实验6 OSPF路由协议

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OSPF路由协议

OSPF路由协议OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的路由协议，它是一种开放式的、用于TCP/IP网络的链路状态路由协议，通常用于大型的企业网络或者互联网服务提供商的网络中。

OSPF协议通过计算最短路径来实现路由选择，并且具有快速收敛、可扩展性强等特点，因此在复杂网络环境中得到了广泛的应用。

OSPF协议的工作原理是通过路由器之间交换链路状态信息来构建网络拓扑图，然后根据拓扑图计算最短路径，最终确定路由表。

在OSPF协议中，所有的路由器都需要运行相同的路由算法，并且通过协商建立邻居关系，然后交换链路状态信息，最终计算出最短路径。

这种基于链路状态的路由选择算法能够更好地适应复杂网络环境，并且能够快速收敛，适用于大型网络。

OSPF协议的特点包括以下几个方面：1. 分层设计，OSPF协议采用了分层的设计，将网络划分为不同的区域，每个区域有自己的路由器，这样可以减少路由器之间的通信量，提高网络的可扩展性。

2. 路由选择，OSPF协议采用了Dijkstra算法来计算最短路径，因此能够选择出最优的路由，提高了网络的传输效率。

3. 快速收敛，OSPF协议能够快速地适应网络的拓扑变化，当网络发生故障或者链路状态发生变化时，能够快速收敛，保证网络的稳定性。

4. 支持VLSM，OSPF协议支持可变长度子网掩码，能够更好地适应复杂网络环境，提高网络的利用率。

5. 安全性，OSPF协议支持认证机制，能够保证路由器之间的通信安全，防止路由器被篡改或者攻击。

总的来说，OSPF协议是一种高效、稳定、安全的路由协议，能够更好地适应复杂网络环境，提高网络的传输效率和可靠性。

在实际应用中，需要根据网络的规模和复杂程度来选择合适的OSPF配置，包括区域划分、路由器配置、链路成本等，以最大程度地发挥OSPF协议的优势。

同时，需要注意OSPF协议的配置和管理，保证网络的稳定和安全。

综上所述，OSPF路由协议作为一种链路状态路由协议，在复杂的网络环境中具有明显的优势，能够提高网络的传输效率和可靠性，是大型企业网络或者互联网服务提供商网络中的首选路由协议之一。

OSPF路由协议

OSPF路由协议及其基本原理
1.3 OSPF 的五个类型的报文：链路状态更A，路由器使用扩散技术来传递
LSA。LSA 有很多类（路由器、网络、概括和外部等），这些都会在后文中详细介绍。链路状态确认（Link State Acknowledgement）报文：确认链路状态更新报文。这种应答使 OSPF 的扩散过程更可靠。
《局域网交换机和路由器的配置与管理》
网络互联设备基础实验
OSPF路由协议
• 1. OSPF路由协议及其基本原理 • 2. OSPF路由协议的基本配置
OSPF路由协议及其基本原理
1.1 OSPF 的由来： Internet最早使用RIP动态路由协议。RIP协议适合小型网络系统。但是在网络数目增多时存
1.3 OSPF 的主要工作流程：（4）在协议工作过程中路由器必须发送路由器链路通告，如该路由器为DR，它还必须
发送网络链路通告，如路由器为区域边界路由器，路由器要将接收自其他区域（包括骨干区域）的路由信息整理后（形成汇总链路通告）送入本区域，以上这些信息仅在一个区域内传播。对于由AS 边界路由器产生的AS 外部链路通告，AS 内的每个路由器都要获知，也就是说，该信息要传播到AS 的每个角落。
OSPF路由协议及其基本原理
1.2 OSPF 的基本原理： OSPF 使用IP 协议中的服务类型（TOS）参数控制传输报文的服务质量。对于不同服务类型
的报文来说，它们具有不同的服务质量参数，如延迟，带宽以及丢失率等。OSPF根据不同的报文类型计算不同的路径。当两点间有多条成本相同的路径时，OSPF在路由表中保留并轮流使用这些路径，提高网络带宽的利用率。OSPF支持各种灵活的IP 子网配置方式，由OSPF 传播的路由都有目的和掩码两部分，所以同一个网络内的不同子网可以有不同长度的掩码，即变长子网掩码（VLSM）。数据包被路由到最长前缀匹配之处。主机被认为是全部匹配的子网。为了确保路由器信息可靠地进行交换，OSPF路由器间要相互认证（Authentication），只有可信的路由器才能加入路由信息的交换中来。OSPF可以采用多种认证方式，不同区域内的认证方式可以不同。这样，一些区域可能采用更加严格的认证手段。OSPF 还可以有效地使用从EGP 得到的路由信息，在本AS内传播。

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。

计算机网络实验报告-OSPF协议实验

实验2 OSPF协议实验1．查看R2的OSPF的邻接信息，写出其命令和显示的结果：答：2．将R1的router id 更改为3.3.3.3，写出其命令。

显示OSPF的概要信息，查看此更改是否生效。

如果没有生效，如何使其生效？答：没有生效，需要重启OSPF协议：让reset ospf processdis ospf brief3.6.1 OSPF协议报文格式3．分析截获的报文，可以看到OSPF的五种协议报文，请写出这五种协议报文的名称。

并选择一条Hello报文，写出整个报文的结构（OSPF首部及Hello报文体）。

答：OSPF头部：Byte1：版本号 2Byte2：报文类型1(Hello)Byte3-4：报文长度48Byte5-8：发送者RouterID 2.2.2.2Byte9-12：区域信息0.0.0.0Byte13-16：校验和0xf290Byte17-18：Auth Type NullByte19-24：Auth Data noneHello报文体：Byte1-4：子网掩码255.255.255.0Byte5-6：报文周期10Byte7：报文选项 EByte8：优先级 1Byte9-12：Dead Interval 40Byte13-16：DR地址0.0.0.0Byte17-20：BDR地址0.0.0.0Byte21-24：ActiveNeighbor 3.3.3.34．分析OSPF协议的头部，OSPF协议中Router ID的作用是什么？它是如何产生的?用来唯一确定自治区域内的一台路由器。

答：可以手动设定，若没有指定，会自动选择路由器回环接口中最大IP地址为Router ID 5．分析截获的一条LSUpdate报文，写出该报文的首部，并写出该报文中有几条LSA？以及相应LSA的种类。

答：OSPF头部：Byte1：版本号 2Byte2：报文类型4(LS Update)Byte3-4：报文长度64Byte5-8：发送者RouterID 2.2.2.2Byte9-12：区域信息0.0.0.0Byte13-16：校验和0x0868Byte17-18：Auth Type NullByte19-24：Auth Data none该报文中有1条LSA，种类为Router-LSA3.6.2 链路状态信息交互过程6．结合截获的报文和DD报文中的字段（MS，I，M），写出DD主从关系的协商过程和协商结果。

DCN-06-OSPF协议

LSAck报文报文
• 收到LSU之后，进行确认收到之后，之后

8
OSPF的邻居状态机的邻居状态机
Down
Attempt
Init Loading
2-way
ExStart
Exchange
Full

9
两台路由器之间建立邻接关系的过程
DCN-06-OSPF协议 DCN-06-OSPF协议
神州数码客服中心
内部资料，未经授权严禁外传
学习目标
学习完本课程，您应该能够：
叙述OSPF路由协议的原理 OSPF 配置OSPF协议调试和维护OSPF协议简单的OSPF故障排除

2
课程内容
第一章 OSPF协议原理协议原理第二章 OSPF配置配置调试、第三章 OSPF调试、监控调试第四章 OSPF排错排错
19.1.3.0/24 19.1.2.0/24
Area 12
Area 19
Area 8

17
LSA 分类
Router-LSA 由每个路由器生成，描述了路由器的链路状态和由每个路由器生成，花费，花费，传递到整个区域 Network-LSA，由DR生成，描述了本网段的链路状态，传递生成，，生成描述了本网段的链路状态，到整个区域 Net-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到区域内某一网段生成，，生成的路由，的路由，传递到相关区域 Asbr-Summary-LSA，由ABR生成，描述了到生成，的路由，，生成描述了到ASBR的路由，的路由传递到相关区域 AS-External-LSA，由ASBR生成，描述了到外部的路由，生成，外部的路由，，生成描述了到AS外部的路由传递到整个AS（区域除外）传递到整个（STUB区域除外）区域除外

OSPF路由实验

ospf实验OSPF(Open Shortest Path First)也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相比，OSPF是链路状态路由协议，而RIP 是距离向量路由协议。

链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。

OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。

开放最短路径协议(OSPF)协议不仅能计算两个网络结点之间的最短路径，而且能计算通信费用。

可根据网络用户的要求来平衡费用和性能，以选择相应的路由。

在一个自治系统内可划分出若干个区域，每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，这减少了OSPF路由实现的工作量；OSPF 属动态的自适应协议，对于网络的拓扑结构变化可以迅速地做出反应，进行相应调整，提供短的收敛期，使路由表尽快稳定化。

每个路由器都维护一个相同的、完整的全网链路状态数据库。

这个数据库很庞大，寻径时，该路由器以自己为根，构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。

(SPF算法是OSPF路由协议的基础。

SPF算法有时也被称为Dijkstra算法，这是因为最短路径优先算法SPF是Dijkstra发明的。

）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，并独立计算路由。

OSPF路由协议的基本特征（课本P103-104）OSPF路由协议是一种链路状态的路由协议，为了更好地说明OSPF 路由协议的基本特征，我们将OSPF路由协议与距离矢量路由协议之一的RIP（Routing Information Protocol）作一比较，归纳为如下几点：——RIP路由协议中用于表示目的网络远近的唯一参数为跳（HOP），也即到达目的网络所要经过的路由器个数。

在RIP路由协议中，该参数被限制为最大15，也就是说RIP路由信息最多能传递至第16个路由器；对于OSPF路由协议，路由表中表示目的网络的参数为Cost，该参数为一虚拟值，与网络中链路的带宽等相关，也就是说OSPF路由信息不受物理跳数的限制。

OSPF 路由协议

OSPF 路由协议7.1 OSPF单区域基本配置【实训名称】OSPF单区域基本配置【实训目的】掌握在路由器上配置OSPF单区域。

【应用环境】假设校园网通过1台三层交换机连接到校园网出口路由器，路由器再和校园网外的另一台路由器连接，现做适当配置，实现校园网内部主机与校园网外部主机的相互通信。

本实验以两台路由器，1台三层交换机为例。

S3550上划分VLAN10和VLAN50，其中VLAN10用于连接router1.VLAN50用于连接校园网主机。

路由器分别命名为router1和router2,路由器之间通过串口采用V35 DCE/DTE电缆连接，DCE端连接到router1(R1762)上。

PC1的IP地址和缺省网关分别为172.16.5.1，和PC2的IP地址和缺省网关分别为172.16.3.22和172.16.3.1，网络掩码都是255.255.255.0.【技术原理】OSPF（open shortest path first，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。

属于内部网关路由协议，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（LSDB），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。

OSPF属于无类路由协议，支持VLSM。

OSPF是以组播形式进行链路状态的通告的。

在大规模的网络环境中，OSPF支持区域的划分，将网络进行合理规划。

划分区域时必须在area0(骨干区域)。

其他区域和骨干区域直接相连，或通过虚链路的方式连接。

【实训要求】实现网络的互联互通，从而实现信息共享和传递。

【实训设备】三层交换机（1台），路由器（两台），V35线缆（1根），交叉线或直连线（1条）【实训拓扑】【实训步骤】步骤1、基本配置。

★三层交换机基本配置。

IPv6的OSPF实验

佳路径的度量值，在实际情况中，可根据网络具体情况自行选定一种合适的度量值。ＯＳＰＦ采用最短路径优先算法计算最佳互联网发展至今，ＩＰｖ４地址即将分配完毕。为此，２０１２年操作时首先把网络划分为不同层次的区域，成为路由６月６日，ＩＰｖ６在全球正式启用，ＩＰｖ６协议采用１２８位的地址编路由，域。一个路由域也可以看成是一个自治系统，在同一个路由域码，可以提供海量的地址资源，号称能使“ 地球上每粒沙子都
拥有一个ＩＰ地址 ” ，从而解决了长期以来存在的ＩＰｖ４地址不中，所有的ＯＳＰＦ路由器都维护相同的描述这个域结构的数据该数据库中存放的是该域中相应链路的状态信息，路由器够用的问题－－。在ＩＰｖ６实用化之际，让学生掌握ＩＰｖ６相关网库，通过这个数据库计算出ＯＳＰＦ路由表。当链路状态发生变化络配置是网络实验教学的基本要求。路由协议是在路由器中ＯＳＰＦ的链路状态数据库能较陕地进行更新，使各个路由器形成路由表项的基础，由于路由表中要大量使用ＩＰ地址，因时，能及时更新其路由表。主要具备以下几个特点。此，路由配置是掌握ＩＰＶ６地址的重要途径。目前，大量使用
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＯＳＰＦｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｃｈ￣ｇｅａｎｄｎｅｗｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆＯＳＰＦｖ３ｐｒｏｔｏｃｏｌｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇＩＰｖ６ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＯＳＰＦｖ２ｐｒｏｔｏｃｏｌａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＩｎｔｈｅＰａｃｋｅｔＴｒａｃｅｒ６．０ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＯＳＰＦｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｓｉｎｇｌｅｒｅｇｉｏｎ，ｍｕｌｔｉｐｌｅｒｅｇｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎＩＰｖ６ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＢｙＯＳＰＦｒｏｕｔｉｎｇｃｏｎｉｇｆｕｒａｔｉｏｎｉｎａｓｉｎｇｌｅｒｅｇｉｏｎａｎｄｍｕｌｔｉｐｌｅｒｅｇｉｏｎｓｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｍｏｎｇｔｈｅａｒｅａｓｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｓｃａｎｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｈｏｗｔｏｕｓｅＩＰＶ６ａｄｄｒｅｓｓｅｓｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＯＳＰＦ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＰｖ６；ＯＳＰＦ；ＰａｃｋｅｔＴｒａｃｅｒ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

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实验六OSPF路由协议
一、实验目的：
掌握路由器上配置OSPF路由协议的方法。

二、实验原理：
OSPF是一种链路状态路由协议。

默认管理距离是110。

OSPF利用链路状态数据库LSDB构建网络的拓扑结构，并利用最小生成树算法生（SPF算法）成路由表。

运行OSPF的自治系统的规模不受限制，但是当自治系统的规模很大时，任何一个小的拓扑变动都会导致路由器重新运行SPF算法。

为解决这个问题，OSPF 把自治系统又划分为小的区域，同一区域中的路由器只建立本区域的详细链路数据库，对其它区域的信息只产生汇总信息，这样每个路由器的链路状态数据库减小了。

自治系统
区域0
OSPF区域用一个32位二进制数进行标识，可以写为整数，也可以写为点分十进制格式。

每个自治系统中必须有一个编号为0的区域，该区域负责区域间LSA的汇总与传输。

每个区域都有一个区域边界路由器，它同时属于本区域和区域0。

配置OSPF协议，关键命令：
Router(config)# router ospf process-num
Router(config-router)# network 网络1 通配符掩码area区域号
Router(config-router)# network 网络2 通配符掩码area区域号
process-num是进程号，取值为1~65535，它只在路由器内部起作用，不同路由器的进程号可以不同。

三、实验过程：
拓扑结构如下：
区域0 区域1
（1）添加路由器的模块
路由器添加模块的方法参照实验四。

（2）配置过程
（a）配置两台PC的IP地址、子网掩码、网关如图所示。

（b）配置三台路由器
R1：
（两个路由器相连，一个作为DCE设备，另一个作为DTE设备，DCE设备的串口需配置时钟频率）
Router>en
Router#conf t
Router(config)#int f0/0
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)#no shut
Router(config-if)#int s0/3/0
Router(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
Router(config-if)#clock rate 64000 //配置时钟
Router(config-if)#no shut
Router(config-if)#exit
R2：
Router>en
Router#conf t
Router(config)#int s0/3/0
Router(config-if)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0
Router(config-if)#no shut
Router(config-if)#int s0/3/1
Router(config-if)#ip address 192.168.3.1 255.255.255.0
Router(config-if)#clock rate 64000 //配置时钟
Router(config-if)#no shut
Router(config-if)#exit
R3：
Router>en
Router#conf t
Router(config)#int s0/3/0
Router(config-if)#ip address 192.168.3.2 255.255.255.0 Router(config-if)#no shut
Router(config-if)#int f0/0
Router(config-if)#ip address 192.168.4.1 255.255.255.0 Router(config-if)#no shut
Router(config-if)#exit
（c）配置OSPF协议
R1上配置OSPF
Router(config)#router ospf 100
Router(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 R2上配置OSPF
Router(config)# router ospf 100
Router(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 1 R3上配置OSPF
Router(config)# router ospf 100
Router(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 1 Router(config-router)#network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 1
（d）查看路由信息
R1上
Router(config-router)#exit
Router(config)#exit
Router#show ip route //查看路由信息
R2上
Router(config-router)#exit
Router(config)#exit
Router#show ip route //查看路由信息
R3上
Router(config-router)#exit
Router(config)#exit
Router#show ip route //查看路由信息
思考：查看路由信息，路由列表中C开头与O开头的路由有什么不同？
通过上面的配置，PC1能否ping通PC2呢？PC2能否ping通PC1呢？。