Download - Chapter 4. Interconnecting Multiple OSPF Areas

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Chapter 4.Interconnecting

Multiple OSPF Areas

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Table of Contents

• Multiple OSPF Areas• OSPF Operation Across Multiple

Areas• Using and Configuring OSPF

Multiarea Components• Verifying OSPF Operation• Summary

3

Multiple OSPF Areas

• Types of Routers• Types of Link-State Advertisements• Types of Areas

4

My routing table is too big, I am running low on memory.

The SPF is running toooften for me to route.

I am only receivingLSAs, no data.

OSPF OSPF

OSPF

OSPF

OSPF

Large OSPF Network Issues

5

Area 0

Area 1 Area 2

Autonomous System

OSPF Hierarchical Routing

AS(autonomous system) 와 Area 로 구성된다 . Routing Update Traffic 을 최소화 한다 .

6

SPF Algorithm 에 의한 빈번한 재계산 => 많은 CPU Cycle 을 사용한다 . Large Link State Table => 많은 Memory 를 사용한다 . Large Routing Table => 많은 Memory 를 사용한다 .참고 : routing table entry 당 200~280bytes, extra 는 44byte 추가

Large OSPF Network Issues

Solution : OSPF Hierarchical Routing

SPF Calculation 의 빈도를 줄인다 . 작은 Routing Table 을 유지한다 . LSU(link-state update) overhead 를 줄인다 .

OSPF Design Guidelines

Routing Domain 의 Area 수 : Min 1, Mean 23, Max 60 Single Area 의 Router 수 : Min 20, Mean 160, Max 350Routing Domain 의 Router 수 : Min 20, Mean 510, Max 1000

7

Internal RouterBackbone RouterABR(Area Border Router)ASBR(Autonomous System Boundary Router)

ExternalAS

InternalRouters

Backbone/InternalRouters

ABR and Backbone

Router

ABR and Backbone

Router

InternalRouters

ASBR andBackbone

Router

Area 1 Area 2Backbone Area 0

Types of Routers

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Types of Link-State Advertisements

LSA Type 1 : Router Link Entry : O-OSPF : Router Link States : Internal Router 에 의해 발생된다 .

LSA Type 2 : Network Link Entry : O-OSPF : Net Link States : Multi-access Network 상의 DR 이 발생시킨 LSA 이다 .

LSA Type 3 : Summary Link Entry : IA-OSPF InterArea : Summary Net Link States, ABR 에 의해 발생된 Summary LSA 이다 .

LSA Type 4 : Summary Link Entry : IA-OSPF InterArea : Summary ASBR Link States :ASBR 에 의해 발생된 OSPF Summary LSA 이다 .

LSA Type 5 : AS External Link Entry : E1-OSPF External Type 1, E2-OSPF External Type 2 : AS External Link States:ASBR 에 의해 발생한 다른 AS 에 대한 LSA 이다 .( 통상 Redistribution 을 통해서 다른 AS 의 네트워크 정보를 넘긴다 .)

LSA Type 7 : NSSA(Not-so-Stubby-Area) AS External link Entry: N1-OSPF NSSA External Type 1,N2- OSPF NSSA External Type 2:NSSA 에 있는 ASBR 에 의해 발생된 LSA 이다 . ( 통상 Redistribution 을 통해서 다른 AS의 네트워크 정보를 넘긴다 .)

10

OSPF Database Output

•참고 :Type 3 는 Area 간 Summary Link 이며 , Type 4 는 ASBR 이 알리는 다른 AS 의 OSPF Area 에 대한 LSA 로 ASBR 이 알리는 Type 5 LSA 와 구별된다 .

p1r3#show ip ospf database OSPF Router with ID (10.64.0.1) (Process ID 1) Router Link States (Area 1)Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count10.1.2.1 10.1.2.1 651 0x80000005 0xD482 4 Net Link States (Area 1)Link ID ADV Router Age Seq# Checksum10.64.0.1 10.64.0.1 538 0x80000002 0xAD9A

Summary Net Link States (Area 1)Link ID ADV Router Age Seq# Checksum10.2.1.0 10.2.1.2 439 0x80000002 0xE6F8

11

Router

Area 1 Area 0

Network

Summary

External

ABRABR

DRDR

ASBRASBR ExternalAS

LSA Flooding

O - OSPF derived intra-area (router)IA - inter-area (summary)E1 - type 1 externalE2 - type 2 external

OSPF routing table

12

Area 1

10R5R5

R 3’s Cost to:AS1 (E1) via R1 = 1795AS1 (E1) via R3 = 1785

R 5’s Cost to:AS1 (E1) via R1 = 1815AS1 (E1) via R3 = 1805

E1

Area 0

10R4R4 10

1785

1785

E1

R1R1R3R3

E1

AS1

Calculating Costs for Summary and AS External Routes

E1, E2 는 재분배를 통해서 넘어온 경로로 E1 은 Metrics 에 OSPF 자체의 Cost 를 추가하며 , E2 는 Default 가 [20] 으로 OSPF 경로에 무관하게 동일한 경로 값으로 전파된다 . E2 가 Default 이다 .

13

Types of External Routes

•Type-2 (E2) metric–external cost only

R2

N1 cost = 30N2 cost = 20

N1 cost = 25N2 cost = 20

R1

N1(E1)

N2(E2)

20cost = 20

Area 1Area 0

5 5

•Type 1 (E1) metric–external + internal

R3R3R3 R3R2R2 R2R3R1R1

16

router ospf 200redistribute connected subnet route-map e1e2

route-map e1e2 permit 10match ip address 1set metric-type type-1

route-map e1e2 permit 20match ip address 2set metric-type type-2

access-list 1 permit 172.16.10.0 0.0.0.255access-list 2 permit 172.16.11.0 0.0.0.255

interface loopback 1ip address 172.16.10.100 255.255.255.0interface loopback 2ip address 172.16.11.100 255.255.255.0

Route-Map 을 사용한 Backbone Router 에서의 E1, E2 Redistribution

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Totally StubbyArea

Does not acceptexternal or summary LSAs.

Stub Area

Does not acceptexternal LSAs.

Backbone Area 0

Interconnects areas;

accepts all LSAs.

Types of Areas

18

Routing Tables with Different Areas

IP Routing Table without any special OSPF capabilities.

p1r3#show ip route<Output Omitted>

10.0.0.0/24 is subnetted, 15 subnetsO IA 10.3.1.0 [110/148] via 10.64.0.2, 00:03:12, Ethernet0

C 10.1.3.0 is directly connected, Serial0

O IA 10.2.1.0 [110/74] via 10.64.0.2, 00:31:46, Ethernet0C 10.1.2.0 is directly connected, Serial1

O IA 10.3.3.0 [110/148] via 10.64.0.2, 00:03:12, Ethernet0

O IA 10.2.2.0 [110/138] via 10.64.0.2, 00:31:46, Ethernet0

O 10.1.1.0 [110/128] via 10.1.3.1, 00:31:46, Serial0

[110/128] via 10.1.2.1, 00:31:46, Serial1

O IA 10.3.2.0 [110/212] via 10.64.0.2, 00:03:12, Ethernet0

O IA 10.2.3.0 [110/74] via 10.64.0.2, 00:31:46, Ethernet0O IA 10.4.2.0 [110/286] via 10.64.0.2, 00:02:50, Ethernet0

O IA 10.4.3.0 [110/222] via 10.64.0.2, 00:02:50, Ethernet0

O IA 10.4.1.0 [110/222] via 10.64.0.2, 00:02:50, Ethernet0

O IA 10.66.0.0 [110/158] via 10.64.0.2, 00:02:51, Ethernet0

C 10.64.0.0 is directly connected, Ethernet0

O IA 10.65.0.0 [110/84] via 10.64.0.2, 00:03:19, Ethernet0

p1r3#

Route summaries (O-IA)not using route summarizationand all other routesare accepted by router.

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Routing Tables with Different Areas

IP Routing Table with route summarization and stub capabilities enabled.p1r3#show ip route<Output Omitted>

Gateway of last resort is 10.64.0.2 to network 0.0.0.0

10.0.0.0/8 is variably subnetted, 9 subnets, 2 masksO IA 10.2.0.0/16 [110/74] via 10.64.0.2, 00:11:11, Ethernet0C 10.1.3.0/24 is directly connected, Serial0O IA 10.3.0.0/16 [110/148] via 10.64.0.2, 00:07:59, Ethernet0C 10.1.2.0/24 is directly connected, Serial1O 10.1.1.0/24 [110/128] via 10.1.3.1, 00:16:51, Serial0 [110/128] via 10.1.2.1, 00:16:51, Serial1O IA 10.4.0.0/16 [110/222] via 10.64.0.2, 00:09:13, Ethernet0O IA 10.66.0.0/24 [110/158] via 10.64.0.2, 00:16:51, Ethernet0C 10.64.0.0/24 is directly connected, Ethernet0O IA 10.65.0.0/24 [110/84] via 10.64.0.2, 00:16:51, Ethernet0O*IA 0.0.0.0/0 [110/11] via 10.64.0.2, 00:16:51, Ethernet0p1r3#

IP Routing Table with route summarization and totally stub capabilities enabled.p4r2#show ip route

Gateway of last resort is 10.66.0.1 to network 0.0.0.0

10.0.0.0/24 is subnetted, 4 subnetsO 10.4.2.0 [110/128] via 10.4.3.2, 00:20:43, Serial1 [110/128] via 10.4.1.1, 00:20:43, Serial0C 10.4.3.0 is directly connected, Serial1C 10.4.1.0 is directly connected, Serial0C 10.66.0.0 is directly connected, Ethernet0O*IA 0.0.0.0/0 [110/11] via 10.66.0.1, 00:20:43, Ethernet0

Route summaries that

Default route to get to externalautonomous systems.

Default route to get to otherareas and external autonomous systems.

use route summarization.

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Stub Area

Resource 의 절약을 위한 area 로 일반적인 area 들이 가지는 기능들중에서일부 기능에 제약을 가하는 area 이다 .Stub area 는 : 1) AS-external-LSA 를 외부로부터 받아들이지 않고 , area border router 로의 default route 만으로 외부 route 를 해결 2) area 내에 ASBR 을 가지지 않는다 . 3) Stub area 상으로의 virtual link 를 허용하지 않는다 . 4) Backbone area 가 될 수 없다 5) 선택적으로는 다른 area 부터의 summary-LSA 의 import 또한 허가하지 않을 수도 있다 . – default route 만을 이용 .

Stub Area

XR5R5

Area 0

R4R4 R1R1

Area 1

Other AS

Inter area route

0.0.0.0

AS-external-LSA

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Totally Stubby Area

Stub Area 의 확장은 "totally stubby areas" 로 불리운다 . Cisco 에서 , 이것은 Stub Area 설정에 "no-summary" 키워드를 더함으로써 나타낸다 . Totally Stubby Area 란 외부 경로 (External Routes) 와 축약 경로(Summary Routes; Inter-Area Routes) 들이 Area 로 들어오는 것을 막아버린 것을 의미한다 . 이런 방법으로 내부 경로 (Intra-Area Routes) 와 “ 0.0.0.0” 의 Defaul 가 그 Area 내에 삽입된 유일한 경로가 된다 .

Stub Area

XR5R5

Area 0

R4R4 R1R1

Area 1

Other AS

Inter area route

0.0.0.0

X

AS-external-LSA

[Totally] Stub Area 설정 예

C D

Area 0 Area 2

C D

•Area2 를 Stub Area 를 선언할때!routerCrouter ospf 100 area 2 stub

!routerDrouter ospf 100 area 2 stub

•Area2 를 Totally Stub Area 를 선언할때

!routerCrouter ospf 100 area 2 stub no-summary area 2 stub default-cost 20

!routerDrouter ospf 100 area 2 stub

ExternalAS

•stub area 로는 외부 route 의 정보를 전달하지 않는다 .

•totally stub area 로는 AS 내에 있는 summarized 된 정보도 전달하지 않는다 .

•totally stub area 를 선언할때 default-cost 20 은 default route 를 area 2 로 전달할때 그것에 대한 cost 를 20 이라고 알려준다 .

•totally stub area 를 선언할때 반드시 no-summary 를 선언해야 한다 .

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NSSA – Not so stubby Area

Stub area 의 제약 조건들을 모두 가지나 external routing 정보의 import 을 선택적으로 허가하는 area type 이다 .

Routing domain 내의 다른 부분에 전달하기 위해서 제한적으로 external routing정보의 import 이 필요한 경우 RIP cloud 로부터의 external routing 정보를 Routing domain 내의 다른 부분에 분배하기 위해서 이 area 를 거쳐야 한다 .

외부로부터의 external routing 정보는 NSSA 로 import 될 때 Type-7-LSA(LSA type =7) 의 형태로 import 된다 .Type-7-LSA 는 area scope flooding 을 하며 area border router 에서 AS-external-LSA(LSA type =5) 로 변환되어서 다른 area 로 분배된다 .

NSSA border router 는 area 내부의 external routing 정보 (type-7-LSA) 를 area 외부로의 external routing 정보 (AS-external-LSA) 로 변환을 하지만 반대방향의변환은 하지 않는다 .

24

OSPF Operation Across Multiple Areas

• Flooding LSUs in Multiple Areas• Virtual Links Overview

25

BBone

Internal InternalABR2ABR1

Area 50

Data

To ABR1 To Backbone To ABR2 To DestinationNetwork

Area 1 Area 0

afadjfjorqpoeru39547439070713

Forwarding Packets in a Multi-Area Network

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Type 5

afadjfjorqpoeru

39547439070713

Type 5 Default

Area 1 Area 0

BBoneBBone

InternalInternalABR2ABR2ABR1ABR1

Area 50 Stub

InternalInternal

RIP

Type 3 Type 3Type 1




afadjfjorqpoeru39547439070713 afadjfjorqpoeru

39547439070713

Flooding LSUs in Multiple Area

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Area 3

Area 1 Area 2Virtual Link

Area 0(Backbone)

Transit Area

Area 3

Virtual Link

Backbone 이 communication 의 중심이다 .Virtual link 는 backbone 으로의 Path 를 제공한다 . 가능하면 virtual link 의 구성을 피한다 .

28

Area 3

Area 0 Area 0

Transit AreaArea 1 Area 2

Discontiguous Area 0

Discontiguous Backbone 을 연결한다 .

•조직 합병등에 의해서 network 이 Merge 되는 경우

•네트워크의 Redundancy 를 위해서

•네트워크 간의 직접적인 연결을 위해서

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Using and Configuring OSPF Multiarea

Components• Using Stub and Totally Stubby Areas• Multiple-Area NBMA Environment• Suppoting Route Summarization• Configuring Virtual Links

30

E0

10.64.0.1

10.64.0.2E0

S0

10.2.1.210. 2.1.1

S1AA BB CC

ABR

<Output Omitted>

interface Ethernet0

ip address 10.64.0.1 255.255.255.0

!

<Output Omitted>

router ospf 77

network 10.64.0.1 0.0 0.0 area 0

Area 1Area 0

<Output Omitted>

interface Ethernet0

ip address 10.64.0.2 255.255.255.0

!

interface Serial0

ip address 10.2.1.2 255.255.255.0

<Output Omitted>

router ospf 50

network 10.2.1.2 0.0.0.0 area 1

network 10.64.0.2 0.0.0.0 area 0

Configuring OSPF Multiarea Network

31

Default

Default

Summary

Default

Area 1—Totally StubbyArea 0

InternalInternalABR2ABR2ABR1ABR1

Area 50—Stub

Summary

External External

InternalNon-Cisco

Router

BBoneBBone

Summary

RIP

ASBRASBR









Stub and Totally Stubby Areas

Totally Stubby Area 는 Cisco 에서만 지원된다 .(Cisco Proprietary)

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전형적으로 하나의 Exit Point 만을 갖는 경우에 사용된다 . Multiple Exit Point 를 갖는 Area 에 Stub 를 설정하면 부적절한 경로 선택이 발생할 수 잇다 .

ASBR 은 Stub Area 에 둘 수 없다 . (ASBR 은 일반 Area 내에 있어야 한다 .) Backbone Area 는 Stub Area 로 사용될 수 없다 . Virtual link 가 허용되지 않는다 .(Transit Area 를 Stub 로 할 수 없다 .)

Single Exit Point

Area 20.0.0.0

R3R3R4R4

ExternalAS

XX

Stub and Totally Stubby Area Restriction

33

Configuring Stub and Totally Stubby Areas

Stub Area 를 만든다 .

no-summary : totally stubby area 를 연결하는 ABR 에서만 설정한다 .

Default Route 에 대한 Cost 설정으로 , Optional 설정이며 ABR에서만 설정이 가능하다 .Default Cost 는 1 이다 .

Stub Area 안으로 Inject 되는 Default Route 에 대한 Cost 를 정의한다 .

Router(config-router)# area area-id stub [no-summary]

Router(config-router)# area area-id default-cost cost

34

192.168.15.2

Area 0

Stub Area 2

192.168.14.1 192.168.15.1S0

S0E0

R3#

interface Ethernet 0

ip address 192.168.14.1 255.255.255.0

interface Serial 0

ip address 192.168.15.1 255.255.255.252

router ospf 100

network 192.168.14.0 0.0.0.255 area 0

network 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2

area 2 stub

R4#

interface Serial 0

ip address 192.168.15.2 255.255.255.252

router ospf 15

network 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2

area 2 stub

ExternalAS

R4R4

R3R3

Stub Area Configuration Example

area stub 명령은 Stubby Area 에 속한 모든 라우터에 설정되어야 한다 . Stubby Area 에 속한 모든 라우터간의 Hello Packet 의 Stub Falg 가 같게 되며 반드시 그래야 한다 .

35

R4#

router ospf 15

network 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2

area 2 stub

R3#

router ospf 100

network 192.168.14.0 0.0.0.255 area 0

network 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2

area 2 stub no-summary

192.168.15.2

Area 0

192.168.14.1 192.168.15.1S0

S0E0

ExternalAS

R4R4

R3R3

Totally Stubby Area 2

Totally Stubby Area Configuration Example

no-summary : totally stubby area 를 연결하는 ABR 에서만 설정한다 . Stub Area 에 속한 Internal Router 에서는 area stub 명령만을 사용한다 .

36

NSSA(Not So Stubby Area)

ExternalAS 2Area 0 NSSA

ExternalAS 1

외부 AS 에 연결되면서도 Stub Area 의 기능을 하고자 하는 것이 NSSA(Not So Stubby Area) 이다 .NSSA(Not So Stubby Area) 는 R1 으로부터의 External AS 1 에 대한 Type 5 LSA를 거부하며 Type 3,4 LSA 는 수용한다 . NSSA 의 R3 는 External AS2 의 네트워크 정보인 Type 7 의 LSA(N1, N2 LSA) 를 발생시킨다 .

NS Totally SA(Not SoTotally Stubby Area) 는 Type 3,4 의 LSA 도 거부한다 .

R1 R2 R3

router ospf 1 area 1 nssa

router ospf 1 area 1 nssa no-summary

37

Normal Area 에서 Router 들은 default route 를 생성하지 않는다 . OSPF router 가 자신을 향한 default route 를 생성하게 하려면 default-inforamtion originate 명령을 사용할 수 있다 .

Stub 및 Totally Stubby Area 의 경우는 ABR 이 link-state 0.0.0.0 의 Summary LSA 를 발생시키므로 default-inforamtion originate 명령을 사용할 필요가 없다 .

Default Route with OSPF

38

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 S0!router ospf 111 network 172.16.0.0 0.0.255.255 area 0 default-information originate always

10.1.1.0ISPOSPF

111AS 6500010.1.1.1

10.1.1.2

S0

172.16.0.0A

ServiceProviderRunning

BGP

OSPF default-information originate

default-information originate always 명령은 OSPF가 Default Route를 OSPF Routing Domain에 전파시키도록 한다 . Always 키워드는 위의 그림에서 s0가 다운되는 경우에도 Defualt Route를 전파시키라는 의미이다 .

39

Multiple-Area NBMA Environment

Area 0

Area 1 (Stub Area)

R1

Frame Relay

External LSAs

ABR

Fullymeshed

40

Multiple-Area NBMA Environment

Area 0

Area 2Area 3

Area 4

Frame Relay

Area 1

R1

41

Area 0 Backbone

ABRs

Area 1

Summarization

xx

Supporting Route Summarization

Routing Table Entry 의 수를 최소화 한다 .Topology Change 의 영향을 극소화 한다 . LSA 를 줄여 CPU Cycle 을 절약한다 .

42

Supporting VLSM

OSPF 는 Subnet Mask Information 을 전달한다 .

OSPF 는 Hierarchical Addressing Scheme 을 사용한다 .

43

O 172.16.8.0 255.255.252.0O 172.16.12.0 255.255.252.0O 172.16.16.0 255.255.252.0O 172.16.20.0 255.255.252.0O 172.16.24.0 255.255.252.0O 172.16.28.0 255.255.252.0

Routing Table for BLSAs Sent to Router C

IA 172.16.16.0 255.255.240.0

Area 1 Area 0ABR

Summarization

BBAA CC

IA 172.16.8.0 255.255.248.0

Using Route Summarization

Interarea (IA) Summary Link 는 Subnet Mask Information을 전달한다 .

하나의 Entry 로 여러 개의 Subnet 을 포괄할 수 있다 .

44

Configuring Route Summarization

Inter-Area (IA) Route 는 ABR 상에서 통합한다 .

External Route 는 ASBR 상에서 통합한다 .

OSPF 에서 Route Summarization 은 ABR(Area 명령 ) 과 ASBR에서 (summary-address 명령 ) 만 가능하다 . EIGRP 에서는 모든 라우터에서 가능하다 . EIGRP 는 Interface Mode 에서 한다 .

Router(config-router)#area area-id range address mask

Router(config-router)#summary-address address mask

45

R2

R2#router ospf 100network 172.16.64.1 0.0.0.0 area 2network 172.16.127.1 0.0.0.0 area 0area 0 range 172.16.96.0 255.255.224.0area 2 range 172.16.64.0 255.255.224.0

R1#router ospf 100network 172.16.32.1 0.0.0.0 area 1network 172.16.96.1 0.0.0.0 area 0area 0 range 172.16.96.0 255.255.224.0area 1 range 172.16.32.0 255.255.224.0

172.16.64.0 - 172.16.95.0255.255.255.0

Area 2

172.16.64.1

172.16.96.0 - 172.16.127.0255.255.255.0

172.16.127.1172.16.96.1

172.16.32.0 - 172.16.63.0255.255.255.0

Area 1

172.16.32.1

Interface Addresses(255.255.255.0 Mask) Interface Addresses

(255.255.255.0 Mask)

R1R1 R2R2

Area 0

Route Summarization Example0 1 1 0 0 0 0 0 (96)0 1 1 0 0 0 0 1 (97)0 1 1 1 1 1 1 1 (127)

46

R2:router ospf 63 network 10.3.2.0 0.0.0.255 area 1 network 10.7.0.0 0.0.0.255 area 3area 1 virtual-link 10.3.10.5

R1:router ospf 100network 10.2.3.0 0.0.0.255 area 0network 10.3.2.0 0.0.0.255 area 1area 1 virtual-link 10.7.20.123

Router ID10.7.20.123

Area 3

Area 0

Area 1

Router ID10.3.10.5

TokenRing

R1

R2

Virtual Link Configuration

47

remoterouter# show ip ospf interface ethernet 0Ethernet0 is up, line protocol is up Internet Address 10.64.0.2/24, Area 0 Process ID 1, Router ID 10.64.0.2, Network Type BROADCAST, Cost: 10 Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1 Designated Router (ID) 10.64.0.2, Interface address 10.64.0.2 Backup Designated router (ID) 10.64.0.1, Interface address 10.64.0.1

Router(config-router)# area area-id virtual-link router-id

Configuring Virtual Link

Router-id 는 상대라우터에서 show ip ospf interface 명령을 사용하여 확인한다 .

48

Verifying OSPF Operation

49

show ip ospf

Router# show ip ospf process-id

라우터가 연결된 Area 정보를 볼 수 있다

Router# show ip ospf database

OSPF Topology Table 정보를 보여 준다 .

Router# show ip ospf border-routers AS AS 안의 ABR 들을 보여 준다 .

Router# show ip ospf virtual-links

Virtual Link 의 상태를 보여 준다 .

Download - Chapter 4. Interconnecting Multiple OSPF Areas

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