Pourquoi toutes les zones doivent-elles se connecter à une dorsale de zone 0 dans OSPF?

Cette question est une rediffusion littérale de la même question posée sur la communauté de support Cisco . Les réponses sont uniques à Stack Exchange.

J'ai cherché la bonne raison pour laquelle toutes les zones doivent être connectées à la zone 0 dans OSPF. J'ai une petite idée, mais je ne suis pas clair avec tout le concept.

Si 2 zones ne sont pas connectées via la zone 0 (non contiguë), comment l'OSPF se comporte-t-il comme un protocole d'état de liaison augmente la possibilité de boucles de routage?

OSPF Backbone

Pourquoi la zone 0 est-elle l'ossature de l'OSPF? Pourquoi tous les autres domaines doivent-ils s'y connecter?

Ceci est très bien expliqué dans la RFC 3509, Section 1.2 ¹ :

1.2 Motivation

Dans les domaines OSPF, la topologie de zone est restreinte de sorte qu'il doit y avoir une zone de dorsale (zone 0) et toutes les autres zones doivent avoir des connexions physiques ou virtuelles avec la dorsale. La raison de cette topologie en étoile est que le routage inter-zones OSPF utilise l'approche par vecteur de distance et une hiérarchie de zone stricte permet d'éviter le problème du "comptage à l'infini". OSPF empêche les boucles de routage inter-zone en mettant en œuvre un mécanisme à horizon divisé, permettant aux ABR d'injecter dans le backbone uniquement des Summary-LSA dérivées des routes intra-zone, et limitant le calcul du SPF des ABR pour ne considérer que les Summary-LSA dans la zone du backbone. base de données d'état des liens.

OSPF est généralement considéré comme un protocole d'état de liaison . Ce que certaines personnes oublient, c'est que l'OSPF utilise à la fois un protocole d'état de liaison et des algorithmes de protocole de vecteur de distance .

• Les routes à l'intérieur de la dorsale ou dans une zone non dorsale sont calculées comme le fait un protocole d'état de lien (réf. L'algorithme de Dijkstra ).
• Lorsque l'OSPF doit transporter des routes non dorsales à travers la dorsale, il utilise un comportement de vecteur de distance (c'est-à-dire des parties de l' algorithme de Bellman Ford ) pour propager les métriques LSA de type 3 dans les zones non fédérées.

Exemple simple du comportement de vecteur de distance OSPF :

<-- 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

Considérez ce qui arrive à une route de bouclage / 32 pour R5.

1. R5 envoie un LSA de type 1 contenant le / 32 Loopback
2. R1 (zone 5 ABR), est connecté à la zone 0; il traduit le LSA Type1 en un LSA Type3 avec un coût de 3.
3. R2 (zone 4 ABR) reçoit le LSA Type3 de R1 (métrique 3) et change la métrique en bouclage de R5, en fonction du coût de R2 en R1 . Maintenant, le LSA Type3 de R2 pour R5 a un coût de 8. C'est le comportement vecteur de distance que j'ai mentionné ci-dessus.

Exiger que toutes les routes non fédérées passent par la dorsale est un mécanisme de prévention de boucle.

Connexion de zones OSPF non dorsales à un ABR

Si 2 zones ne sont pas connectées via la zone 0 (non contiguë), comment l'OSPF se comporte-t-il comme un protocole d'état de liaison augmente la possibilité de boucles de routage?

Comme nous l'avons vu ci-dessus, OSPF utilise un comportement de vecteur de distance pour envoyer des routes à travers le réseau principal de la zone 0. Les protocoles à vecteur de distance ont des limites bien connues, comme le problème du comptage à l'infini . OSPF serait vulnérable aux mêmes problèmes si nous n'avions pas de limites sur son comportement.

¹ _{RFC 3509 décrit le comportement ABR de Cisco IOS}

La zone 0 a été choisie pour être l'épine dorsale, le nombre 0 ou 0.0.0.0 n'est qu'un nombre.

Parce que OSPF est un état de liaison, le LSDB doit être identique dans une zone. Cela permet de garantir la cohérence du calcul du SPF et d'éviter les boucles de routage.

Si vous exécutez une zone unique OSPF, n'importe quelle zone peut être utilisée, il n'est pas nécessaire d'avoir la zone 0.

Lors de l'exécution d'OSPF multizone, un ABR doit être utilisé. Un ABR est un routeur avec contiguïté dans la zone 0 et au moins une autre zone.

Les ABR prennent des LSA de type 1 et 2 et les annoncent comme des LSA récapitulatifs de type 3 dans d'autres domaines. Ce n'est pas un résumé des préfixes, c'est un résumé des informations topologiques. Il s'agit en fait d'un comportement de vecteur de distance.

Parce que les autres zones ne disposent pas d'informations complètes les unes sur les autres, tout le trafic inter-zone doit traverser la zone 0. Sinon, il pourrait y avoir des boucles de routage car la topologie n'est pas complète.

En raison de cette conception, OSPF n'a pas à exécuter SPF complet lorsque les liens montent / descendent dans d'autres domaines. Cela augmente l'évolutivité.

Extrait de "OSPF: Anatomy of a Routing Protocol" de John Moy, qui a écrit une grande partie de la spécification OSPF.

L'échange d'informations de routage entre les zones est essentiellement un vecteur de distance. Avec le vecteur de distance, le plus grand nombre de chemins redondants est le plus mauvais pour vos propriétés de convergence. OSPF exige que toutes les zones soient directement connectées à la dorsale, ce qui limite la topologie à une topologie de concentrateur et de rayons simple. Cela élimine les chemins redondants et l'empêche d'être soumis à des problèmes de «comptage à l'infini».