重看：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>特性</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>多进程优势</td> 
   <td>隔离性、灵活性、性能优化</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>配置步骤</td> 
   <td>1. 为每个进程分配唯一Router ID<br>2. 配置进程的区域和接口<br>3. 启用每个进程的OSPFv3功能</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>限制</td> 
   <td>资源消耗、管理复杂性</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 十一、OSPFv3配置 ###

当然，我会为你编写一篇关于OSPFv3配置的文章，使用Markdown格式。以下是关于OSPFv3配置的详细内容：

#### 11.1 配置前的准备工作 ####

在开始配置OSPFv3之前，需要进行一些准备工作，确保网络拓扑和设备都处于适当的状态：

1.  **网络拓扑设计：** 根据网络需求和拓扑结构，设计好网络的区域划分和连接方式。确定骨干区域（Backbone Area）和其他区域的关系。
2.  **Router ID分配：** 为每台路由器分配唯一的Router ID。Router ID通常可以是路由器的IPv4地址或其他唯一标识。
3.  **接口配置：** 确保路由器的接口正确配置了IPv6地址和链路本地地址。

#### 11.2 OSPFv3配置步骤 ####

以下是配置OSPFv3的基本步骤，可以通过CLI（Command Line Interface）或图形化界面进行配置：

![7ffb8f5aa110725b502c7fceef958b96.png][]

1.  **启用OSPFv3进程：** 首先，启用OSPFv3进程并指定进程ID。进程ID是一个整数，用于区分不同的OSPFv3进程。
2.  **区域设置：** 将接口分配到不同的OSPFv3区域。在配置区域时，将骨干区域（Area 0）与其他区域关联。
3.  **配置Router ID：** 配置每个路由器的唯一Router ID。可以手动配置Router ID，也可以让路由器自动选择。
4.  **邻居关系建立：** 配置相邻路由器的IPv6地址，使它们能够建立邻居关系。通过Hello报文交换，建立稳定的邻居关系。
5.  **网络类型配置：** 根据接口的类型（如广播、点对点、NBMA等），配置对应的网络类型。
6.  **区域范围配置：** 配置每个区域的范围，以限制LSA泛洪的范围，减少网络开销。
7.  **调整参数：** 根据网络需求，调整OSPFv3相关参数，如Hello报文间隔、死亡间隔等。
8.  **验证配置：** 使用show命令查看OSPFv3配置的状态和邻居关系。

#### 11.3 华为设备 ####

以下是一个基于华为设备的简单OSPFv3网络配置示例：

1.  **启用OSPFv3进程和Router ID配置：**

<Router> system-view
    [Router] ospfv3 1 router-id 1.1.1.1

1.  **配置接口和区域：**

[Router] interface GigabitEthernet0/0/0
    [Router-GigabitEthernet0/0/0] ospfv3 1 area 0.0.0.1

1.  **配置邻居和网络类型：**

[Router] ospfv3 1
    [Router-ospfv3-1] neighbor 2001:db8::2
    [Router-ospfv3-1] interface GigabitEthernet0/0/1
    [Router-GigabitEthernet0/0/1] ospfv3 network type broadcast

1.  **调整参数和验证配置：**

[Router-ospfv3-1] quit
    [Router] ospfv3 1
    [Router-ospfv3-1] timers throttle spf 5000
    [Router-ospfv3-1] display ospfv3 peer
    [Router-ospfv3-1] display ospfv3 interface

#### 11.4 思科设备 ####

以下是一个基于思科设备的简单OSPFv3网络配置示例：

1.  **启用OSPFv3进程和Router ID配置：**

Router(config)# ipv6 router ospf 1
    Router(config-rtr)# router-id 1.1.1.1

1.  **配置接口和区域：**

Router(config-rtr)# interface GigabitEthernet0/0
    Router(config-if)# ipv6 ospf 1 area 0

1.  **配置邻居和网络类型：**

Router(config-rtr)# ipv6 ospf 1
    Router(config-rtr-ospf)# neighbor 2001:db8::2
    Router(config-rtr-ospf)# interface GigabitEthernet0/1
    Router(config-if)# ipv6 ospf network broadcast

1.  **调整参数和验证配置：**

Router(config-if)# exit
    Router(config-rtr-ospf)# timers throttle spf 5000
    Router(config-rtr-ospf)# end
    Router# show ipv6 ospf neighbor
    Router# show ipv6 ospf interface

#### 11.5 Juniper设备 ####

1.  **启用OSPFv3进程和Router ID配置：**

set protocols ospf3 router-id 1.1.1.1;

1.  **配置接口和区域：**

set protocols ospf3 area 0.0.0.1 interface ge-0/0/0.0;
    set protocols ospf3 area 0.0.0.1 interface ge-0/0/1.0;

1.  **配置邻居和网络类型：**

set protocols ospf3 area 0.0.0.1 interface ge-0/0/1.0 neighbor 2001:db8::2;
    set protocols ospf3 area 0.0.0.1 interface ge-0/0/0.0 network-type broadcast;

1.  **调整参数和验证配置：**

set protocols ospf3 area 0.0.0.1 interface ge-0/0/0.0 dead-interval 40;
    show protocols ospf3 neighbor;
    show protocols ospf3 interface;

#### 11.6 配置注意事项 ####

请注意，实际配置可能会因设备型号、软件版本和网络拓扑的不同而有所变化。在进行实际配置之前，请务必查阅相关厂商设备的文档和配置指南。

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### 十二、总结 ###

在本文中，瑞哥带大家深入探讨了OSPFv3（Open Shortest Path First version 3）这一重要的路由协议，它在IPv6网络中扮演着至关重要的角色。作为IPv6时代的路由协议巨星，OSPFv3为我们打开了通向未来网络的大门，为连接和交流提供了强大的基础。

我们首先介绍了OSPFv3的基本原理，从其运行在IPv6上的特点出发，探讨了它在Hello报文、状态机、LSDB、洪泛机制以及路由计算等方面与OSPFv2保持一致的工作原理。我们了解到，OSPFv3通过发布LSA（Link State Advertisement）来传播路由信息，依靠报文交互来达到路由信息的统一。

在深入分析了OSPFv3的报文类型后，我们了解到Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报文等在不同阶段起到的关键作用，进一步加深了对OSPFv3协议的理解。

随后，我们探讨了OSPFv3的LSA类型，从Router-LSA、Network-LSA、Inter-Area-Prefix-LSA、Inter-Area-Router-LSA、AS-external-LSA、NSSA LSA、Link-LSA以及Intra-Area-Prefix-LSA等多个角度，展示了每个LSA类型的作用和影响。

我们也深入了解了OSPFv3中不同的设备类型，包括区域内设备、区域边界路由器ABR、骨干路由器和自治系统边界路由器ASBR。每种设备类型在网络中扮演着独特的角色，协助实现路由信息的传播和交换。

进一步探讨了OSPFv3的路由类型，我们了解到AS区域内路由、区域间路由、第一类外部路由和第二类外部路由等不同类型的路由，每种类型在实现网络中的连通性和优化方面都具有不可或缺的作用。

在了解了不同的区域类型后，我们意识到在OSPFv3中，通过Totally Stub Area、Stub Area和NSSA Area等不同类型的区域，可以灵活地配置路由信息的发布范围，从而实现更高效的网络管理和优化。

我们也深入了解了OSPFv3支持的网络类型，包括广播类型、NBMA类型、点到多点P2M类型和点到点P2P类型。每种网络类型在不同的链路层协议下，为路由信息的交换提供了不同的机制和方式。

此外，我们还了解了OSPFv3中的虚连接和多进程支持，这些功能在特定情况下能够进一步扩展和优化网络的架构和性能。

通过对OSPFv3的深入分析，我们可以清楚地看到它在IPv6网络中的重要作用。作为一种成熟的路由协议，OSPFv3为网络提供了高度的灵活性、可扩展性和稳定性，为构建现代化的网络基础设施提供了强有力的支持。无论是在企业网络、数据中心还是云计算环境中，OSPFv3都将继续发挥其关键作用，为数据的流动和信息的传递提供可靠的保障。

在未来，随着网络技术的不断发展和演进，我们相信OSPFv3将继续适应新的挑战和需求，为网络通信的未来奠定坚实的基础。无论我们身处何处，都离不开OSPFv3这个连接世界的桥梁，它在IPv6时代的路由中将继续引领前进。

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