OSPF附录E介绍

1 OSPF附录E涉及的问题

在OSPF的标准文档RFC2328中，附录E描述了OSPF在某种特定的环境下会产生路由计算错误，从而给组网应用带来隐患，我们以下图为例来具体阐述这个问题：

图1 OSPF协议附录E演示组网图

如图1，路由器Rtr A、Rtr B都运行OSPF协议，且所有接口都在区域0。对于上图所示的网络，一种常见的配置步骤可能是：

1、在路由器Rtr A上配置OSPF协议引入静态路由，以通过OSPF协议将路由信息传递给路由器Rtr B。

2、路由器Rtr A上配置静态路由20.20.0.0/24，下一跳指向该网络的出口路由器Rtr C；

3、路由器Rtr A上配置静态路由20.20.0.0/16，下一跳指向该网络的出口路由器Rtr D；

这样的配置看起来十分完美，会不会隐藏着什么隐患呢？

实际的效果是：通过路由器Rtr B转发的去往目的地为20.20.1.0/24~20.20.4.0/24四个网段的流量将在Rtr B上全部被丢弃！

为什么会这样呢？

我们知道，OSPF协议是一种基于链路状态的路由协议，其路由计算是基于LSA的。当路由器引入静态路由时，通过生成相应的第5类LSA进行洪泛，以此向其他路由器传递拓扑信息。第5类LSA是以对应网段的IP地址来标识的，并协同产生该LSA的路由器ID、LSA的序列号等三个信息的组合作为其关键值进行唯一性标识，也就是说：不关心路由的掩码信息！

上述组网中，在路由器Rtr A上配置第一条静态路由20.20.0.0/24时，生成了一条第5类LSA往Rtr B洪泛；当再配置第二条静态路由20.20.0.0/16时，由于网段IP地址相同，不再生成重复的LSA。于是导致了路由器Rtr B只知道20.20.0.0/24的网段信息，而不知道Rtr D所在的网络的网段信息。

上述情形不只针对OSPF的第5类LSA，其第3、7类LSA由于对网络信息描述的关键值不包含网段的掩码信息，也存在相同的问题。

在RFC2328的附录E中同时推荐了一种改进的方法。

 

2  OSPF附录E的解决方案

在OSPF协议中，关于其他区域网段和外部引入网段的计算主要依靠第3类LSA和第5、7类LSA来实现；这三类LSA分别承载OSPF区域间路由、OSPF外部路由以及OSPF的NSSA区域外部路由的信息。

由于OSPF的这三类LSA的ID是以这些网段的IP地址来标识的，每一类型的LSA是以产生该LSA的路由器ID、LSA的序列号以及被描述网段的IP地址这三个信息的组合作为关键值进行区分的。所以，同一台路由器产生的或者引入外部路由而生成的这些LSA，对于那些网段地址一样、而掩码信息不同的路由，将不能进行区分。例如，上面例子中的路由器Rtr A对于静态路由20.20.0.0/16和20.20.0.0/24的引入将只会生成一个LSA，其中必有一条路由因无法描述而被丢弃。

在讲述OSPF RFC2328附录E中的解决方案之前，我们先来深入分析下此类组网，收集下解决这类问题的一些相关要点。

首先，OSPF路由器本地必须能够区分对相同网段IP、不同掩码的多条路由的描述，这是保证解决办法有效的基础条件。

其次，对于需要的路由信息的描述必须使用网络地址，这是OSPF协议路由计算方法的根本，不应该改变，否则会涉及协议的大修改。

再次，当存在相同网段IP、不同掩码的路由时，只要保证最短掩码的那条路由传播出去，就可以解决问题。所以，合适的解决方案必须保证最短掩码的路由能够被其他路由器学习到。

最后，这类情形的发生是由于路由器本地无法对网段IP相同而掩码不同的多条路由进行描述而导致的，不涉及与其他OSPF路由器的互操作问题。所以，每台OSPF路由器可以自己选择实施合适的解决方案。

OSPF的RFC2328附录E推荐的一种改进的方法，就是本着上面四个原则进行处理的。下面以第5类外部LSA的处理为例进行介绍，相同的处理方法也同样适用于其他两类LSA。

OSPF路由器欲引入一个外部路由，网段IP地址为NA，掩码为NM_new，我们以[NA，NM_new]进行标记。该路由器的处理过程如下：

（1）查找链路状态数据库，判断是否已经存在对应IP地址为NA的路由的第5类LSA，如果没有，就产生一个第5类LSA，其ID为NA，处理结束。

（2）如果已经存在，则从已有的第5类LSA中提取该网段的掩码NM_old，分两种情况进行处理：

如果NM_new的长度大于NM_old，也就是说，将要引入的路由的掩码比原先的那条更长，这时只需要再产生一条新的第5类LSA即可：将新的外部路由网段的主机位全部置1，子网广播地址作为新的第5类LSA的ID。例如，原先的外部路由网段是10.10.0.0/16，其LSA的ID是10.10.0.0，新的将要引入的网段是10.10.0.0/24，产生的LSA的ID就是10.10.0.255。

如果NM_new的长度小于NM_old，则需要立即替除原来的第5类LSA，并产生两条新的第5类LSA。一条LSA的ID为NA，其序列号为原来被替掉的LSA的序列号加1，花费值对应新路由的花费值；对于另一条LSA，将原路由[NA，NM_old]的主机位全部置1，用子网广播地址作为其LSA的ID。例如，原先的路由10.10.0.0/24以花费值10引入，序列号为100；新的路由10.10.0.0/16以花费值20引入。于是按上面的处理，OSPF路由器先替掉原来的LSA，并生成两条新的LSA，一个LSA的ID为10.10.0.0，花费值为20，序列号为101；另一条LSA的ID为10.10.0.255，花费值为10，序列号为1。

 

附录E所推荐的方法也有一定的局限性，其实施的前提是：

l         所有的掩码都是连续的；

l         不存在一条外部路由的网络IP刚好与上述处理后的子网广播地址相同。

l         只有基于上述两个前提，这种解决办法才能保证每次产生的LSA的ID都是唯一的。