实验八 动态路由OSPF协议配置

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实验八 动态路由OSPF协议配置

一、实验目的

掌握OSPF协议的配置方法：

掌握查看通过动态路由协议OSPF学习产生的路由；

熟悉广域网线缆的链接方式；

二、实验设备

PC 2台；三层交换机3560 1台；路由器2621 2台；直连线；交叉线；DCE串口线

三、实验背景

假设校园网通过一台三层交换机连到校园网出口路由器上，路由器再和校园外的另一台路由器连接。现要做适当配置，实现校园网内部主机与校园网外部主机之间的相互通信。为了简化网管的管理维护工作，学校决定采用OSPF协议实现互通。

四、技术原理

OSPF开放式最短路径优先协议，是目前网路中应用最广泛的路由协议之一。属于内部网管路由协议，能够适应各种规模的网络环境，是典型的链路状态协议。OSPF路由协议通过向全网扩散本设备的链路状态信息，使网络中每台设备最终同步一个具有全网链路状态的数据库，然后路由器采用SPF算法，以自己为根，计算到达其他网络的最短路径，最终形成全网路由信息。

五、实验相关命令格式

（1）启用一个OSPF路由

命令格式： router ospf process-id #(也理解为进入路由器配置模式) Router(config)#router ospf ?

<1~65535> process ID

process-id #指定OSPF进程号，只在本地有效。

【举例】

routerA(config)#router ospf 10 #指定OSPF进程号为10

（2）将一个区域中几个网段定义成一个网络范围，。

[ no ] network network_id [wild mask ] area area_id [ advertise | notadvertise ]

【参数说明】

network_id和wild mask为网络号ID和反掩码，点分十进制格式。

area_id为区域号。

advertise和notadvertise指定是否将到这一网络范围路由的摘要信息广播出去。 no network 命令取消网络范围

【缺省情况】

系统缺省没有配置网络范围。

【命令模式】

OSPF协议配置模式

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一旦将某一网络的范围加入到区域中，到区域中所有落在这一范围内的IP地址的内部路由都不再被独立地广播到别的区域，而只是广播整个网络范围路由的摘要信息。引入网络范围和对该范围的限定，可以减少区域间路由信息的交流量。

【举例】

定义网络范围10.0.0.0 255.0.0.0加入到区域2中。

Router(config-if-Router)#network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 2

（3）启动或停止OSPF协议的运行

格式：router ospf enable

【缺省情况】

系统缺省不运行OSPF协议。

【命令模式】

全局配置模式

【使用指南】

使用此命令运行或终止OSPF协议。

【举例】

启动OSPF协议的运行。

Router(config)#router ospf enable

（4）显示OSPF 连接状态数据库信息

格式：show ip ospf database

【命令模式】

特权用户模式

【使用指南】

根据该命令的输出信息，可以查看OSPF 连接状态数据库信息，有助于用户进行故障诊断。

【举例】

Router(config)#show ip ospf database

（5）显示OSPF接口信息。

格式：show ip ospf interface interface-type interface-number

【参数说明】

interface-type为接口类型。

interface-number为接口编号。

【命令模式】

特权用户模式

【使用指南】

根据该命令输出信息，查看接口上OSPF的配置和运行情况，用户可以确认配置是否正确和进行OSPF故障诊断。

【举例】

Router(config)#show ip ospf interface serial 1

（6）显示OSPF路由表信息。

命令格式：show ip ospf routing

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特权用户模式

【使用指南】

该命令输出信息有助于用户进行OSPF故障诊断。

【举例】

Router(config)#show ip ospf routing

六、点到点链路上的单区域OSPF配置实验示例

1、实验拓扑图

OSPF实验拓扑图

2、操作步骤：

（1）在本实验中的三层交换机上划分VLAN10和VLAN20，其中VLAN10用于连接校园网主机，VLAN20用于连接R1。

（2）路由器之间通过V35电缆通过串口连接，DCE端连接在R1上，配置其时钟频率64000。

（3）主机和交换机通过直连线，主机与路由器通过交叉线连接。

（4）在S3560上配置OSPF路由协议。

（5）在路由器R1、R2上配置OSPF路由协议。

（6）将PC1、PC2主机默认网关设置为与直连网路设备接口IP地址。

（7）验证PC1、PC2主机之间可以互相同信；

3、各实验设备主要命令及注释

PC1

IP: 192.168.1.2

Submask: 255.255.255.0

Gateway: 192.168.1.1

PC2

IP: 192.168.2.2

Submask: 255.255.255.0

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Gateway: 192.168.2.1

S3560交换机命令

Switch>en

Switch#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Switch(config)#int fa0/10

Switch(config-if)#switchport access vlan 10

% Access VLAN does not exist. Creating vlan 10

Switch(config-if)#int fa0/20

Switch(config-if)#switchport access vlan 20

% Access VLAN does not exist. Creating vlan 20

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#int vlan 10

%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan10, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan10, changed state to up

Switch(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shut

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#int vlan 20

%LINK-5-CHANGED: Interface Vlan20, changed state to up

Switch(config-if)#

Switch(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0

Switch(config-if)#no shut

Switch(config-if)#exit

Switch(config)#end

Switch#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Switch(config)#router ospf 1 #启动OSPF进程

Switch(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 #在区域0声明网络

Switch(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0 #在区域0声明网络

Switch(config-router)#end

路由器R1命令：

Router>en

Router#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router(config)#hostname R1

R1(config)#int fa0/0

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R1(config-if)#ip address 192.168.3.2 255.255.255.0

R1(config-if)#no shut

%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up R1(config-if)#

R1(config-if)#exit

R1(config)#int serial 0/0 #进入串行口配置模式

R1(config-if)#clock rate 64000 #配置串口时钟频率

#仅在串行线一端配置时钟，另一边的串口不用配置时钟。

R1(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0

R1(config-if)#no shut

%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/0, changed state to down

R1(config-if)#

R1(config-if)#exit

R1(config)#router ospf 2

R1(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0

R1(config-router)#network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 0

R1(config-router)#end

路由器R2

Router>en

Router#conf t

Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.

Router(config)#hostname R2

R2(config)#int fa0/0

R2(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

R2(config-if)#no shut

%LINK-5-CHANGED: Interface FastEthernet0/0, changed state to up

%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface FastEthernet0/0, changed state to up R2(config-if)#int s

R2(config-if)#exit

R2(config)#int s

R2(config)#int serial 0/0

R2(config-if)#ip address 192.168.4.2 255.255.255.0

R2(config-if)#no shut

%LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/0, changed state to up

R2(config-if)#exit

R2(config)#router ospf 3

R2(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0

R2(config-router)#network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 0

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R2(config-router)#end

%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console

R2#show ip route #查看路由表

Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP

i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area

* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR

P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

O 192.168.1.0/24 [110/783] via 192.168.4.1, 00:00:51, Serial0/0

C 192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

O 192.168.3.0/24 [110/782] via 192.168.4.1, 00:00:51, Serial0/0

C 192.168.4.0/24 is directly connected, Serial0/0

R2#

R2#show ip ospf database #显示OSPF 连接状态数据库信息

OSPF Router with ID (192.168.4.2) (Process ID 3)

Router Link States (Area 0)

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count 192.168.3.1 192.168.3.1 283 0x80000003 0x0050d1 2

192.168.4.2 192.168.4.2 108 0x80000003 0x004935 3

192.168.4.1 192.168.4.1 108 0x80000004 0x00ca45 3

Net Link States (Area 0)

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum

192.168.3.1 192.168.3.1 283 0x80000001 0x00fd2d

R2#

R2#

R2#show ip ospf ?

<1-65535> Process ID number

border-routers Border and Boundary Router Information

database Database summary

interface Interface information

neighbor Neighbor list

<cr>

R2#show ip ospf int s0/0 ?

<cr>

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R2#show ip ospf int s0/0

Serial0/0 is up, line protocol is up

Internet address is 192.168.4.2/24, Area 0

Process ID 3, Router ID 192.168.4.2, Network Type POINT-TO-POINT, Cost: 781

Transmit Delay is 1 sec, State POINT-TO-POINT,

Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5

Hello due in 00:00:08

Index 2/2, flood queue length 0

Next 0x0(0)/0x0(0)

Last flood scan length is 1, maximum is 1

Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec

Neighbor Count is 1 , Adjacent neighbor count is 1

Adjacent with neighbor 192.168.4.1

Suppress hello for 0 neighbor(s)

更多OSPF资料，请参考网址：

附A：OSPF原理介绍

OSPF是一种典型的链路状态路由协议。采用OSPF的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，独立计算路由。因为RIP路由协议不能服务于大型网络，所以，IETF的IGP工作组特别开发出链路状态协议——OSPF。目前广为使用的是OSPF第二版，最新标准为RFC2328。

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。

基本概念和术语

1. 链路状态

OSPF路由器收集其所在网络区域上各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（Link-State），生成链路状态数据库(Link-State Database)。路由器掌握了该区域上所有路由器的链路状态信息，也就等于了解了整个网络的拓扑状况。OSPF路由器利用“最短路径优先算法(Shortest Path First, SPF)”，独立地计算出到达任意目的地的路由。

2. 区域

OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域” (Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。

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3. OSPF网络类型

根据路由器所连接的物理网络不同，OSPF将网络划分为四种类型：广播多路访问型（Broadcast MultiAccess）、非广播多路访问型（None Broadcast MultiAccess，NBMA）、点到点型（Point-to-Point）、点到多点型（Point-to-MultiPoint）。

广播多路访问型网络如：Ethernet、Token Ring、FDDI。NBMA型网络如：Frame Relay、X.25、SMDS。Point-to-Point型网络如：PPP、HDLC。具体结构如后图所示。

4. 指派路由器（DR）和备份指派路由器（BDR）

在多路访问网络上可能存在多个路由器，为了避免路由器之间建立完全相邻关系而引起的大量开销，OSPF要求在区域中选举一个DR。每个路由器都与之建立完全相邻关系。DR负责收集所有的链路状态信息，并发布给其他路由器。选举DR的同时也选举出一个BDR，在DR失效的时候，BDR担负起DR的职责。

点对点型网络不需要DR，因为只存在两个节点，彼此间完全相邻。 协议组成 OSPF协议由Hello协议、交换协议、扩散协议组成。本文仅介绍Hello协议，其他两个协议可参考RFC2328中的具体描述。

当路由器开启一个端口的OSPF路由时，将会从这个端口发出一个Hello报文，以后它也将以一定的间隔周期性地发送Hello报文。OSPF路由器用Hello报文来初始化新的相邻关系以及确认相邻的路由器邻居之间的通信状态。

对广播型网络和非广播型多路访问网络，路由器使用Hello协议选举出一个DR。在广播型网络里，Hello报文使用多播地址224.0.0.5周期性广播，并通过这个过程自动发现路由器邻居。在NBMA网络中，DR负责向其他路由器逐一发送Hello报文。

协议操作

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第一步：建立路由器的邻接关系

所谓“邻接关系”（Adjacency）是指OSPF路由器以交换路由信息为目的，在所选择的相邻路由器之间建立的一种关系。 路由器首先发送拥有自身ID信息（Loopback端口或最大的 IP地址）的Hello报文。与之相邻的路由器如果收到这个Hello报文，就将这个报文内的ID信息加入到自己的Hello报文内。

如果路由器的某端口收到从其他路由器发送的含有自身ID信息的Hello报文，则它根据该端口所在网络类型确定是否可以建立邻接关系。

在点对点网络中，路由器将直接和对端路由器建立起邻接关系，并且该路由器将直接进入到第三步操作：发现其他路由器。若为MultiAccess 网络, 该路由器将进入选举步骤。

第二步：选举DR/BDR

不同类型的网络选举DR和BDR的方式不同。

MultiAccess网络支持多个路由器，在这种状况下, OSPF需要建立起作为链路状态和LSA更新的中心节点。选举利用Hello报文内的ID和优先权(Priority)字段值来确定。优先权字段值大小从0到255，优先权值最高的路由器成为DR。如果优先权值大小一样，则ID值最高的路由器选举为DR， 优先权值次高的路由器选举为BDR。优先权值和ID值都可以直接设置。

第三步：发现路由器

在这个步骤中，路由器与路由器之间首先利用Hello报文的ID信息确认主从关系，然后主从路由器相互交换部分链路状态信息。每个路由器对信息进行分析比较，如果收到的信息有新的内容，路由器将要求对方发送完整的链路状态信息。这个状态完成后，路由器之间建立完全相邻（Full Adjacency）关系，同时邻接路由器拥有自己独立的、完整的链路状态数据库。

在MultiAccess网络内，DR与BDR互换信息，并同时与本子网内其他路由器交换链路状态信息。

在Point-to-Point 或 Point-to-MultiPoint网络中，相邻路由器之间互换链路状态信息。

第四步: 选择适当的路由器

当一个路由器拥有完整独立的链路状态数据库后，它将采用SPF算法计算并创建路由表。OSPF路由器依据链路状态数据库的内容，独立地用SPF算法计算出到每一个目的网络的路径，并将路径存入路由表中。

OSPF 利用量度（Cost）计算目的路径，Cost最小者即为最短路径。在配置OSPF路由

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器时可根据实际情况，如链路带宽、时延或经济上的费用设置链路Cost大小。Cost越小，则该链路被选为路由的可能性越大。

第五步：维护路由信息

当链路状态发生变化时，OSPF通过Flooding 过程通告网络上其他路由器。OSPF路由器接收到包含有新信息的链路状态更新报文，将更新自己的链路状态数据库，然后用SPF算法重新计算路由表。在重新计算过程中，路由器继续使用旧路由表，直到SPF完成新的路由表计算。新的链路状态信息将发送给其他路由器。值得注意的是，即使链路状态没有发生改变，OSPF路由信息也会自动更新，默认时间为30分钟。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/i55j.html