¿Por qué todas las áreas deben conectarse a una red troncal del Área 0 en OSPF?

Esta pregunta es un reenvío literal de la misma pregunta formulada en The Cisco Support Community . Las respuestas son exclusivas de Stack Exchange.

He estado buscando la razón correcta por la cual todas las áreas deben estar conectadas al área 0 en OSPF. Tengo una pequeña idea, pero no estoy claro con todo el concepto.

Si 2 áreas no están conectadas a través del área 0 (no contiguas), ¿cómo se comporta OSPF como protocolo de estado de enlace aumenta la posibilidad de enrutar bucles?

OSPF Backbone

¿Por qué el área 0 es el área troncal de OSPF? ¿Por qué todas las demás áreas deben conectarse a él?

Esto se explica muy bien en RFC 3509, Sección 1.2 ¹ :

1.2 Motivación

En los dominios OSPF, la topología del área está restringida, por lo que debe haber un área de red troncal (área 0) y todas las demás áreas deben tener conexiones físicas o virtuales a la red troncal. La razón de esta topología similar a una estrella es que el enrutamiento entre áreas de OSPF utiliza el enfoque de vector de distancia y una jerarquía de área estricta permite evitar el problema de "contar hasta el infinito". OSPF evita los bucles de enrutamiento entre áreas mediante la implementación de un mecanismo de horizonte dividido, lo que permite que los ABR se inyecten en el backbone solo Resumen-LSA derivados de las rutas dentro del área, y limita el cálculo del SPF de ABR para considerar solo los Summary-LSA en el área troncal base de datos de estado de enlace.

OSPF generalmente se considera un protocolo de estado de enlace . Lo que algunas personas extrañan es que OSPF utiliza tanto el protocolo de estado de enlace como los algoritmos de protocolo de vector de distancia .

• Las rutas dentro de la red troncal, o un área no troncal, se calculan como lo hace un protocolo de estado de enlace (ref . Algoritmo de Dijkstra ).
• Cuando OSPF debe transportar rutas no troncales a través de la red troncal, utiliza un comportamiento de vector de distancia (es decir, partes del algoritmo Bellman Ford ) para propagar las métricas LSA Tipo3 en áreas no troncales.

Ejemplo simple del comportamiento del vector distancia de 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

Considere lo que sucede con una ruta Loopback / 32 para R5.

1. R5 envía un tipo 1 LSA que contiene el / 32 Loopback
2. R1 (Área 5 ABR), está conectado al Área 0; traduce el Tipo1 LSA en un Tipo3 LSA con un costo de 3.
3. R2 (Área 4 ABR) recibe la LSA Type3 de R1 (métrica 3) y cambia la métrica a Loopback de R5, según el costo de R2 a R1 . Ahora, el tipo 3 LSA de R2 para R5 tiene un costo de 8. Este es el comportamiento del vector de distancia que mencioné anteriormente.

Requerir que todas las rutas no troncales pasen por el backbone es un mecanismo de prevención de bucles.

Conexión de áreas OSPF no troncales en un ABR

Si 2 áreas no están conectadas a través del área 0 (no contiguas), ¿cómo se comporta OSPF como protocolo de estado de enlace aumenta la posibilidad de enrutar bucles?

Como vimos anteriormente, OSPF utiliza el comportamiento del vector de distancia para enviar rutas a través del backbone del Área 0. Los protocolos de vector de distancia tienen límites bien conocidos, como el problema del conteo hasta el infinito . OSPF sería vulnerable a los mismos problemas si no tuviéramos límites en su comportamiento.

¹ _{RFC 3509 describe el comportamiento ABR de Cisco IOS}

El área 0 fue elegida para ser la columna vertebral, el número 0 o 0.0.0.0 es solo un número.

Debido a que OSPF es un estado de enlace, el LSDB debe ser idéntico dentro de un área. Esto es para asegurar que el cálculo de SPF sea consistente y para evitar los bucles de enrutamiento.

Si se ejecuta OSPF de área única, se puede usar cualquier área, no es necesario tener área 0.

Cuando se ejecuta OSPF de área múltiple, se debe usar un ABR. Un ABR es un enrutador con adyacencia en el área 0 y al menos otra área.

Los ABR toman LSA de tipo 1 y 2 y los anuncian como LSA de resumen de tipo 3 en otras áreas. Este no es un resumen de los prefijos, es un resumen de información topológica. De hecho, este es el comportamiento del vector de distancia.

Debido a que otras áreas no tienen información completa entre sí, todo el tráfico entre áreas debe pasar por el área 0. De lo contrario, podría haber bucles de enrutamiento porque no tiene la topología completa.

Debido a este diseño, OSPF no tiene que ejecutar SPF completo cuando los enlaces se activan / desactivan en otras áreas. Esto aumenta la escalabilidad.

De "OSPF: Anatomía de un protocolo de enrutamiento" de John Moy, quien escribió gran parte de la especificación OSPF.

El intercambio de información de enrutamiento entre áreas es esencialmente Vector de distancia. Con Distance Vector, cuanto mayor sea el número de rutas redundantes que tenga, peor serán sus propiedades de convergencia. OSPF requiere que todas las áreas se unan directamente a la red troncal, por lo que limita la topología a un simple hub y topología de radio. Esto elimina las rutas redundantes y evita que se vea sometido a problemas de "contar hasta el infinito".