链路状态路由协议(link-state routing protocol)的一些特征:
1.对网络发生的变化能够快速响应
2.当网络发生变化的时候发送触发式更新(triggered update)
3.发送周期性更新(链路状态刷新),间隔时间为30分钟
链路状态路由协议只在网络拓扑发生变化以后产生路由更新.当链路状态发生变化以后,检测到变化的设备创建LSA(link state advertisement),通过使用组播地址传送给所有的邻居设备,然后每个设备拷贝一份LSA,更新它自己的链路状态数据库(link state database,LSDB),接着再转发LSA给其他的邻居设备.这种LSA的洪泛(flooding)保证了所有的路由设备在更新自己的路由表之前更新它自己的LSDB
LSDB通过使用Dijkstra算法(shortest path first,SPF)来计算到达目标网络的最佳路径,建立一条SPF树(tree),然后最佳路径从SPF树里选出来,被放进路由表里OSPF和IS-IS协议被归类到链路状态路由协议中.链路状态路由协议在一个特定的区域(area)里从邻居处收集网络信息,一旦路由信息都被收集齐以后,每个路由器开始通过使用Dijkstra 算法(SPF)独立计算到达目标网络的最佳路径
运行了链路状态路由协议的路由器跟踪以下信息:
1.它们各自的邻居
2.在同一个区域中的所有路由器
3.到达目标网络的最佳路径
Link-State Data Structures
为了能够做出更好的路由决策,OSPF路由器必须维持的有以下内容:
1.neighbor table:也叫adjacency database.存储了邻居路由器的信息.如果一个OSPF路由器和它的邻居路由器失去联系,在几秒中的时间内,它会标记所有到达那条路由均为无效并且重新计算到达目标网络的路径
2.topology table:一般叫做LSDB.OSPF路由器通过LSA学习到其他的路由器和网络状况,LSA存储在LSDB中
3.routing table:也就是我们所说的路由表了,也叫forwarding database,包含了到达目标网络的最佳路径的信息
链路状态路由协议和距离向量路由协议的一个区别就是:距离向量路由协议是routing by rumors,也就是说,距离向量路由协议依靠邻居发给它的信息来做路由决策,而且路由器不需要保持完整的网络信息;而运行了链路状态路由协议的路由器保持的有完整的网络信息的快照,而且每个路由器自己做出路由决策
Defining an OSPF Area
OSPF的网络设计要求是双层层次化(2-layer hierarchy),包括如下2层:
1.transit area(backbone或area 0)
2.regular areas(nonbackbone areas)
transit area负责的主要功能是IP包快速和有效的传输.transit area互联OSPF其他区域类型.一般的,这个区域里不会出现端用户(end user)
regular areas负责的主要功能就是连接用户和资源.这种区域一般是根据功能和地理位置来划分.一般的,一个regular area不允许其他区域的流量通过它到达另外一个区域,必须穿越transit area比如area 0.regular areas 还可以有很多子类型,比如stub area,locally area和not-so-stubby area
在链路状态路由协议中,所有的路由器都保持的有LSDB,OSPF路由器越多,LSDB就越大.这可能对了解完整的网络信息有帮助,但是随着网络的增长,可扩展性的问题就会越来越大.采用的折中方案就是引入区域的概念.在某一个区域里的路由器只保持的有该区域中所有路由器或链路的详细信息和其他区域的一般信息.当某个路由器或某条链路出故障以后,信息只会在那个区域以内在邻居之间传递.那个区域以外的路由器不会收到该信息.OSPF要求层次化的网络设计,意味着所有的区域要和area 0直接相连.如下图:
注意area 1和area 2或3之间的连接是不允许的,它们都必须通过backbone area 0进行连接.Cisco建议每个区域中路由器的数量为50到100个构建area 0的路由器称为骨干路由器(backbone router,BR),如上图,A和B就是BR;区域边界路由器(area border router,ABR)连接area 0和nonbackbone areas.如图,C,D和E就是ABR.ABR通常具有以下特征:
1.分隔LSA洪泛的区域
2.是区域地址汇总的主要因素
3.一般做为默认路由的源头
4.为每个区域保持LSDB
理想的设计是使每个ABR只连接2个区域,backbone和其他区域,3个区域为上限
Defining OSPF Adjacencies
运行OSPF的路由器通过交换hello包和别的路由器建立邻接(adjacency)关系,过程如下:
1.路由器和别的路由器交换hello包,目标地址采用多播地址
2.hello包交换完毕,邻接关系形成
3.接下来通过交换LSA和对接收方的确认进行同步LSDB.对于OSPF路由器而言,进入完全邻接状态
4.如果需要的话,路由器转发新的LSA给其他的邻居,来保证整个区域内LSDB的完全同步
对于点到点的WAN串行连接,两个OSPF路由器通常使用HDLC或PPP来形成完全邻接状态
对于LAN连接,选举一个路由器做为designated router(DR)再选举一个做为backup designated router(BDR),所有其他的和DR以及BDR相连的路由器形成完全邻接状态而且只传输LSA给DR和BDR.DR从邻居处转发更新到另外一个邻居那里.DR的主要功能就是在一个LAN内的所有路由器拥有相同的数据库,而且把完整的数据库信息发送给新加入的路由器.路由器之间还会和LAN内的其他路由器(非DR/BDR,即DROTHERs)维持一种部分邻居关系(two-way adjacency) OSPF的邻接一旦形成以后,会交换LSA来同步LSDB,LSA将进行可靠的洪泛
OSPF Calculation
链路状态陆游协议使用Dijkstra算法来查找到达目标网络中的最佳路径.所有的路由器拥有相同的LSDB后,把自己放进SPF tree中的root里,然后根据每条链路的耗费(cost),选出耗费最低的做为最佳路径,最后把最佳路径放进forwarding database(路由表)里
下图就是一个SPF计算的例子:
1.LSA遵循split horizon原则,H对E宣告它的存在,E把H的宣告和它自己的宣告再传给C和G;C和G再和之前类似,继续传播开来……
2.X有4个邻居:A,B,C和D,假设这里都是以太网,每条网链路的耗费为10,经过计算,路由器可以算出最佳路径.上图的右半部分实线所标即为最佳路径
LS Data Structures: LSA Options
关于LSA的操作流程图如下:
如图可以看出当路由器收到一个LSA以后,先会查看它自己的LSDB看有没有相应的条目,如果没有就加进自己的LSDB中去,并反馈LSA确认包(LSAck),接着再继续洪泛LSA,最后运行SPF算法算出新的路由表
如果当它收到LSA的时候,自己的LSDB有该条目而且版本号一样,就忽略这个LSA;如果有相应条目,但是收到的LSA 的版本号更新,就加进自己的LSDB中,发回LSAck,洪泛LSA,最后用SPF计算最佳路径;如果版本号没有自己LSDB中那条新,就反馈LSU信息给发送源
Types of OSPF Packets
OSPF包的5种类型如下:
1.hello:用来建立邻居关系的包
2.database description(DBD):用来检验路由器之间数据库的同步
3.link state request(LSR):链路状态请求包
4.link state update(LSU):特定链路之间的请求记录
5.link state acknowledgement(LSAck):确认包
OSPF Packet Header Format
5种OSPF包都是直接被封装在IP包里的而不使用TCP或UDP.由于没有使用可靠的TCP协议,但是OSPF包又要求可靠的传输,所以就有了LSAck包.如下图所示就是OSPF包在IP包里的形式:
协议号为89(EIGRP协议号为8,一些字段如下:
1.Version Number:当前为OSPF版本2
2.Type:定义OSPF包的类型
3.Packet Length:包的长度,单位字节
4.Router ID(RID):产生OSPF包的源路由器
5.Area ID:定义OSPF包是从哪个area产生出来的
6.Checksum(校验和):错误校验
7.Authentication Type:验证方法,可以是明文(cleartext)密码或者是Message Digest 5(MD5)加密格式
8.Data:对于hello包来说,该字段是已知邻居的列表;对于DBD包来说,该字段包含的是LSDB的汇总信息,包括RID 等等;对于LSR包来说,该字段包含的是需要的LSU类型和需要的LSU类型的RID;对于LSU包来说,包含的是完全的LSA 条目,多个LSA条目可以装在一个包里;对于LSAck来说,字段为空
OSPF Neighbor Adjacency Establishment
Hello协议用来建立和保持OSPF邻居关系,采用多播地址224.0.0.5,hello包包含的信息如下:
1.Router ID(RID):路由器的32位长的一个唯一标识符,选举规则是,如果loopback接口不存在的话,就选物理接口中IP地址等级最高的那个;否则就选取loopback接口
2.hello/dead intervals:定义了发送hello包频率(默认在一个多路访问网络中间隔为10秒);dead间隔是4倍于hello包间隔.邻居路由器之间的这些计时器必须设置成一样
3.neighbors:邻居列表
4.area ID:为了能够通信,OSPF路由器的接口必须属于同一网段中的同一区域(area),即共享子网以及子网掩码信息
5.router priority:优先级,选举DR和BDR的时候使用.8位长的一串数字
6.DR/BDR IP address:DR/BDR的IP地址信息
7.authentication password:如果启用了验证,邻居路由器之间必须交换相同的密码信息.此项可选
8.stub area flag:stub area是通过使用默认路由代替路由更新的一种技术(有点像EIGRP中的stub功能)
Establishing Bidirectional Communication
1.星型(star/hub-and-spoke):最常见的帧中继网络拓扑,代价最小
2.全互连(full-mesh):冗余,但是代价大,在这样的环境中计算VC的数量,使用n(n-1)/2的公式,n为网络中的节点数
3.部分互连(partial-mesh):前两种的折中方案
OSPF运行的两种RFC中定义的模式如下:
1.NBMA:一般和部分互连的网络结合使用,需要选举DR/BDR和人工指定邻居.优点是相对point-to-multipoint模式它的负载较低
2.point-to-multipoint:把非广播的网络当作点到点连接的集合,自动发现邻居,不指定DR/BDR,一般和部分互连的网络结合使用.优点是配置较为简便
一些其他的可运行模式如下:
1.point-to-multipoint nonbroadcast
2.broadcast
3.point-to-point
定义OSPF网络类型的命令如下:
Router(config-if)#ip ospf network [{broadcast nonbroadcast point-to-multipoint point-to-multipoint nonbroadcast}]
几种选项的含义如下:
1.broadcast:使得WAN接口看上去像LAN接口;一个IP子网;多播hello包自动发现邻居;选举DR/BDR;要求网络全互连
2.nonbroadcast(NBMA):一个IP子网;邻居手工指定;选举DR/BDR;DR/BDR要求和DROTHER完全互连;一般用在部分互连的网络中
3.point-to-multipoint:一个IP子网;多播hello包自动发现邻居;不要求DR/BDR的选举;一般用在部分互连的网络中
4.point-to-multipoint nonbroadcast:假如VC中多播和广播能力没有启用的话就不能使用point-to-multipoint 模式,也路由器没办法多播hello包;邻居必须人工指定;不需选举DR/BDR
5.point-to-point:一个子网;不选举DR/BDR;当只有2个路由器的接口要形成邻接关系的时候才使用;接口可以为LAN或WAN接口
Common OSPF Configuration for Frame Relay
先看看NBMA模式,如下图:
1.OSPF会把NBMA当作broadcast网络进行处理(比如LAN)
2.如图,所有的serial口处于同一子网
3.ATM,X.25和帧中继默认为NBMA操作
4.邻居手动指定
5.洪泛LSU的时候,要对每条PVC进行洪泛
6.RFC 2328兼容
对NBMA类型人工指定邻居使用如下命令:
Router(config-router)#neighbor [x.x.x.x] priority [number] poll-interval [number]
x.x.x.x为邻居的IP地址
priority [number]为优先级,假如设置为0的话将不能成为DR/BDR
poll-interval [number]是轮询的间隔时间,单位为秒.NBMA接口发送hello包给邻居之前等待的时间
下图是一个配置实例:
RouterA(config)#router ospf 100
RouterA(config-router)#network 140.140.0.0 0.0.255.255 area 0
RouterA(config-router)#neighbor 140.140.1.2 priority 0
RouterA(config-router)#neighbor 140.140.1.3 priority 0
如上,把邻居的优先级设置为0,保证A为DR.在部分互连的NBMA网络中,只需在DR/BDR上使用neighbor命令;假如拓扑结构是星形的话,neighbor命令应该使用在中心路由器上;在全互连的NBMA网络中,应该在所有的路由器上使用neighbor命令,除非是人工指定DR/BDR
查看OSPF邻居信息:show ip ospf neighbor [type number] [neighbor-id] [detail]
type number:接口类型和接口号,可选
neighbor-id:邻居路由器ID,可选
再看看point-to-multipoint模式,如下图:
1.适用于部分互连或星形拓扑结构里
2.不需DR,只使用单独的一个子网
3.自动发现邻居
4.LSU包被发送到每个邻居路由器的接口
如下图,point-to-multipoint的配置如下:
路由器A:
RouterA(config)#interface serial 0
RouterA(config-if)#encapsulation hdlc
RouterA(config-if)#ip address 120.120.1.1 255.255.255.0
RouterA(config)#interface serial 1
RouterA(config-if)#encapsulation frame-relay
RouterA(config-if)#ip address 140.140.1.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint
路由器B:
RouterB(config)#interface serial 0
RouterB(config-if)#ip address 140.140.1.2 255.255.255.0
RouterB(config-if)#encapsulation frame-relay
RouterB(config-if)#ip ospf network point-to-multipoint
验证如下:
RouterA#show ip ospf interface s1
Serial1 is up, line protocol is up
Internet Address 140.140.1.1/24, Area 1
Process ID 100, Router ID 120.120.1.1, Network Type Point-To-Multipoint, Cost: 64
Transmit Delay is 1 sec, State: Point_To_Multipoint
Timer intervals configured,Hello 30, Dead 120, Wait 120, Retransmit 5
Hello due in 00:00:11
Neighbor count is 2, Adjacent neighbor count is 2
Adjacent with neighbor 140.140.1.2
Adjacent with neighbor 140.140.1.3
(略)
接下来再看看point-to-multipoint nonbroadcast模式,这个模式是RFC兼容的point-to-multipoint的扩展;邻居必须人工指定;不选举DR/BDR;使用在某些邻居不能自动发现的场合下
然后是broadcast模式,要选举DR/BDR
最后是point-to-point模式,使用在当NBMA网络中只存在2个节点的时候;不选举DR/BDR;每条点到点的连接处在同一个子网中;一般只和point-to-point subinterface结合使用
定义subinterface的命令如下:
Router(config)#interface serial [number.subinterface-number] {point-to-point multipoint}
默认在point-to-point的帧中继subinterface的OSPF模式是point-to-point模式;在multipoint的帧中继subinterface的OSPF模式是NBMA(nonbroadcast)模式;在帧中继物理接口的OSPF模式也是NBMA模式下图就是一个point-to-point subinterface的例子:
如图每条VC要求一个单独的子网
下图是一个multipoint subinterface的例子:
如图,第一个subinterface S1.1为point-to-point模式;OSPF把第二个multipoint subinterface S1.2当作NBMA 模式
下图是几种模式的一个比较:
debug ip ospf adj:用来跟踪OSPF邻居信息
Types of OSPF Routers
当OSPF area过大的话,带来的负面影响有:
1.太过频繁的SPF计算,造成路由器CPU负载过重
2.路由表过大
3.LSDB过大
解决方案是划分层次化的area路由(hierarchical area routing),减少了SPF运算的频率,减小了路由表的体积,减少了LSU的负载
OSPF路由器的类型如下图:
internal routers:所有的接口在一个area里,拥有相同的LSDB
backbone router:至少一个有接口连接到area 0里,和internal routers保持相同的OSPF进程和算法
ABR:接口连接了多个area,每个接口保持它所连的area的单独的LSDB
ASBR:至少有一个接口连接到外部网络比如其他的AS,非OSPF网络
当然,一个路由器同时可以扮演上述多个角色
OSPF LSA Types
一些LSA的类型如下:
类型1:router LSA
类型2:network LSA
类型3/4:summary LSA
类型5:AS external LSA
类型6:multicast OSPF LSA,使用在OSPF多播应用程序里
类型7:使用在Not-So-Stubby area(NSSA)里
类型8:非凡的LSA用来连接OSPF和BGP
类型9/10/11:opaque LSA,用于今后OSPF的升级等
LSA类型1(router LSA),如下图:
类型1的LSA只在一个area里传播,不会穿越ABR.描述了和路由器直接相连的链路集体状态信息.RID鉴别类型1的LSA,LSA描述了链路的网络号和掩码(即link ID).另外类型1的LSA还描述了路由器是否是ABR或ASBR 类型1的LSA不同的链路类型的link ID如下:
1.point-to-point的link ID是邻居的RID
2.transit network的link ID是DR的接口地址
3.stub network的link ID是IP网络号
4.virtual link的link ID是邻居的RID
LSA类型2(network LSA),如下图:
类型2的LSA只在一个区域里传播,不会穿越ABR.描述了组成transit network的直连的路由器.transit network 直连至少2台OSPF路由器.DR负责宣告类型2的LSA,然后在transit network的一个area里进行洪泛.类型2的LSA ID 是DR进行宣告的那个接口的IP地址
LSA类型3(summary LSA),如下图:
类型3的LSA由ABR发出.默认OSPF不会对连续子网进行汇总.可在ABR上进行人工设定启用汇总.类型3的LSA可以在整个AS内进行洪泛
LSA类型4(summary LSA),如下图:
类型4的LSA只使用在area里存在ASBR的时候,类型4的LSA鉴别ASBR和提供到达ASBR的路由.类型4的LSA只包含了ASBR的RID信息.类型4的LSA由ABR生成,并在整个AS里进行洪泛
LSA类型5(external LSA),如下图:
类型5的LSA描述了到达外部AS的路由,由ASBR生成并在整个AS内洪泛
Interpreting the OSPF LSDB and Routing Table
使用show ip ospf database来查看OSPF的LSDB信息
一些route designator如下:
1.O:代表OSPF area内(intra-area)路由,为router LSA
2.O IA:在一个AS里的area之间(inter-area)的路由,为summary LSA
3.O E1/O E2:AS外路由,为external LSA
SPF算法根据LSDB运算出SPF树来决定最佳路径,步骤如下:
1.所有在各自的area里的路由器计算出最佳路径并放进路由表里,为LSA类型1和类型
2.用O来标记
2.area之间的路由器计算出最佳路径,这些最佳路径是area间路由条目,或LSA类型3和LSA类型4.用O IA来标记
3.所有的除了stub area的路由器计算出到达外部AS的最佳路径(LSA类型5),标记为O E1或O E2
O E1和O E2的区别为是到达外部网络,前者要加内部cost,后者不加,如下图:
一般只有一个ASBR宣告到达外部AS的外部路由的时候,就使用O E2(O E2为默认类型);假如有多个ASBR宣告一条到达同一个外部AS的外部路由的时候,就应该使用O E2
Changing the Cost Metric
默认情况下,Cisco根据100Mbps/bandwidth来计算metric,比如64Kbps链路的metric约为1562,T1的为64,100Mbps 的链路为1.当链路速率大于100Mbps的时候,应该在OSPF进程下使用如下命令:
RouterA(config-router)#auto-cost reference-bandwidth
在接口自定义cost的命令如下:
RouterA(config-if)#ip ospf cost [value]
这条命令将使得超越默认的cost计算,具有更高的优先权.value范围为1到65535.值越低,就越优先采用该接口OSPF Route Summarization Concepts
OSPF路由汇总可以减少路由表条目,减少类型3和类型5的LSA的洪泛,节约带宽资源和减轻路由器CPU负载,还能够对拓扑的变化本地化
OSPF路由汇总的两种类型如下:
1.inter-area(IA) route summarization:发生在ABR上
2.external route summarization:发生在ASBR上
Configuring Route Summarization
因为OSPF是基于无类的路由协议,它不会进行自动汇总.手动在ABR上做IA route summarization的命令如下: Router(config-router)#area [area-id] range [address] [mask]
在ASBR上做external route summarization的命令如下:
Router(config-router)#summary-address [address] [mask] [not-advertise] [tag tag]
如下图就是一个ASBR上的external route summarization的例子:
R1(config-router)#network 172.16.64.1 0.0.0.0 area 1
R1(config-router)#summary-address 172.16.32.0 255.255.224.0
Default Routes in OSPF
OSPF路由器默认不会产生默认路由到一般性的area里,但是可以通过相关命令启用默认路由.默认路由作为LSA
类型5出现在LSDB中
创建OSPF默认路由的命令如下:
Router(config-router)#default-information originate [always] [metric value] [metric-type type-value] [route-map map-name]
参数always是不管路由表里是否存在默认路由,都会宣告一条默认路由0.0.0.0
metric value是指定默认路由的metric,默认为10
type-value可以为1或者2.1为O E1,2为O E2,默认是2
route-map map-name是假如满足route map的话就产生默认路由
实例如下图:
R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#netw 10.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R1(config-router)#default-information originate metric 10
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#netw 10.2.1.1 0.0.0.0 area 0
R2(config-router)#default-information originate metric 100
Types of OSPF Areas
一些OSPF area的类型如下:
1.standard area:接收链路更新,路由汇总和外部路由
2.backbone area(transit area):标记为area 0,拥有standard area的一切属性
3.stub area:不可以包含ASBR.不接收外部路由信息(LSA类型5),假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是可以减少路由表的条目.stub area没有虚链路(virtual link)穿越它们
4.totally stubby area:Cisco私有,不接收外部路由信息和路由汇总信息(LSA类型3,4和5).不可以包含ASBR.假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是最小化路由表条目
5.not-so-stubby area(NSSA):NSSA是OSPF RFC的补遗.定义了非凡的LSA类型7.提供类似stub area和totally stubby area的优点,可以包含的有ASBR
Stub Area Configuration
stub area的配置命令如下:
RouterA(config-router)#area [area-id] stub
所有在stub area里的路由器必须都使用stub命令,例子如下图:
R3(config)#router ospf 100
R3(config-router)#netw 192.168.14.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)#netw 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2
R3(config-router)#area 2 stub
R4(config)#router ospf 10
R4(config-router)#netw 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2
R4(config-router)#area 2 stub
如上是把area 2配置为stub area,R3做为ABR自动向area 2(stub area)宣告一条metric为1的默认路由0.0.0.0 Totally Stubby Area Configuration
totally stubby area的配置命令如下:
RouterA(config-router)#area [area-id] stub no-summary
ABR默认宣告一条metric为1的默认路由到totally stubby area,修改这个metric的命令如下:
RouterA(config-router)# area [area-id] default-cost [cost]
配置实例如下图:
R3(config)#router ospf 100
R3(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R3(config-router)#area 1 stub
R4(config)#router ospf 50
R4(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R4(config-router)#netw 130.135.0.0 0.0.255.255 area 0
R4(config-router)#area 1 stub no-summary
R4(config-router)#area 1 default-cost 10
R4(config)#router ospf 50
R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R2(config-router)#netw 130.135.0.0 0.0.255.255 area 0
R2(config-router)#area 1 stub no-summary
R2(config-router)#area 1 default-cost 5
如上,默认路由将选用R2上的,因为R2的metric更低
Not-So-Stubby Areas
之前说过stub area和totally stub area不可以包含的有ASBR,但是假如你想使用ASBR,又想使其具有stub area 和totally stub area的优点(减少路由表条目)的话,就可以采用NSSA,如下图:
RIP经过再发布(redistribution)到NSSA以后,NSSA的ASBR将产生只存在于NSSA中的LSA类型7,然后ABR将LSA 类型7转换成LSA类型5
NSSA的配置命令为在OSPF进程下使用area [area-id] nssa,所有位于NSSA里的路由器都要使用这条命令.如下图是配置实例:
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#summary-address 150.150.0.0 255.255.0.0
R2(config-router)#netw 130.130.20.0 0.0.0.255 area 1
R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 0
R2(config-router)#area 1 nssa default-information-originate
使用default-information-originate参数创建一条area 0到NSSA的默认路由.并且类型5的LSA将不会进入NSSA(类似stub area)
R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#redistribute rip subnets
R1(config-router)#default metric 150
R1(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R1(config-router)#area 1 nssa
还可以将NSSA配置成具有totally-stub的特性,如下:
R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#redistribute rip subnets
R1(config-router)#default metric 150
R1(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R1(config-router)#area 1 nssa
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#summary-address 150.150.0.0 255.255.0.0
R2(config-router)#netw 130.130.20.0 0.0.0.255 area 1
R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 0
R2(config-router)#area 1 nssa no-summary
这样类型3,4和5的LSA将不会进入NSSA,no-summary参数只应用在ABR上就可以了,NSSA里的其他路由器只需使用area 1 nssa
The show Commands for Stub and NSSA
一些验证性命令如下:
show ip ospf:显示area类型
show ip ospf database:显示LSA类型7
show ip ospf database nssa-external:显示LSDB中每条类型7的LSA的信息
show ip route:显示标记为O N1/N2的NSSA路由条目(默认为O N2)
Defining an OSPF Virtual Link
在OSPF里所有的area都要和area 0相连,但是假如某个区域没有和area 0相连的话,就可以采用虚链路来连接它们,如下图:
虚链路一般是做为备份连接或者是临时连接
虚链路的配置命令如下:
Router(config-router)#area [area-id] virtual-link [RID]
一些其他可选参数如下:
authentication [message-digestnull]:指定验证方式为MD5加密还是明文口令
hello-intervals [second]:定义hello包发送时间间隔,默认为10秒
配置实例如下图:
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#netw 10.3.0.0 0.0.0.255 area 1
R2(config-router)#netw 10.7.0.0 0.0.0.255 area 3
R2(config-router)#area 1 virtual-link 10.3.10.5
注重上面的RID,是指定虚链路中对方的RID,R1的配置如下:
R1(config)#router ospf 200
R1(config-router)#netw 10.2.3.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#netw 10.3.2.0 0.0.0.255 area 1
R1(config-router)#area 1 virtual-link 10.7.20.123
注重area-id都为area 1,因为area 1做为虚链路的transit area
使用show ip ospf virtual-links命令验证虚链路的配置
OSPF路由协议综述及其配置(4)
当OSPF area过大的话,带来的负面影响有:
1.太过频繁的SPF计算,造成路由器CPU负载过重
2.路由表过大
3.LSDB过大
解决方案是划分层次化的area路由(hierarchical area routing),减少了SPF运算的频率,减小了路由表的体积,减少了LSU的负载
OSPF路由器的类型如下图:
internal routers:所有的接口在一个area里,拥有相同的LSDB
backbone router:至少一个有接口连接到area 0里,和internal routers保持相同的OSPF进程和算法
ABR:接口连接了多个area,每个接口保持它所连的area的单独的LSDB
ASBR:至少有一个接口连接到外部网络比如其他的AS,非OSPF网络
当然,一个路由器同时可以扮演上述多个角色
OSPF LSA Types
一些LSA的类型如下:
类型1:router LSA
类型2:network LSA
类型3/4:summary LSA
类型5:AS external LSA
类型6:multicast OSPF LSA,使用在OSPF多播应用程序里
类型7:使用在Not-So-Stubby area(NSSA)里
类型8:非凡的LSA用来连接OSPF和BGP
类型9/10/11:opaque LSA,用于今后OSPF的升级等
LSA类型1(router LSA),如下图:
类型1的LSA只在一个area里传播,不会穿越ABR.描述了和路由器直接相连的链路集体状态信息.RID鉴别类型1的LSA,LSA描述了链路的网络号和掩码(即link ID).另外类型1的LSA还描述了路由器是否是ABR或ASBR 类型1的LSA不同的链路类型的link ID如下:
1.point-to-point的link ID是邻居的RID
2.transit network的link ID是DR的接口地址
3.stub network的link ID是IP网络号
4.virtual link的link ID是邻居的RID
LSA类型2(network LSA),如下图:
类型2的LSA只在一个区域里传播,不会穿越ABR.描述了组成transit network的直连的路由器.transit network 直连至少2台OSPF路由器.DR负责宣告类型2的LSA,然后在transit network的一个area里进行洪泛.类型2的LSA ID 是DR进行宣告的那个接口的IP地址
LSA类型3(summary LSA),如下图:
类型3的LSA由ABR发出.默认OSPF不会对连续子网进行汇总.可在ABR上进行人工设定启用汇总.类型3的LSA可以在整个AS内进行洪泛
LSA类型4(summary LSA),如下图:
类型4的LSA只使用在area里存在ASBR的时候,类型4的LSA鉴别ASBR和提供到达ASBR的路由.类型4的LSA只包含了ASBR的RID信息.类型4的LSA由ABR生成,并在整个AS里进行洪泛
LSA类型5(external LSA),如下图:
类型5的LSA描述了到达外部AS的路由,由ASBR生成并在整个AS内洪泛
Interpreting the OSPF LSDB and Routing Table
使用show ip ospf database来查看OSPF的LSDB信息
一些route designator如下:
1.O:代表OSPF area内(intra-area)路由,为router LSA
2.O IA:在一个AS里的area之间(inter-area)的路由,为summary LSA
3.O E1/O E2:AS外路由,为external LSA
SPF算法根据LSDB运算出SPF树来决定最佳路径,步骤如下:
1.所有在各自的area里的路由器计算出最佳路径并放进路由表里,为LSA类型1和类型
2.用O来标记
2.area之间的路由器计算出最佳路径,这些最佳路径是area间路由条目,或LSA类型3和LSA类型4.用O IA来标记
3.所有的除了stub area的路由器计算出到达外部AS的最佳路径(LSA类型5),标记为O E1或O E2
O E1和O E2的区别为是到达外部网络,前者要加内部cost,后者不加,如下图:
一般只有一个ASBR宣告到达外部AS的外部路由的时候,就使用O E2(O E2为默认类型);假如有多个ASBR宣告一条到达同一个外部AS的外部路由的时候,就应该使用O E2
OSPF路由协议综述及其配置(5)
Changing the Cost Metric
默认情况下,Cisco根据100Mbps/bandwidth来计算metric,比如64Kbps链路的metric约为1562,T1的为64,100Mbps 的链路为1.当链路速率大于100Mbps的时候,应该在OSPF进程下使用如下命令:
RouterA(config-router)#auto-cost reference-bandwidth
在接口自定义cost的命令如下:
RouterA(config-if)#ip ospf cost [value]
这条命令将使得超越默认的cost计算,具有更高的优先权.value范围为1到65535.值越低,就越优先采用该接口OSPF Route Summarization Concepts
OSPF路由汇总可以减少路由表条目,减少类型3和类型5的LSA的洪泛,节约带宽资源和减轻路由器CPU负载,还能够
对拓扑的变化本地化
OSPF路由汇总的两种类型如下:
1.inter-area(IA) route summarization:发生在ABR上
2.external route summarization:发生在ASBR上
Configuring Route Summarization
因为OSPF是基于无类的路由协议,它不会进行自动汇总.手动在ABR上做IA route summarization的命令如下: Router(config-router)#area [area-id] range [address] [mask]
在ASBR上做external route summarization的命令如下:
Router(config-router)#summary-address [address] [mask] [not-advertise] [tag tag]
如下图就是一个ASBR上的external route summarization的例子:
R1(config-router)#network 172.16.64.1 0.0.0.0 area 1
R1(config-router)#summary-address 172.16.32.0 255.255.224.0
Default Routes in OSPF
OSPF路由器默认不会产生默认路由到一般性的area里,但是可以通过相关命令启用默认路由.默认路由作为LSA
类型5出现在LSDB中
创建OSPF默认路由的命令如下:
Router(config-router)#default-information originate [always] [metric value] [metric-type type-value] [route-map map-name]
参数always是不管路由表里是否存在默认路由,都会宣告一条默认路由0.0.0.0
metric value是指定默认路由的metric,默认为10
type-value可以为1或者2.1为O E1,2为O E2,默认是2
route-map map-name是假如满足route map的话就产生默认路由
实例如下图:
R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#netw 10.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R1(config-router)#default-information originate metric 10
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#netw 10.2.1.1 0.0.0.0 area 0
R2(config-router)#default-information originate metric 100
Types of OSPF Areas
一些OSPF area的类型如下:
1.standard area:接收链路更新,路由汇总和外部路由
2.backbone area(transit area):标记为area 0,拥有standard area的一切属性
3.stub area:不可以包含ASBR.不接收外部路由信息(LSA类型5),假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是可以减少路由表的条目.stub area没有虚链路(virtual link)穿越它们
4.totally stubby area:Cisco私有,不接收外部路由信息和路由汇总信息(LSA类型3,4和5).不可以包含ASBR.假如要到达外部AS的话就使用标记为0.0.0.0的默认路由.好处是最小化路由表条目
5.not-so-stubby area(NSSA):NSSA是OSPF RFC的补遗.定义了非凡的LSA类型7.提供类似stub area和totally stubby area的优点,可以包含的有ASBR
Stub Area Configuration
stub area的配置命令如下:
RouterA(config-router)#area [area-id] stub
所有在stub area里的路由器必须都使用stub命令,例子如下图:
R3(config)#router ospf 100
R3(config-router)#netw 192.168.14.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)#netw 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2
R3(config-router)#area 2 stub
R4(config)#router ospf 10
R4(config-router)#netw 192.168.15.0 0.0.0.255 area 2
R4(config-router)#area 2 stub
如上是把area 2配置为stub area,R3做为ABR自动向area 2(stub area)宣告一条metric为1的默认路由0.0.0.0 Totally Stubby Area Configuration
totally stubby area的配置命令如下:
RouterA(config-router)#area [area-id] stub no-summary
ABR默认宣告一条metric为1的默认路由到totally stubby area,修改这个metric的命令如下:
RouterA(config-router)# area [area-id] default-cost [cost]
配置实例如下图:
R3(config)#router ospf 100
R3(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R3(config-router)#area 1 stub
R4(config)#router ospf 50
R4(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R4(config-router)#netw 130.135.0.0 0.0.255.255 area 0
R4(config-router)#area 1 stub no-summary
R4(config-router)#area 1 default-cost 10
R4(config)#router ospf 50
R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R2(config-router)#netw 130.135.0.0 0.0.255.255 area 0
R2(config-router)#area 1 stub no-summary
R2(config-router)#area 1 default-cost 5
如上,默认路由将选用R2上的,因为R2的metric更低
Not-So-Stubby Areas
之前说过stub area和totally stub area不可以包含的有ASBR,但是假如你想使用ASBR,又想使其具有stub area 和totally stub area的优点(减少路由表条目)的话,就可以采用NSSA,如下图:
RIP经过再发布(redistribution)到NSSA以后,NSSA的ASBR将产生只存在于NSSA中的LSA类型7,然后ABR将LSA
类型7转换成LSA类型5
NSSA的配置命令为在OSPF进程下使用area [area-id] nssa,所有位于NSSA里的路由器都要使用这条命令.如下图是配置实例:
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#summary-address 150.150.0.0 255.255.0.0
R2(config-router)#netw 130.130.20.0 0.0.0.255 area 1
R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 0
R2(config-router)#area 1 nssa default-information-originate
使用default-information-originate参数创建一条area 0到NSSA的默认路由.并且类型5的LSA将不会进入NSSA(类似stub area)
R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#redistribute rip subnets
R1(config-router)#default metric 150
R1(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R1(config-router)#area 1 nssa
还可以将NSSA配置成具有totally-stub的特性,如下:
R1(config)#router ospf 100
R1(config-router)#redistribute rip subnets
R1(config-router)#default metric 150
R1(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 1
R1(config-router)#area 1 nssa
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#summary-address 150.150.0.0 255.255.0.0
R2(config-router)#netw 130.130.20.0 0.0.0.255 area 1
R2(config-router)#netw 130.130.0.0 0.0.255.255 area 0
R2(config-router)#area 1 nssa no-summary
这样类型3,4和5的LSA将不会进入NSSA,no-summary参数只应用在ABR上就可以了,NSSA里的其他路由器只需使用area 1 nssa
The show Commands for Stub and NSSA
一些验证性命令如下:
show ip ospf:显示area类型
show ip ospf database:显示LSA类型7
show ip ospf database nssa-external:显示LSDB中每条类型7的LSA的信息
show ip route:显示标记为O N1/N2的NSSA路由条目(默认为O N2)
Defining an OSPF Virtual Link
在OSPF里所有的area都要和area 0相连,但是假如某个区域没有和area 0相连的话,就可以采用虚链路来连接它们,如下图:
虚链路一般是做为备份连接或者是临时连接
虚链路的配置命令如下:
Router(config-router)#area [area-id] virtual-link [RID]
一些其他可选参数如下:
authentication [message-digestnull]:指定验证方式为MD5加密还是明文口令hello-intervals [second]:定义hello包发送时间间隔,默认为10秒
配置实例如下图:
R2(config)#router ospf 100
R2(config-router)#netw 10.3.0.0 0.0.0.255 area 1
R2(config-router)#netw 10.7.0.0 0.0.0.255 area 3
R2(config-router)#area 1 virtual-link 10.3.10.5
注重上面的RID,是指定虚链路中对方的RID,R1的配置如下:
R1(config)#router ospf 200
R1(config-router)#netw 10.2.3.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#netw 10.3.2.0 0.0.0.255 area 1
R1(config-router)#area 1 virtual-link 10.7.20.123
注重area-id都为area 1,因为area 1做为虚链路的transit area
使用show ip ospf virtual-links命令验证虚链路的配置
一、实验拓扑 和上个实验《使用BFD备份静态路由》的拓扑一样，编址一样。 二、基础配置 R1的基础配置 # sysname AR1 # interface Vlanif1 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 # interface GigabitEthernet0/0/0 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0 ospf cost 5 # interface GigabitEthernet0/0/1 ip address 102.1.1.1 255.255.255.0 # interface LoopBack0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255 # bgp 100
network 12.1.1.2 0.0.0.0 network 102.1.1.2 0.0.0.0 # 三、观查现况（未使能BFD） 在PC上发50个ping包，并同时中断HUB2 和HUB3之间的链路，观察OSPF和BGP的收敛，及PC的丢包 PC>ping 192.168.20.20 -c 50 Ping 192.168.20.20: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break From 192.168.20.20: bytes=32 seq=1 ttl=126 time=16 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=2 ttl=126 time=16 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=3 ttl=126 time=16 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=4 ttl=126 time=31 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=5 ttl=126 time=16 ms Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! From 192.168.20.20: bytes=32 seq=25 ttl=126 time=15 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=26 ttl=126 time=15 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=27 ttl=126 time=31 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=28 ttl=126 time=16 ms --- 192.168.20.20 ping statistics --- 28 packet(s) transmitted 9 packet(s) received 67.86% packet loss round-trip min/avg/max = 15/19/31 ms
动态路由协议：RIP 与OSPF 1. 动态路由特点：减少管理任务、增加网络带宽。 2. 动态路由协议概述：路由器之间用来交换信息的语言。 3. 度量值：带宽、跳数、负载、时延、可靠性、成本。 4. 收敛：使所有路由表都达到一致状态的过程 动态路由分类： 自治系统（AS ） 内部网关协议（EIGRP 、RIP 、OSPF 、IGP ） 外部网关协议（EGP ） 按照路由执行的算法分类： 距离矢量路由协议（RIP ） 链路状态路由协议（OSPF ） 两种结合（EIFRP ） RIP ： RIP 是距离矢量路由协议。 RIP 基本概念：定期更新（30秒）、邻居、广播更新、全路由表更新 RIP 最大跳数为15跳，16跳为不可达 RIP 使用水平分割，防止路由环路：从一个接口学习到的路由信息，不再从这个接口发出去 RIPv1：有类路由、RIPv2：无类路由 OSPF ： OSPF 是链路状态路由协议。 Router ID 是OSPF 区域内唯一标识路由器的IP 地址。 Router ID 选取规则：先选取路由器lookback 接口上最高的IP 地址，如果没有lookback 接口，就选取物理接口上的最高IP 地址。也可以使用Router-id 命令手动指定。 OSPF 有三张表：邻接关系表、链路状态数据库、路由表》》首先建立邻接关系，然后建立链路数据库，最后通过SPF 算法算出最短路径树，最终形成路由表 OSPF 的度量值为COST （代价）：COST=10^8/BW 接口类型 代价（108/BW ） Fast Ethernet 1 Ethernet 10 56K 1785 OSPF 和RIP 的比较： OSPF RIP v1 RIP v2 链路状态路由协议 距离矢量路由协议 没有跳数的限制 RIP 的15跳限制，超过15跳的路由被认为不可 达 支持可变长子网掩码 （VLSM ） 不支持可变长子网掩码（VLSM ） 支持可变长子网掩码（VLSM ） 收敛速度快 收敛速度慢 使用组播发送链路状态更新，在链路状态变化时使用触发更新，提高了带宽的利 周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网中应用将产生很大问题
实训9 路由器动态路由协议OSPF 多区域的配置（1） 实验目的： 掌握多区域OSPF配置技术 实训技术原理： OSPF开放式最短路径优先协议，是目前网络中应用最广泛的路由协议之一。 (1)自治系统（Autonomous System） 一组使用相同路由协议交换路由信息的路由器，缩写为AS。 (2) 骨干区域（Backbone Area） OSPF 划分区域之后，并非所有的区域都是平等的关系。其中有一个区域是与众不同的，它的区域号（Area ID）是0，通常被称为骨干区域。骨干区域负责区域之间的路由，非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发。对此，OSPF 有两个规定：1，所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通；2，骨干区域自身也必须保持连通。但在实际应用中，可能会因为各方面条件的限制，无法满足这个要求。这时可以通过配置OSPF 虚连接（Virtual Link）予以解决。 (3) 虚连接（Virtual Link） 虚连接是指在两台ABR 之间通过一个非骨干区域而建立的一条逻辑上的连接通道。它的两端必须是ABR，而且必须在两端同时配置方可生效。为虚连接两端提供一条非骨干区域内部路由的区域称为传输区（Transit Area）。 (4)区域边界路由器ABR（Area Border Router） 该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域。ABR 用来连接骨干区域和非骨干区域，它与骨干区域之间既可以是物理连接，也可以是逻辑上的连接。 实验内容： 构建OSPF多区域连接到骨干区域上 实验拓扑： 中所有的路由器都运行OSPF，并将整个自治系统划分为3 个区域。其中Router A 和Router B 作为ABR 来转发区域之间的路由。配置完成后，每台路由器都应学到AS 内的到所有网段的路由。
课程名称实验 成绩 实验名称动态路由OSPF配置 学号姓名班级日期 实验目的： 1.掌握OSPF中Router ID的配置方法 2.掌握OSPF的配置方法 3.理解多路访问网络中的DR或BDR选举 4.掌握OSPF路由优先级的修改方法 实验平台： ENSP 一、实验任务 能够完善的配置各个路由器上的OSPF，配置Router ID，然后通过更改路由器的优先级，设置R1的GigabitEthernet0/0/0接口为DR，更改路由器接口的优先级，设置R1的GigabitEthernet0/0/1接口为BDR 二、网络规划 按照实验图示配置路由器的网段 R1的router id为1.1.1.1 R2的router id为2.2.2.2 R3的router id为3.3.3.3 修改R1的 GigabitEthernet0/0/0优先级为255 三、网络结构图如下所示 配置思路：
------------------------------------------------------------------------------ Routing Tables: Public Destinations : 10 Routes : 10 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 10.0.1.0/24 OSPF 10 2 D 10.0.23.2 GigabitEthernet 0/0/2 10.0.2.0/24 Direct 0 0 D 10.0.2.254 Ethernet0/0/0 10.0.2.254/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Ethernet0/0/0 10.0.12.0/24 OSPF 10 2 D 10.0.23.2 GigabitEthernet 0/0/2 10.0.13.0/24 Direct 0 0 D 10.0.13.3 GigabitEthernet 0/0/1 10.0.13.3/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet 0/0/1 10.0.23.0/24 Direct 0 0 D 10.0.23.3 GigabitEthernet 0/0/2 10.0.23.3/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet 0/0/2 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0 127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0 9，当退出ensp时，点击保存。
实验二动态路由协议RIP、OSPF配置 一、实验目的 (1)掌握RIP、OSPF协议的配置方法 (2)掌握查看RIP、OSPF协议产生的路由 (3)熟悉广域网电缆的连接方式 二、实验内容: （一）动态路由协议RIP配置-三层交换机 1绘制拓扑图 2配置PC的IP、掩码、网关 分别：PC1 192.168.1.2 255.255.255.0 192.168.1.1 PC2 192.168.2.2 255.255.255.0 192.168.2.1 3.三层交换机配置 （1）划分VLAN，将接口划分到对应的VLAN中 （2）配置每个虚接口（VLAN）的IP （3）配置RIP 4 R1上的配置 （1）配置配置两个接口的IP和串口时钟 （2）配置RIP协议：发布直连路由 5.R2上的配置 （1）配置配置两个接口的IP （2）配置RIP协议：发布直连路由 6测试 1、分别在R1R2上查看路由表 2、在PC1中ping PC2 三、实验步骤 1绘制拓扑图 2配置PC的IP、掩码、网关 分别：PC1 192.168.1.2 255.255.255.0 192.168.1.1 PC2 192.168.2.2 255.255.255.0 192.168.2.1
3.三层交换机配置 （1）划分VLAN，将接口划分到对应的VLAN中（2）配置每个虚接口（VLAN）的IP （3）配置RIP (3)配置RIP协议：发布直连路由 4 R1上的配置 （1）配置配置两个接口的IP和串口时钟 （2）配置RIP协议：发布直连路由
5.R2上的配置 （1）配置配置两个接口的IP （2）配置RIP协议：发布直连路由
海南大学信息科学技术学院实验报告 实验课程： 计算机网络 实验名称：动态路由协议RIP与OSPF的配置 学号：20151681310139 姓名：李新宇班级：电子信息类05班 一、实验目的 1、熟悉CISCO IOS和CLI命令模式的使用； 2、了解和掌握路由器基本配置命令的使用； 3、掌握动态路由协议的配置； 4、掌握VLAN中路由器的设置； 3.掌握RIP与OSPF路由协议及其配置。 二、实验设备与环境 Windows 2000 Server/Advance Server主机局域网、CISCO Catalyst 2950交换机和2600系列路由器，Cisco Packet Tracer 7.0软件。 三、实验内容 3.1 课内实验任务 （2）实验过程 0）创建拓扑图 评定成绩指导教师
1）采用配置PC1和PC2的IP地址和子网掩码。 2）连接到路由器Router3，配置路由器的RIP，命令如下： Router>enable Router#conf terminal Router(config)#hostname R3 R3(config)#interface FastEthernet 0/0 R3(config-if)#ip address 11.0.0.1 255.255.255.0 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#interface FastEthernet 0/1 R3(config-if)#ip address 12.0.0.1 255.255.255.0 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#interface serial 0 R3(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.255.255.0 R3(config-if)#bandwidth 128 //设置链路带宽为128kbit/s R3(config-if)#clock rate 64000 //设置DCE设备的时钟速率 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#exit -------------设置路由器R3的RIP -------------------------------------- R3(config)#router rip //设置RIP R3(config-router)#network 10.0.0.0 //设置接口S0连接的网络地址 R3(config-router)#network 11.0.0.0//设置接口E0连接的网络地址 R3(config-router)#network 12.0.0.0 //设置接口E1连接的网络地址 R3(config-router)#end R3(config)#router rip//设置RIP R3(config-router)#network 10.0.0.0//设置接口S0连接的网络地址 R3(config-router)#network 11.0.0.0//设置接口E0连接的网络地址 R3(config-router)#network 12.0.0.0//设置接口E1连接的网络地址 R3(config-router)#end R3# %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console 4）按照步骤（3）分别完成对路由器R1、R2、R4的接口配置。 //配置过程不再列出 5）按照步骤（3）分别完成对路由器R1、R2、R4的RIP配置。 R1(config)#router rip //设置路由器R1的RIP R1(config-router)#network 11.0.0.0 R1(config-router)#end R1(config)#router rip //设置路由器R1的RIP R1(config-router)#network 11.0.0.0 R1(config-router)#end
OSPF动态路由协议的原理与特点介绍 引言 根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。 路由协议（Routing Protocol）：用于路由器动态寻找网络最佳路径，保证所有路由器拥有相同的路由表，一般路由协议决定数据包在网络上的行走路径。这类协议的例子有OSPF,RIP等路由协议，通过提供共享路由选择信息的机制来支持被动路由协议。路由选择协议消息在路由器之间传送。路由选择协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择表。 1 路由和路由协议 顾名思义，动态路由协议是一些动态生成（或学习到）路由信息的协议。在计算机网络互联技术领域，我们可以把路由定义如下，路由是指导IP报文发送的一些路径信息。动态路由协议是网络设备如路由器（Router）学习网络中路由信息的方法之一，这些协议使路由器能动态地随着网络拓扑中产生（如某些路径的失效或新路由的产生等）的变化，更新其保存的路由表，使网络中的路由器在较短的时间内，无需网络管理员介入自动地维持一致的路由信息，使整个网络达到路由收敛状态，从而保持网络的快速收敛和高可用性。 路由器学习路由信息、生成并维护路由表的方法包括直连路由（Direct）、静态路由（Static）和动态路由（Dynamic）。直连路由是由链路层协议发现的，一般指去往路由器的接口地址所在网段的路径，该路径信息不需要网络管理员维护，也不需要路由器通过某种算法进行计算获得，只要该接口处于活动状态（Active），路由器就会把通向该网段的路由信息填写到路由表中去，直连路由无法使路由器获取与其不直接相连的路由信息。 2 动态路由协议的分类 按照区域（指自治系统），动态路由协议可分为内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol）
实验5 动态路由协议RIP与OSPF的配置 实验学时：2 一、实验目的 1、熟悉CISCO IOS和CLI命令模式的使用； 2、了解和掌握路由器基本配置命令的使用； 3、掌握动态路由协议的配置； 4、掌握VLAN中路由器的设置； 3.掌握RIP与OSPF路由协议及其配置。 二、实验设备与环境 Windows 2000 Server/Advance Server主机局域网、CISCO Catalyst 2950交换机和2600系列路由器，Cisco Packet Tracer 7.0软件。 三、预备知识 3.1动态路由配置 两个重要的命令用于配置动态路由：router和network。Router命令启动一个路由选择进程，格式：router(config)#router protocol [keywork]，network命令是每个IP路由选择进程所需要的。 router(config-router)#network network-number 参数如下表： 3.2 RIP协议配置 RIP的关键特点如下： ·它是一个距离矢量路由选择协议； ·选用跳计数作为路由选择的度量标准； ·跳计数允许的最大值是15； 缺省情况下，路由选择的更新数据每30秒种广播一次。第一版本不支持子网划分，如使用子网划分应使用第二版本（命令：version 2）。 router rip命令选择RIP作为路由协议： Router(config)#router rip network命令指定基于NIC网络号码，选择直连的网络： Router(config-router)#network network-number 路由选择进程将接口与适合的地址相关联，并且开始在规定的网络上处理数据包。
RIP(Routing Information Protocols)路由信息协议 OSPF(Open Shortest Path First)开放式路径优先 EIGRP:（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）―――――――――――――――加强型内部网关路由协议 静态路由：静态路由只适用于小型网络或小型转中型网络中只有较小范围的扩充中。需要手工输入，手工管理，管理开销对于动态路由来说是一个大大的负担。 优点：带宽优良，安全性好。 动态路由协议：网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新和维护路由表的过程，是基于某种路由协议实现的。 种类：距离向量路由协议和链路状态路由协议。 特点：减少管理任务，占用网络宽带 RIP：RIP是使用最广泛的距离向量路由协议。RIP是为小型网络环境设计的，因为这类协议的路由学习及路由更新将产生较大的流量，占用过多的带宽。为了避免路由环路，RIP 采用水平分割、毒性逆转、定义最大跳数、闪式更新、抑制计时5 个机制来避免路由环路。水平分割是一个规则，用来防止路由环路的产生，这里的规则指的是从一个接口上学习到的路由信息，不再从这个接口发送出去。 RIP 协议分为版本1 和版本2。不论是版本1 或版本2，都具备下面的特征： 1. 是距离向量路由协议； 2. 使用跳数（Hop Count）作为度量值； 3．默认路由更新周期为30 秒； 4. 管理距离（AD）为120； 5. 支持触发更新； 6. 最大跳数为15 跳； 7. 支持等价路径,默认4 条,最大6 条； 8. 使用UDP520 端口进行路由更新。 RIPv1 和RIPv2 的区别如表： RIPv1 和RIPv2 的区别 RIPv1 RIPv2 在路由更新的过程中不携带子网信息在路由更新的过程中携带子网信息 不提供认证提供明文和MD5 认证 不支持VLSM 和CIDR 支持VLSM 和CIDR 采用广播（255.255.255.255）更新采用组播（224.0.0.9）更新 有类别（Classful）路由协议无类别（Classless）路由协议 经过一系列路由更新，网络中的每个路由器都具有一张完整的路由表的过程，称为收敛。OSPF作为一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在同一个自治域（AS）中的路由器之间发布路由信息。区别于距离矢量协议(RIP)，OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。现广为使用的是OSPF第二版，最新标准为RFC2328
OSPDF动态路由协议的应用 一．实验目的 1．掌握OSPF动态路由协议的原理和配置方法 2．掌握通过OSPF动态路由方式实现网络的连通 二．实验描述 实验原理如图所示，三层交换机a的f1口连接192.168.10.0/24网段。F2口连接192.168.22.0/24网段。F3接口和路由其f1接口通过192.168.13.0/24网段相连。路由器b的f0接口连接192.168.8.0/24网段。通过配置OSPF协议，保证全网路由。 三．实验内容 1.根据实验原理图，划出世界设备的实际网路拓扑连接图，注明设备型号，编号及连 线时所用的端口 2.用show命令查看三层交换机的版本信息并大致记录 3.设计网路中各设备接口的ip地址和主机的网络参数。配置主机网络参数，按实际里 连接图连接好各设备。 4.配置三层交换机a的f1f2的三层接口以及f3端口所在的Vlan的SVI接口。用show 命令查看ip地址的设置情况并记录。
5.配置路由器b中的f0和f1接口的ip地址，用show命令查看端口的摘要信息并记录
6.全网配置OSPF协议，用show命令查看三层交换机和路由器的路由信息并记录 7.用三台主机互ping，查看并记录结果。
8. 9.配置三层交换机Loopback地址为100.10.1.1，路由器Loopback地址为192.168.1.1， 请用相关命令查看此时三层交换机和路由器的Router ID,观察Loopback地址的生效情况，并解释原因。 10.将192.168.8.0／24网段改至Area2，其他胡网络拓扑和配置不变，用PC1ping PC3,查看结果并说明原因。 11.针对第九步胡问题，请设计方案并完成配置，实现全网路由。 四．实验总结 1．本实验的收获 通过这次实验明白了ospf动态路由协议的一些配置和应用，把书上的内容进行了 实践。并且把前面实验的一些东西复习了一下。 2．目前还存在的疑虑及设想。 3．还是要多多上机练习才能把配置搞好。
学生毕业论文题目简述OSPF动态路由协议 作者姓名 *** 系别 *** 专业计算机应用技术 班级 *** 指导教师 *** 完成日期 **** 年 **月 ** 日
简述OSPF动态路由协议 摘要： 本文主要介绍了OSPF协议基本特点、链路状态算法的路由计算过程、OSPF基本概念、OSPF协议的协议报文与状态变化、OSPF的路由计算过程和一个区域配置OSPF的相关步骤。通过本文介绍可以了解OSPF的相关原理、OSPF运行的步骤及配置OSPF的相关命令。 OSPF是一种基于开放标准的链路状态型路由选择协议。OSPF是一种强壮的、可扩展的路由选择协议，适用于今天的异构网络。 OSPF的良好扩展能力是通过体系化设计而获得的。可以将一个OSPF网络规划分成多个区域，它们允许进行全面的路由更新控制。通过在一个恰当设计的网络中定义区域，可以减少路由额外开销并提高系统性能。 关键词：开放最短路径优先指定路由器备用指定路由器路由ID 1 引言 随着Internet技术在全球范围的飞速发展，世界各地的个人和企业单位都纷纷接入到这个世界上最大的计算机网络中。接入到Internet的自治系统有大有小，小型自治系统因其网络结构简单往往采用静态路由技术即可完成自治系统内的路由寻址，然而大、中型自治系统的网络拓扑结构往往更加复杂，采用依靠人工分配的静态路由技术存在很大的困难，因此根据合理的路由寻址算法设计的动态路由技术随之诞生，而OSPF动态路由技术因其功能强大、可拓展性强和网络性能优越在动态路由技术中格外优秀，被广泛应用于各大、中型自治系统中。 2 OSPF的基本特点及链路状态算法基本过程 2.1 OSPF基本特点如下： 2.1.1支持无类域内路由（CIDR）： OSPF是专门为TCP/IP环境开发的路由协议，显式支持无类域内路由（CIDR）和可变长子网掩码（VLSM）。 2.1.2无路由自环： 由于路由的计算基于详细链路状态信息（网络拓扑信息），因此OSPF计算的路由无自环。 2.1.3收敛速度快： 触发式更新，一旦拓扑结构发生变化，新的链路状态信息立刻泛洪，对拓扑变化敏感。 2.1.4使用IP组播收发协议数据： OSPF路由器使用组播和单播收发协议数据，因此占用的网络流量很小。 2.1.5支持多条等值路由： 当到达目的地的等开销路径有多条时，流量被均衡地分担在这些等开销路径上。 2.1.6支持协议报文的认证： OSPF路由器之间交换的所有报文都被验证。 2.2 OSPF的链路状态算法：
实验8：开放式最短路径优先路由协议O SPF 配置 一、实验目的 1、练习OSPF 动态路由协议的基本配置； 2、掌握了解OSPF 路由协议原理 二、实验环境 packet tracer 5.0 三、OSPF 协议介绍 OSPF(Open Shortest Path First 开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol, 简称IGP) ，用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。与RIP 相对，OSPF 是链路状态路由协议，而RIP 是距离向量路由协议 OSPF 的主要特性如下： 适应范围——支持各种规模的网络，最多可支持几千台路由器。 快速收敛——在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化 在自治系统中同步。 无自环——OSPF 根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法上本身保证了不会生成自环路由。 OSPF 把一个大型网络分割成多个小型网络的能力被称为分层路由，这些被 分割出来的小型网络就称为“区域”(Area)。由于区域内部路由器仅与同区域的路由器交换LSA （链路状态广播）信息，这样LSA 报文数量及链路状态信息库表项都会极大减少，SPF （Shortest Path First 最短路径优先算法）计算速度因此得到提高。多区域的OSPF 必须存在一个主干区域，主干区域负责收集非主干区域发出的汇总路由信息，并将这些信息返还给到各区域。 OSPF 区域不能随意划分，应该合理地选择区域边界，使不同区域之间的通 信量最小。但在实际应用中区域的划分往往并不是根据通信模式而是根据地理或政治因素来完成的。 在OSPF 多区域网络中，路由器可以按不同的需要同时成为以下四种路由器中的几种： 1. 内部路由器:所有端口在同一区域的路由器，维护一个链路状态数据库。 2. 主干路由器：具有连接主干区域端口的路由器。 3. 区域边界路由器(ABR): 具有连接多区域端口的路由器，一般作为一个区域的出口。ABR 为每一个所连接的区域建立链路状态数据库，负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域，而主干区域上的ABR 则负责将这些信息发送到各个区域。 4. 自治域系统边界路由器(ASBR): 至少拥有一个连接外部自治域网络（如非OSPF 的网络）端口的路由器，负 责将非OSPF 网络信息传入OSPF 网络。 四、实验步骤：
根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。 协议 RIP（Routing Information Protocol ）路由信息协议：是在一个AS系统中使用地内部路由选择协议，是基于距离向量路由选择的协议。RIP有两个版本：RIPv1和RIPv2，它们均基于经典的距离向量路由算法，最大跳数为15跳。 RIP的算法简单，但在路径较多时收敛速度慢，广播路由信息时占用的带宽资源较多，它适用于网络拓扑结构相对简单且数据链路故障率极低的小型网络中，在大型网络中，一般不使用RIP。 RIP使用UDP数据包更新路由信息。路由器每隔30s更新一次路由信息，如果在180s内没有收到相邻路由器的回应，则认为去往该路由器的路由不可用，该路由器不可到达。如果在240s后仍未收到该路由器的应答，则把有关该路由器的路由信息从路由表中删除。 RIP具有以下特点： 不同厂商的路由器可以通过RIP互联； 配置简单； 适用于小型网络（小于15跳）； RIPv1不支持VLSM； 需消耗广域网带宽； 需消耗CPU、内存资源。 协议 OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）协议：采用链路状态路由选择技术，开放最短路径优先算法。路由器互相发送直接相连的链路信息和它拥有的到其它路由器的链路信息。每个OSPF 路由器维护相同自治系统拓扑结构的数据库。从这个数据库里，构造出最短路径树来计算出路由表。当拓扑结构发生变化时，OSPF 能迅速重新计算出路径，而只产生少量的路由协议流量。 主要优点： 收敛速度快；没有跳数限制； 支持服务类型选路 提供负载均衡和身份认证