04第四课 多区域OSPF协议
ospf路由协议
Osfp 路由协议1、OSPF协议概述OSPF（Open Short Path First）开放最短路径优先协议，是一种基于链路状态的内部网协议（Interior Gateway Protocol），主要用于规模较大的网络中。
2、OSPF的特点●适应范围广：支持各种规模的网络，最多可支持数百台路由器。
●快速收敛：在网络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被处理。
●无环路由：根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由。
●区域划分：允许自治系统内的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被汇聚，从而减少了占用的网络资源。
●路由分级：使用4类不同的路由，按照优先顺序分别是区域间路由、区域路由、第一类路由、第二类路由。
3、OSPF的基本概念●自治系统（Autonomous System，AS）：为一组路由器使用相同路由协议交换路由信息的路由器。
●路由器ID号：运行OSPF协议的路由器，每一个OSPF进程必须存在自己的Router-ID。
●OSPF邻居：OSPF路由器启动后，便会通过OSPF接口向外发送Hello报文，收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的参数，使双方成为邻居。
●OSPF连接：只有当OSPF路由器双方成功交换DD报文，交换LSA并达到LSDB的同步后，才能形成邻接关系。
4、OSPF路由的计算过程每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告（State Advertisement，LSA），并通过更新报文将LSA发送给网络中的其他OSPF路由器。
每台OSPF路由器都会收到其他路由器通告的LSA，所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库（Link State Database，LSD）。
LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB 则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。
OSPF路由器将LSDB转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。
OSPF多区域原理和配置
OSPF多区域配置和原理一、OSPF协议是链路状态路由协议，它是一个开放的标准。
优点：1、它应用在大多数的路由器上。
2、用SPF（最短路径优先算法），提供环路自由的拓扑结构。
3、通过触发更新，提供快速收敛。
4、是无类的路由协议，允许分等级的划分可变长子网掩码。
缺点：1、需要更多的内存来调整拓扑结构。
2、需要额外的CPU 来处理运行SPF算法。
3、对于一个大的网络，需要小心的把网络划分适当的层次，通过把路由器划分到不同的区域里。
4、它配置起来更复杂，更难排除故障。
二、OSPF 用COST（成本）作为计量值。
三、OSPF中分类的路由器：内部路由器：是指所有接口都在一个区域的路由器。
区域边界路由器(ABR):是指连接一个或多个区域到骨干区域的路由器，并且这些路由器会作为域间通信量的路由网关。
ABR路由器总是至少有一个接口是属于骨干区域的。
自治系统边界路由器（ASBR）：是OSPF域外部的通信量进入OSPF域的网关路由器。
四、一个OSPF路由器与DR交换信息用多播地址：DR与BDR与其他路由器交换信息用多播地址：CCNA只涉及一个区域的OSPF路由配置。
1、配置IP地址Router1配置Router1(config)#Router1(config)#inter f1/0Router1(config-if)#ip addRouter1(config-if)#no shutRouter1(config)#inter f0/0Router1(config-if)#ip addRouter1(config-if)#no shutRouter1(config)#inter f0/1Router1(config-if)#ip addRouter1(config-if)#no shutRouter2配置Router2(config)#inter f0/0Router2(config-if)#ip addRouter2(config-if)#no shutRouter2(config)#inter f0/1Router2(config-if)#ip addRouter2(config-if)#no shutRouter3配置Router(config)#inter f0/1Router(config-if)#ip addRouter(config-if)#no shutRouter(config)#inter f0/0Router(config-if)#ip addRouter(config-if)#no shutRouter4配置Router4(config)#inter f0/1Router4(config-if)#ip addRouter4(config-if)#no shutRouter4(config)#inter f1/0Router4(config-if)#ip addRouter4(config-if)#no shutRouter4(config)#inter f0/0Router4(config-if)#ip addRouter4(config-if)#no shut2、OSPF配置Router1配置Router1(config)#router ospf 10Router1(config-router)#network area 0Router1(config-router)#network area 0Router1(config-router)#network area 0Router1(config-router)#Router2配置Router2(config)#route ospf 10 ^ Router2(config-router)#network area 0Router2(config-router)#network area 1Router2(config-router)#Router3配置Router(config)#route ospf 10Router(config-router)#network area 0Router(config-router)#network area 1Router(config-router)#exiRouter4配置Router4(config)#route ospf 10Router4(config-router)#network area 1Router4(config-router)#network area 1Router4(config-router)#network area 1Router4(config-router)#exi3、show ip router 查看路由表例如查看Router1 的路由表Router1#show ip routeCodes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGPD - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter areaN1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGPi - 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 - ODRP - periodic downloaded static routeGateway of last resort is not setC is directly connected, FastEthernet1/0C is directly connected, FastEthernet0/0O IA [110/2] via , 00:01:44, FastEthernet0/0O IA [110/3] via , 00:00:29, FastEthernet0/0C is directly connected, FastEthernet0/1O IA [110/3] via , 00:00:29, FastEthernet0/0Router1#4、测试联通性PC>PC>pingPinging with 32 bytes of data:Request timed out.Reply from bytes=32 time=125ms TTL=125Reply from bytes=32 time=125ms TTL=125Reply from bytes=32 time=111ms TTL=125Ping statistics forPackets: Sent = 4, Received = 3, Lost = 1 (25% loss),Approximate round trip times in milli-seconds:Minimum = 111ms, Maximum = 125ms, Average = 120msPC>5、练习改变接口的COST。
OSPF多区域概念及实现
OSPF多区域概念及实现OSPF是一种用于在大型局域网和广域网中进行路由选择的内部网关协议。
它使用链路状态更新算法，并支持多区域功能，以提高网络的可扩展性和性能。
在OSPF中，区域是逻辑划分的网络集合，通常是基于物理拓扑的分割。
每个区域都有一个特殊的身份，其中一个区域被指定为区域0，也称为骨干区域。
骨干区域是连接所有其他区域的中心区域。
实现多区域的优点：1.减少路由表的大小：区域的创建允许网络管理员将网络划分为更小的区域，从而减少每个路由器的路由表大小。
这有助于降低路由器的内存和处理器资源的要求，并提高网络的整体性能。
2.减少路由器之间的链路负载：多区域设计将区域内的路由器数量减少到一个最小程度，从而减少了在区域之间传输路由信息的需求。
这样可以降低网络中的链路负载，提高链路的可用性和性能。
3.改善网络可扩展性：多区域设计使网络更具可扩展性。
当网络增长时，新区域可以添加到网络中，而不会影响现有区域的性能。
这样，网络可以灵活增长，并且容易适应变化的网络需求。
实现多区域的步骤：1.划分区域：首先，网络管理员需要基于物理拓扑和网络需求，将网络划分为多个区域。
每个区域应具有独立的划分方式和标识符。
2.配置区域间连接：在骨干区域中配置区域间连接，这可以通过配置专用的区域0接口或通过配置虚拟链路来实现。
区域间连接通常是通过广域网连接或专用链路实现的。
3.配置区域内连接：在每个区域内，配置所有内部连接，这包括与该区域相关的本地连接以及来自其他区域的连接。
这些连接应使用适当的区域标识符进行配置。
4.配置区域边界路由器：每个区域中的区域边界路由器（Area Border Router，ABR）负责在区域内和区域间转发路由信息。
ABR需要配置准确的区域标识符，并配置区域间连接。
5.配置OSPF路由器：为每个OSPF路由器配置OSPF进程，并在每个接口上启动OSPF。
配置路由器的区域标识符，以及与其他路由器交换和更新链路状态的方式。
多区域OSPF
使用和配置OSPF的多区域组件 的多区域组件 使用和配置
1,配置 配置ABR 配置 接口处于不同区域中，自动成为ABR。 接口处于不同区域中，自动成为 。 当配置重发布时，它自动成ASBR。 当配置重发布时，它自动成 。 Show ip ospf 2,配置 配置OSPF路由归纳 配置 路由归纳 主要是用来保护路由器避免不必要的路由表重新计算。 主要是用来保护路由器避免不必要的路由表重新计算。 Router Ospf 1\\对ASBR外部的路由进行路由归纳 对 外部的路由进行路由归纳 Summary-address 200.9.0.0 255.255.0.0 Router ospf 1\\执行 执行AREA1到AREA0的路由归纳 到 的路由归纳 执行 Area 1 range 192.168.16.0 255.255.252.0
LSA Type 5: External LSA
• External (type 5) LSAs are used to advertise networks from other autonomous systems. • Type 5 LSAs are advertised and owned by the originating ASBR. • Type 5 LSAs flood throughout the entire AS. • The advertising router ID ASBR is unchanged throughout the AS. • Type 4 LSA is needed to find the ASBR.
思考: 思考
只有单个区域时,广域网中会有什么问题 只有单个区域时 广域网中会有什么问题? 广域网中会有什么问题
Issues with Maintaining a Large OSPF Network
OSPF协议
OSPF协议简介OSPF（开放式最短路径优先）是一种内部网关协议（IGP），用于在大型企业网络或互联网中进行路由选择和转发。
它是一种链路状态路由协议，被广泛用于构建大规模的自治系统（AS）内部的动态路由网络。
OSPF的目标OSPF的设计目标是实现以下几个重要方面：1.可靠性：OSPF通过在网络中交换链路状态信息，实现了快速的网络收敛和故障恢复，以确保网络的高可靠性。
2.可扩展性：OSPF能够适应大型网络的扩展需求，支持分层设计和分区，使得网络可以灵活地增长和调整。
3.快速收敛：OSPF使用最短路径优先算法（SPF）来计算路由，能够快速选择最佳路径，并在网络拓扑发生变化时迅速收敛。
4.灵活的策略控制：OSPF提供了多种策略控制机制，如区域（Area）、路由汇总（Route Summarization）、路由过滤（Route Filtering）等，使得网络管理员能够根据实际需求进行灵活的路由控制。
OSPF的工作原理OSPF协议通过建立邻居关系、交换链路状态信息、计算最短路径和更新路由表等步骤来实现路由选择和转发。
1.邻居关系建立：OSPF路由器通过发送Hello报文来探测与相邻路由器之间的连接，建立邻居关系。
邻居关系的建立是通过交换Hello报文和协商参数来完成的。
2.链路状态信息交换：建立邻居关系后，OSPF路由器将链路状态信息（LSA）广播给邻居路由器，用于描述自身的链路状态和拓扑信息。
3.最短路径计算：OSPF路由器使用最短路径优先算法（SPF）来计算到达目的网络的最优路径，并生成路由表。
4.路由表更新：OSPF路由器根据最新的链路状态信息更新路由表，并将更新的路由信息发送给邻居路由器。
OSPF的优缺点OSPF协议具有以下优点和缺点：优点：‑高可靠性和快速收敛：OSPF能够快速收敛，自动适应网络拓扑的变化，并提供快速的故障恢复能力。
‑灵活的路由策略控制：OSPF支持多种路由策略控制机制，使得网络管理员能够根据实际需求进行灵活的路由控制。
ospf协议
OSPF协议1. 简介OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放的链路状态路由协议，常被用于局域网（LAN）和广域网（WAN）中的内部网关协议（IGP）。
OSPF是基于Dijkstra算法的路由选择协议，它使用链路状态数据库（LSDB）来维护网络拓扑，并通过该拓扑信息计算最短路径。
OSPF具有以下特点：•支持VLSM（可变长子网掩码）：不同子网可以使用不同的子网掩码，提高了IP地址的使用效率。
•支持分级路由：将网络划分为多个区域，降低了路由计算的复杂性。
•支持多路径：可以选择多条等价的路径作为备用路由，提高了网络的可靠性和容错性。
•支持无环路：OSPF使用了反向路径进行回路检测，确保路由没有环路。
2. OSPF网络拓扑OSPF网络拓扑由多个路由器组成，每个路由器都是一个LSDB的边界路由器（ABR）或区域边界路由器（ASBR）。
路由器之间通过链路互连，并通过Hello报文建立邻居关系。
OSPF将网络拓扑划分为多个区域（Area），每个区域由一个区域内部路由器（IR）负责管理。
OSPF区域间通过边界路由器（BR）进行转发，BR将区域内的路由信息汇总为一个摘要路由，然后广播到其他区域。
BR还负责处理区域之间的路由策略。
3. OSPF报文OSPF使用不同类型的报文来实现邻居发现、路由更新和链路状态同步等功能。
常用的报文类型包括：•Hello报文：用于建立邻居关系，确定相邻路由器的状态。
•DBD报文：用于数据库描述，包含路由器的数据库摘要。
•LSR报文：链路状态请求，用于请求邻居路由器的链路状态信息。
•LSU报文：链路状态更新，用于向邻居路由器发送自己的链路状态信息。
•LSAck报文：链路状态确认，用于确认邻居路由器发送的链路状态信息。
4. OSPF路由计算OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，每个路由器通过分析链路状态数据库（LSDB）来计算最短路径树（SPF树）。
OSPF多区域
四、理解OSPF LSA
在多区域环境中，OSPF使用多种链路状态 广播包 LSA是OSPF LSDB的基本元素。
1类LSA：路由器LSA
路由器链路状态条目Router Link States 由各路由器产生，每台路由器都生成有关其所属 区域的路由器链路通告。路由器链路通告描述了 路由器连接到区域的链路的状态，只在区域内扩 散。 每种LSA的报头都是20字节，其中一个字段是链 路状态ID。 对于1类LSA，该字段的值为最初发送LSA的路由 器的ID。
为了解决这些问题，OSPF协议使用了一种 称为体系化路由的技术，即能够把大型网 络划分成多个易于管理的逻辑的小型区域， 这些区域之间仍然会进行路由，称为区域 间路由，但许多区域内的路由运算被限制 在特定的区域内。
区域的引入，为链路状态更新的膨胀范围 设置了边界。LSA的传播(Flooding)和SPF 的计算被限制在一个区域内的变化上，在 同一区域内的路由器具有相同的链路状态 数据库。区域间路由信息的交换由区域边 界路由器完成。
使用OSPF多区域具有如下优点
1.SPF的计算频率更低：详细的路由信息被 限制在区域内，因此无需将所有链路状态 的变化扩散到其他区域。这样当网络拓扑 发生变化时，并不是所有的路由器都需要 运行SPF的，只有区域内受影响的路由器需 要重新计算路由表，从而将影响限制在当 前区域内。
2.路由表更小：当使用多个区域时，区域内使用 具体的路由条目，区域间可以使用归纳的路由条 目。通过通告汇总路由，可减少区域间传播的 LSA，同时确保所有的网络都是可达的。 3.降低了链路状态更新(LSU)的开销：只需在区域 间通告归纳路由的LSU即可，不必把一个区域的 所有具体路由信息通告给其他区域。
多区域ospf协议
多区域ROUTE协议描述:R2Router(config)#route ospf ?<1-65535> Process ID ID进程为1-65535Router(config)#route ospf 1 启用sopf协议、ID进程一个network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 在0区域通告192.168.2.0/网段network 10.0.0 .0 0.0.0.3 area 0 在0区域通告10.0.0.0/30网段network 20.0.0.0 0.0.0.3 area 1 在1区域通告20.0.0.0/30网段Router(config-router)#exRouter#sh ip ospf nei 查看邻居路由。
eighbor ID Pri State Dead Time Address Interface192.168.1.1 0 FULL/ - 00:00:31 10.0.0.1 Serial0/3/0192.168.3.1 0 FULL/ - 00:00:39 20.0.0.2 Serial0/3/1Router#configRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#area 1 virtual-link 192.168.3.1 建立虚拟路由链，目标地址：192.168.3.1 Router(config-router)#exR3Router(config)#route ospf 1network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 1 在1区域通告192.168.3.0/24网段network 20.0.0.0 0.0.0.3 area 1 在1区域通告20.0.0.0/30网段network 30.0.0.0 0.0.0.3 area 2 在2区域通告30.0.0.0/30网段Router(config-router)#exRouter#sh ip ospf nei 查看邻居路由Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface192.168.2.1 0 FULL/ - 00:00:30 20.0.0.1 Serial0/3/1192.168.4.1 0 FULL/ - 00:00:32 30.0.0.2 Serial0/3/0Router(config)#router ospf 1Router(config-router)#area 1 virtual-link 192.168.2.1 建立虚拟路由链，目标地址：192.168.2.1 Router(config-router)#exR1Router(config)#route ospf 1network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0R4Router(config)#route ospf 1network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 2network 30.0.0.0 0.0.0.3 area 21.加地址和掩码2.设时钟速率（clock rate …）3.激活接口(no shutdown)多区域需要划分区ID，同区域内的IP需要划分到同一个区域ID内。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四课：多区域OSPF协议 第四课：多区域 协议
北京八维网络工程学院
课程目标
了解OSPF分区域管理的优点 掌握OSPF多区域的配置 掌握OSPF LAS TYPE 1、2、3
北京八维网络工程学院
课程内容
1.1：多区域OSPF协议的意义 1.2：多区域OSPF注意事项 1.3：多区域OSPF协议的配置 1.4：什么是ABR 1.5：LSA的认识以及1，2，3类LSA的作用
北京八维网络工程学院
LSA 类型 1: Router LSA
北京八维网络工程学院
LSA T类型 2: Network LSA 类型
北京八维网络工程学院
LSA 类型 3: Summary LSA
北京八维网络工程学院
LSA 类型 4: Summary LSA
北京八维网络工程学院
LSA 类型 5: External LSA
北京八维网络工程学院
链路状态路由协议
– 相对于DS(distance vector)而言， LS链路状态 路由器具有更多的网络信息 – 每个LS路由器都有完整的拓扑表
北京八维网络工程学院
OSPF 多区域
OSPF 区域特性:
简化路由表条 目 区域内拓扑的 改变只影响局 部 ABR阻挡详细 的LAS泛洪向外 发送 需要一个层次 化的网络设计
பைடு நூலகம்
北京八维网络工程学院
北京八维网络工程学院
区域术语
路由器A和B 是骨干路由器 骨干路由器标 记为区域0 路由器C、D 和E是边界路 由器ABR ABR用来连接 其他区域和骨 干区域
北京八维网络工程学院
LSA 类型
LSA Type 1 2 3 or 4 5 6 7 8 9, 10, 11 Description Router LSAs Network LSAs Summary LSAs Autonomous system external LSAs Multicast OSPF LSA Defined for not-so-stubby areas External attributes LSA for Border Gateway Protocol (BGP) Opaque LSAs