为什么所有区域都必须连接到OSPF中的区域0骨干网？

该问题是在思科支持社区上提出的同一问题的字面意思。答案是Stack Exchange独有的。

我一直在寻找为什么所有区域都必须连接到OSPF中的区域0的正确原因。我有一个小主意，但是我对整个概念不清楚。

如果2个区域未通过区域0连接（不连续），则OSPF作为链路状态协议的行为如何增加路由循环的可能性？

OSPF骨干网

为什么区域0是OSPF中的骨干区域？为什么所有其他区域都必须连接到它？

RFC 3509第1.2 ¹ 节对此进行了很好的解释：

1.2动机

在OSPF域中，区域拓扑受到限制，因此必须有一个主干区域（区域0），而所有其他区域必须具有到主干的物理或虚拟连接。之所以采用这种星形拓扑结构，是因为OSPF区域间路由使用距离矢量方法，并且严格的区域层次结构可以避免“无穷大”问题。OSPF通过实施水平分割机制来防止区域间路由环路，允许ABR仅将源自区域内路由的Summary-LSA注入到骨干中，并限制ABR的SPF计算只考虑骨干区域中的Summary-LSA。链接状态数据库。

OSPF通常被认为是一种链路状态协议。有些人怀念的是OSPF使用两种 链路状态协议和距离向量协议算法。

• 骨干网或非骨干网区域内的路由的计算方法与链路状态协议相同（请参见Dijkstra的算法）。
• 当OSPF必须通过骨干网承载非骨干路由时，它使用一些距离矢量行为（即Bellman Ford算法的一部分）将Type3 LSA度量传播到非骨干区域。

OSPF 距离矢量行为的简单示例：

<-- Area 5 --><-- Area 0 --><--           Area 4           -->

R5-----------R1-----------R2------------R3---------------------R4
     Cost 3      Cost 5        Cost 7            Cost 12

               LSA-->          LSA-->
               Type3 LSA       Type3 LSA
               {From R1}       {From R2}
               R5 cost is 3    R5 cost is 8

考虑一下R5的/ 32环回路由发生了什么。

1. R5发送包含/ 32环回的Type1 LSA
2. R1（5区ABR）连接到0区；它将Type1 LSA转换为Type3 LSA，成本为3。
3. R2（区域4 ABR）接收R1的Type3 LSA（度量3），并根据R2的成本将其更改为R5的环回。现在，R2的R5的Type3 LSA的成本为8。这就是我上面提到的距离矢量行为。

要求所有非骨干网路由通过骨干网是一种环路防止机制。

在ABR上连接非骨干OSPF区域

如果2个区域未通过区域0连接（不连续），则OSPF作为链路状态协议的行为如何增加路由循环的可能性？

如上所述，OSPF使用距离矢量行为通过区域0骨干网发送路由。距离矢量协议具有众所周知的限制，例如无穷计数问题。如果我们在行为上没有界限，OSPF将容易受到同样的问题的影响。

¹ _{RFC 3509描述了Cisco IOS的​​ABR行为}

选择区域0作为主干，数字0或0.0.0.0只是一个数字。

因为OSPF是链接状态，所以LSDB在一个区域内必须相同。这是为了确保SPF计算是一致的，并防止路由循环。

如果运行单个区域OSPF，则可以使用任何区域，则不需要区域0。

运行多区域OSPF时，必须使用ABR。ABR是在区域0和至少一个其他区域中具有邻接关系的路由器。

ABR采用类型1和2的LSA，并在其他区域中将它们宣布为类型3的摘要LSA。这不是前缀的汇总，而是拓扑信息的汇总。实际上，这是距离矢量的行为。

因为其他区域没有彼此的完整信息，所以所有区域间的流量都必须通过区域0。否则，可能会存在路由环路，因为没有完整的拓扑。

由于这种设计，当其他区域的链路上升/下降时，OSPF不必运行完整的SPF。这增加了可伸缩性。

摘自John Moy撰写的“ OSPF：路由协议的剖析”，他撰写了许多OSPF规范。

区域之间路由信息的交换本质上是距离矢量。使用距离矢量，冗余路径的数量越多，收敛特性就越差。OSPF要求所有区域都直接连接到主干，因此将拓扑限制为简单的中心和分支拓扑。这消除了多余的路径，并避免了“无穷数”问题。