OSPF路由协议单区域概念及配置
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任务8 配置单区域的OSPF协议一、【技术原理】1、OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一种基于链路状态的内部网关路由协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)。
能对网络的变化作出快速的响应。
它是在网络变化时以触发的方式进行更新的,同时也定期(30分钟)更新整个链路状态。
2、当OSPF检测到网络发生变化时,产生链路状态通告(Link State Advertisement,LSA),LSA用组播的方式扩散到所有的邻近路由器,邻近路由器收到LSA后,用它来更新自己的链路状态数据库(Link State Database,LSDB),同时还把LSA扩散到别地路由器。
这样LSA被所有的路由器所接受,并且用来更新链路状态数据库。
3、利用链路状态数据库,路由器运行Diskjtra的最短路径(Shortest Path First,SPF)算法,在该区域中形成到所有目的的最短路径树,从这个最短路径树中形成了IP路由表。
在网络中发生的任何改变将会被链路状态分组扩散出去,同时使路由器利用这些新信息,重新计算最短路径树。
二、【任务描述】现在有两个公司,一个公司在北京,另一个公司在广州。
两个公司分别有一个局域网,分别通过一台路由器接入广域网(因特网),且两个公司的网络之间可能存在多条可达的路由。
现要在路由器上配置OSPF多区域路由协议,实现两个公司网络的互连。
三、【任务实现】1、规划拓扑结构2、参数配置过程OSPF配置的两个语句:□启动OSPF路由器协议进程。
语法:Router(config)#router ospf Process-ID说明:Process-ID为进程号,取值范围:1-65535□声明运行OSPF协议的路由器接口IP地址或子网地址。
语法:Router(config-router)#network A.B.C.D A.B.C.D area area-id说明:A.B.C.D为直连网段。
ospf单区域配置实验报告一、实验名称OSPF单区域基础配置。
二、实验目的掌握在路由器上配置OSPF单区域。
三、实验原理OSPF(OpFnShortFstPathFirst,开放式最短路径优先)协议,是现在网络中应用最广泛路由协议之一。
属于内部网关路由协议,能够适应多种模网络环境,是经典链路状态(link-statF)协议。
0SPF路由协议经过向全网扩散本设备链路状态信息,使网络中每台设备最终同时一个含有全网链路状态数据库,然后路由器采取SPF算法,以自己为根,计算抵达其她网络最短路径,最终形成全网路由信息。
OSPF属于无类路由协议,支持VLSM(变长子掩码)。
OSPF是以组播形式讲行铸路状态通告。
在大规模网络环境中,0SPF支持区域划分,将网络进行合理计划。
划分区域时必需存在area0(骨干区域)。
其她区域和骨干区域直接相连或经讨虚铸路方法连接。
四、实验功效实现网络互连互通、从而实现信息共享和传输。
五、实验设备S3350(1台)、R1762路电器(两台)、V35线缆(1相)、交叉线可吉连线(1条)。
六、实验结果在这次实验中,我掌握了在路由器上配置OSPF单区域,知道了OSPF 路由协议是经过向全网扩散本设备链路状态信息,使网络中每台设备最终同时一个含有全网链路状态数据库,然后路由器采取SPF算法,以自己为根,计算抵达其她网络最短路径,最终形成全网路由信息这个实验原理。
即使在刚开始做实验时候出现了很多问题,比如说路由器和交换机之间应该怎么连线,IP地址和缺省网关没有配置正确等等,造成实验不能成功。
但以后经过同学之间相互研究和讨论以及老师耐心解答,这些问题都一一处理了,最终把实验成功做出来了、实现网络互连互通、从而实现信息共享和传输。
1.实验目的1.掌握OSPF协议的基本原理和配置;2.熟悉DR的选举原理和配置;3.了解多区域OSPF的原理和配置;4.尝试根据协议原理设计实验过程;5.利用现有的链接完成图示的物理链接2.实验环境(软件条件、硬件条件等)3台MSR3040路由器、一台MSR5060路由器、3台S3610交换机、12台pc;3.实验原理与方法(架构图、流程图等)【OSPF协议】OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)[1]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。
OSPF路由协议是一种典型的链路状态(Link-state)的路由协议,一般用于同一个路由域内。
在这里,路由域是指一个自治系统(Autonomous System),即AS,它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
在这个AS中,所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库,该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息,OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。
作为一种链路状态的路由协议,OSPF将链路状态广播数据包LSA(Link State Advertisement)传送给在某一区域内的所有路由器,这一点与距离矢量路由协议不同。
运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。
【OSPF邻居关系】邻接关系建立的4个阶段:1.邻居发现阶段2.双向通信阶段:Hello报文都列出了对方的RID,则BC完成.3.数据库同步阶段:4.完全邻接阶段: full adjacency邻居关系的建立和维持都是靠Hello包完成的,在一般的网络类型中,Hello包是每经过1个HelloInterval发送一次,有1个例外:在NBMA网络中,路由器每经过一个PollInterval 周期发送Hello包给状态为down的邻居(其他类型的网络是不会把Hello包发送给状态为down的路由器的).Cisco路由器上PollInterval默认60s Hello Packet以组播的方式发送给224.0.0.5,在NBMA类型,点到多点和虚链路类型网络,以单播发送给邻居路由器。
OSPF概述及单区域OSPF原理摘要:OSPF(Open Shortest Path First,开放最短路径优先)协议是TCP/IP协议集中一个开放的、高性能的内部网关路由协议。
它是基于Dijkstra算法的链路状态型路由协议。
这种算法也称为最短路径优先(SPF)算法。
关键词:OSPF;网络;路由协议一、OSPF概述(一)OSPF特性OSPF协议是在大型、可扩展的网络上运行的路由协议,其特点如下:1.OSPF是自治系统内部使用的协议即内部网关协议,是基于链路状态算法的路由协议;2.使用VLSM可以有效地使用IP地址空间;3.OSPF使用组播地址发送链路状态更新;4.仅在路由发生变化时发送更新信息,而不是定期发送;5.路由收敛快——因为路由变化的信息被立即扩散而不是定期扩散,收到该信息的路由器同步地计算拓扑库;6.OSPF可以进行区域的划分,避免把链路状态更新信息向整个网络扩散,划分区域也有利于路由总结和过滤不必要的子网信息;7.OSPF支持明文及MD5两种认证方式;8.OSPF采用路径成本(Cost)值作为路径选择的依据。
(二)OSPF术语为了能够清楚地了解OSPF协议的运行过程,掌握OSPF协议的使用方法,先介绍有关OSPF协议的术语。
1.接口或链路:是指路由器与所接人的网络之间的一个连接。
可以是物理或逻辑接2.链路状态:用以描述路由器接口及其与邻居路由器的关系,这些描述包括诸如接口的P地址和掩码、接口连接的网络类型以及接口连接的网络上的其他路由器等。
所有链路状态信息构成链路状态数据库。
3.成本(Cost):也称为链路开销,用来描述从接口发送数据包所需要花费的代价,该值与接口的带宽成反比,带宽越大开销值越小。
4.邻居:在同一个网络上有接口的路由器。
5.Hello包:OSPF协议用来建立和维持邻居关系的数据包。
6.邻接:能够相互交换链路状态信息的路由器构成邻接关系。
7.邻接关系数据库:建立起双向通信的所有邻接的邻居的列表。
OSPF路由协议单区域概念及配置
知识1:OSPF概述
开放式最短路径优先协议(Open Shortest Path First,OSPF)是基于开放标准的发链路状态路由选择协议
1.OSPF是内部网关路由协议
内部网关路由协议(IGP):用于在单一自治系统(Autonomous System-AS)内决策路由
自制系统(AS):执行统一路由策略的一组网络设备的组合
2.OSPF区域
为了适应大型的网络,OSPF在AS内划分多个区域;一定要划分区域0(骨干区域),其他区域必须和区域0相连。
每个OSPF路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息
3.链路状态路由协议
OSPF是链路状态路由协议,链路状态路由协议中的路由器了解OSPF网络内的链路状态信息
链路状态路由协议中,直连的路由器之间建立邻接关系,互相“交流”链路信息,来“画”出完整的网络结构
知识2:Router ID
Router ID 是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址。
Router ID选取规则
▪∙∙首先,路由器选取它所有loopback接口上数值最高的IP地址
▪∙∙如果没有loopback接口,就在所有物理端口中选取一个数值最高的IP地址Router ID 不具备强占性,Router ID 只要选定就不会改变,即使是物理接口关闭,Router ID 也不会变,除非重启路由器或进程。
知识3:OSPF的工作过程
邻居列表
•列出每台路由器全部已经建立邻接关系的邻居路由器
链路状态数据库(LSDB)
•列出网络中其他路由器的信息,由此显示了全网的网络拓扑
路由表
•列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径
知识4:OSPF邻接关系
邻接关系的建立过程
建立邻接关系的条件
1、Area-id:两个路由器必须在共同的网段上,它们的端口必须属于该
网段上的同一个区,且属于同一个子网
2、验证(Authentication OSPF):同一区域路由器必须交换相同的验
证密码,才能成为邻居
3、Hello Interval和Dead Interval: OSPF协议需要两个邻居路由器
的这些时间间隔相同,否则就不能成为邻居路由器。
4、stub区域标记:两个路由器可以在Hello报文中通过协商Stub区域
的标记来成为邻居
知识5:OSPF的网络接口类型
路由器接口类型不同,在建立邻接关系的时候,OSPF路由器执行的操作也略有不同,所以定义了4种类型,如下
知识6:OSPF多址网络中的DR和BDR
一个网段上的其他路由器都和指定路由器(DR)构成邻接关系,而不是它们互相之间构成邻接关系
广播多址型网络选DR或BDR在2-way阶段,他们不具备强占性,要想成为DR 必须先成为BDR。
DR和BDR的选举
通过Hello报文选择DR和BDR来代表OSPF网段
通过组播发送Hello报文
具有最高OSPF优先级的路由器会被选为DR
如果OSPF优先级相同,则具有最高Router ID的路由器会被选为DR
其他的路由器(DRothers)只和DR及BDR路由器之间形成邻接关系每台路由器的每一个多点访问的接口都有一个路由器的优先级(Router Pri osrity),用一个8位的无符号整数来表示,范围是0—255,数值越大,优先级越高,默认优先级是1,可以通过命令ip ospf priority来更改,具有0优先级的路由器不能成为DR或BDR。
知识7:OSPF包类型
1.HELLO协议:
当路由器上启动OSPF进程时,每台路由器都会间隔一定的时间发送Hello包Hello包通过组播地址224.0.0.5发送
OSPF路由器使用Hello包发起建立邻接关系并监视这种关系的存在和消失
在广播网或者点对点网上,Hello的发送间隔是10秒;在NBMA网络上,Hello 的发送间隔是30秒
2.Hello报文用于发现和维护邻居关系,并保证邻居间的双向通信。
不同类型的网络种,Hello协议的工作方式如下:
多址网络:周期性的组播Hello包,允许邻居的动发现,尝试进行指定路由器DR/备份路由器BDR的选举。
点到多点型网络:发送Hello包给于直连的能通信的全部路由器。
DBD和LSR报文用于建立邻接关系。
LSU和LSAck报文用于实现OSPF可靠的更新机制。
知识8:OSPF的路由传播
整个OSPF的拓扑图可以描绘成一组互联的路由器或一组互联的节点。
为了使这些节点能够在这些逻辑的拓扑上完全的进行路由选择,每一个节点都必须拥有一个关于这个拓扑结构的相同的拓扑图,这个拓扑图就是拓扑数据库,也叫链路状态数据库。
这个数据库由路由器可以接收到的所有LSA组成。
在拓扑图中发生的一个变化将可以表示为一条或多条LSA的变化。
泛洪(Flooding)过程就是将这些变化或更新的LSA发送到整个网络中去,以保证每一个节点的数据库都可以更新。
泛洪过程将会使用到下面两种类型的OSPF报文
链路状态更新报文(Link State Updatapackets,类型4)
链路状态确认报文(Link State Acknowledgmentpackets,类型5)在点到点网络中,路由器以组播的方式将更新报文发送到组播地址(224.0.
0.5)。
在点到多点网络上,路由器是以单播方式将更新报文发送到邻接邻居的接口地址的。
在广播型的网络上,DRouthers路由器只能和DR和BDR路由器形成邻接关系,因此更新报文将发送到组播地址(224.0.0.6),相应,DR路由器也将以组播的方式发送包含LSA的更新包问道网络上和之建立邻接关系的路由器。
接着,所有的路由器将从他们所有其他的接口上泛洪LSA通告。
知识9:OSPF度量值
OSPF用来度量路径优劣的度量值称为Cost(代价),是指从该接口发送出去的数据报的出站口代价。
并用16位无符号的整数表示,范围在1--6
5535之间。
默认代价是,表示一个整数,BW是指再接口上配置的带宽,而是Cisco路由器使用的参考带宽。
接口的代价值可以通过命令 ip ospf Cost 来改变
知识10:OSPF路由协议的使用环境
1.OSPF的使用地方
网络的规模:网络中的路由器在10台以上;中等或大规模的网络
网络的拓扑结构:网络的拓扑结构为网状,并且任意两台路由器之间都有互通的需求
其它特殊的需求:要求路由变化时能够快速收敛,要求路由协议自身的网络开销尽量降低
对路由器自身的要求:运行OSPF协议时,对路由器的CPU的处理能力及内存的大小都有一定的要求,性能很低的路由器不推荐使用OSPF协议
2.OSPF的特点
可适应大规模网络
路由变化收敛速度快
无路由环
支持变长子网掩码VLSM
支持区域划分
支持以组播地址发送协议报
3.OSPF和RIP的比较
知识11:OSPF单区域介绍
1.区域ID
是通过一个32为的区域ID(Aera ID)来标识的。
2.相连的路由器接口
指的是连接到区域的路由器的接口。
一个路由器的接口属于且仅属于一个区域。
3.路由器链路状态通告列表
区域内的每台路由器产生的链路状态通告,他描述了连接到区域的路由器接口的状态。
4.网络链路状态通告列表
由DR/BDR产生的链路状态通告。
用于描述链接到该区域的路由器。
5.汇总链路状态通告列表
由ABR发起的链路状态通告。
用于描述区域间的或者达到AS外部的路径信息
6.最短路径树
每台路由器都会以自身作为树的根利用SPF算法来计算到达目的网络的最短路劲。
知识12:配置命令
∙∙∙∙ 配置loopback接口地址
Router(config)# interface loopback 0
Router(config-if)# ip address IP地址掩码
∙∙∙∙ 启动OSPF路由进程
Router(config)# router ospf 进程号
∙∙∙∙ 指定OSPF协议运行的接口和所在的区域
Router(config-router)# network 网络号反向掩码area区域号
∙∙∙∙ 修改接口的Cost值
Router(config-if)#ip ospf cost number
例如:
Router(config)#interface s0
Router(config-if)#ip ospf cost 1000
∙∙∙∙ 配置OSPF计时器
Router(config-if)#ip ospf hello-interval 时间(s) Router(config-if)#ip ospf dead-interval 时间(s) 例如:
Router(config)#interface e0
Router(config-if)#ip ospf hello-interval 5
Router(config-if)#ip ospf dead-interval 20
∙∙∙∙ 查看邻居列表
Router#show ip ospf neighbor
∙∙∙∙ 查看链路状态数据库
Router#show ip ospf database
∙∙∙∙ 查看路由表
Router#show ip route
查看OSPF的配置
Router#show ip ospf
∙∙∙∙ 查看OSPF接口数据结构
Router#show ip ospf interface 接口。