三种 IGP，一张图
192 台路由器、三家运营商、三种路由协议在单一界面上是什么样子
Michel Wijnberg
我有一个实验室。它不是一张图纸，也不是一个模拟器。它是 192 台运行真实协议栈的真实 路由器，我每天都用它来开发 Osprey，因为它能真正反驳我。
这个实验室是刻意设计得不好对付的。它承载着三家彼此毫无共享的运营商：
| 租户 | ASN | IGP | 形态 |
|---|---|---|---|
| Harrier-Broadband | 200 | OSPFv2 和 OSPFv3 | 每种协议 15 个区域，同一批链路上双栈 |
| Kestrel-Dynamics | 100 | EIGRP，IPv4 + IPv6 | 扁平，因为 EIGRP 没有区域 |
| Merlin-Carrier | 300 | IS-IS，多地址族 | 17 个 level-1 区域，位于一个 level-2 骨干之下 |
三种协议，三套地址规划，三个 ASN，三套凭据。任何地方都没有共享的 IGP。这大概是能 扔给一个拓扑工具的最坏情况，而这正是我搭建它的原因。
下面的每一张图都是那个实验室的截图，写这篇文章时实时抓取。没有一张是编造的。
为什么层级先于图像
大多数拓扑工具从一张画布开始，事后再把结构硬拧上去。这种做法一直管用，直到同一台 物理路由器合情合理地同时属于两个不同的答案。在运营商网络里，这是家常便饭。
Osprey 把顺序倒过来。每个对象都挂在一条显式的层级链上：
Network → Autonomous System → Routing Domain → Protocol Instance → Area → Device这条链不是装饰。它让产品无需猜测就能回答”哪个 OSPF 进程、在哪个 VRF 里、在哪个 AS 下、属于哪个租户”，也正因为如此，一台设备可以在一个实例里是 ABR、在另一个实例里只 是普通的内部路由器，而模型不会因此打结。
注意侧边栏在显示什么：OSPF 1 和 OSPFv3 1 (v6) 是两个独立的协议实例，各自带 着自己的 15 个区域、自己的 LSDB 和自己的 SPF。它们跑在同一批物理链路上。它们没有被 合并成一个一厢情愿的”IGP”抽象，因为它们本来就不是同一样东西。RFC 5340 给了 OSPFv3 自己的 LSDB 和自己的拓扑，一旦两者出现分歧，假装它们相同就会给出错误的答案。
Harrier-Broadband：OSPF，15 个区域，双栈
这是 AS 200，按区域着色：
64 台路由器，151 条链路，30 个区域（OSPFv2 里 15 个，OSPFv3 里 15 个）。中间那团蓝 色是区域 0.0.0.0，也就是骨干区域。挂在它周围的每一簇颜色都是一个非骨干区域，通过自 己的 ABR 连到骨干。
在这个规模上，图还读得动。规模再大五倍就读不动了，所以同一份拓扑可以折叠成它的区域：
每一朵云是一个区域；每一条线是一束跨区域邻接，上面标着数量（4×、8×、2×）。这
才是我真正用来回答”区域 19.5.1.0 与骨干的连接有多脆弱”的视图。这里的答案是”靠四条
链路”，这和旁边那些只有两条链路的区域是完全不同的风险画像。
Merlin-Carrier：IS-IS，而且地址族真的重要
AS 300 跑 IS-IS。物理形态相同，协议模型完全不同：
IS-IS 是很多工具悄悄翻车的地方，因为 IS-IS 不是”换了说法的 OSPF”。一个 IS-IS LSDB 可以同时承载 CLNS、IPv4 和 IPv6 的可达性，而正确的最短路径是按地址族计算的。
所以 Osprey 就按地址族来计算，并且告诉您正在看的是哪一个：
看那张逐跳表。因为地址族是 CLNS，每一跳是用 System ID（0100.6600.8003）和
电路来标识的，而不是用 IPv4 地址，后者在 CLNS 路径里毫无意义。把选择器切到 IPv4 或
IPv6，同一条路径就会用那个地址族真正使用的编址方式重新绘制。
（那张截图同时也承认了 IS-IS 里逐跳建模的一个问题。那是后面一篇文章的主题，我不打算把它埋在这里。）
Kestrel-Dynamics：EIGRP，它根本没有链路状态数据库
然后是 AS 100：
一种颜色。两个”区域”。这不是渲染出错。这是 EIGRP 对自己诚实。
EIGRP 是距离矢量协议，没有可以拼合的链路状态数据库，也没有可以用来着色的区域概念。
那两条条目只不过是 IPv4 和 IPv6 两个实例。EIGRP 确实会通过自己的 Hello 协议建立邻居
邻接，但邻接背后没有可遍历的链路状态数据库，也没有 SPF 可跑：邻居之间交换的是距离矢
量，不是一份同步的地图。所以 Osprey 以只读方式从 CISCO-EIGRP-MIB 读取，并根据每台
路由器对自己邻居的上报来重建邻接图。在这个实验室里，那是 580 条在线的邻居关系。
这个差别一路传导到路径计算，而且看得见：
那条路径上没有”总开销”，而且本来也不会有。EIGRP 的复合度量描述的是一整条路径，不是 单独一跳，所以把每跳开销相加只会得到一个毫无意义的数字。您得到的是每台路由器自己算出 来的、通往目的地的当前计算距离，沿着这条链递减：712704 → 710144 → 658944 → … → 128256。这正是您逐台登录路由器会读到的。（DUAL 的 Feasible Distance 是一个略有不同 的量：自这条路由上次进入 passive 状态以来的最小值，也就是可行性阈值。跳表把两者分开， 而不是拿其中一个当另一个的标签。）
三种协议，三个真正不同的模型，三个正确的答案。而不是一个假装它们相同的抽象。
图像之下：LSDB 本身
画布只是一种呈现。它底下的模型是链路状态数据库，Osprey 让它保持可浏览：
13,382 条 LSA，按类型划分：Router (1)、Network (2)、Summary (3)、ASBR (4)、External (5) 和 NSSA (7)。ABR 和 ASBR 标志是从 LSA 本身推导出来的，而不是靠命名约定。
仔细读标题下面那一行：
13382 LSAs reconstructed (LSAge, SeqNo, Checksum not available)
这些 LSA 是从 SNMP 遍历中重建的，不是通过协议邻接收到的。对 OSPF MIB 做 SNMP 遍历能 拿到 LSA 的内容，但拿不到实时的头部字段。所以 Osprey 显示内容，并直白地说明有三个字 段缺失，而不是画出三列看起来像数据的零。
这是件小事。但它也把整套设计哲学浓缩成了一行，也正是因为它，我才信得过那块屏幕上其余 的 13,382 个数字。
要点
地图不是产品。模型才是。
三家不共享协议、不共享地址规划、不共享 ASN 的运营商同处一个工具之中，没有任何一家被 压平成最小公分母。OSPF 保留它的区域和两份 LSDB，IS-IS 保留它的 level 和地址族，EIGRP 保留它的 DUAL 距离和它彻底不存在的链路状态数据库。
它们真正不同的地方，产品就跟着不同。它无法知道的地方，它就明说。
Osprey 是被动的：路由器上没有 agent，不注入路由，不转发报文。这到底是怎么做到的、 代价是什么，是下一篇文章的内容。