路由器-OSPF简单及复杂多域配置
ospf多区域实验报告
ospf多区域实验报告OSPF多区域实验报告引言：本次实验旨在深入理解和掌握OSPF（Open Shortest Path First）协议的多区域功能。
OSPF是一种内部网关协议（IGP），用于在大型网络中进行路由选择和路径计算。
通过将网络划分为多个区域，可以提高网络的可扩展性和性能。
本文将介绍实验的背景和目的，详细描述实验的步骤和结果，并对实验进行总结和讨论。
1. 实验背景在大型企业网络中，网络拓扑往往非常复杂，包含大量的子网和路由器。
当网络规模扩大时，单一区域的OSPF可能无法满足需求，因为单一区域的路由计算复杂度较高，且可能导致路由器负载过大。
为了解决这个问题，OSPF引入了多区域的概念，将网络划分为多个区域，每个区域有自己的区域边界路由器（ABR），负责与其他区域交换路由信息。
2. 实验目的本次实验的目的是通过搭建一个包含多个区域的网络拓扑，验证OSPF多区域的工作原理和效果。
具体目标包括：- 理解OSPF多区域的概念和原理；- 配置和验证OSPF多区域的路由信息交换；- 观察和分析多区域对网络性能和可扩展性的影响。
3. 实验步骤3.1 搭建实验环境我们使用GNS3模拟器搭建了一个包含多个区域的网络拓扑。
拓扑包括两个区域，每个区域都有多个子网和路由器，区域之间通过区域边界路由器连接。
我们使用虚拟机作为路由器，并在每个路由器上安装了OSPF协议。
3.2 配置OSPF多区域在每个路由器上，我们配置了OSPF协议，并将相应的接口划分到不同的区域。
在区域边界路由器上，我们配置了区域间的路由信息交换。
通过这样的配置，每个区域内的路由器只需关注自己所在区域的路由信息，大大减轻了路由计算的负担。
3.3 验证实验结果我们通过在路由器上查看OSPF邻居关系和路由表，以及通过ping命令测试不同子网之间的连通性，来验证实验结果。
我们还观察了区域边界路由器之间的路由信息交换情况，以及网络的性能和可扩展性。
4. 实验结果实验结果表明，OSPF多区域功能能够有效提高网络的可扩展性和性能。
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。
《路由与交换技术》课件——第五章：OSPF协议
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5.3 配置OSPF
配置基本的OSPF不像RIP那样简单，它实际上非常复杂，每次操作可能都会面对允许 在OSPF中应用的许多选项。教学中只考虑单区域OSPF的配置。 下面的两个要素是OSPF配置中的基本元素： ① 启用OSPF ② 配置OSPF地区
Bellman-Ford 支持 周期性组播 跳
15 慢 是 否（只是平面） 路由表更新
RIPv1 距离矢量 不支持 不支持 自动汇总
Bellman-Ford 不支持 周期性广播 跳
15 慢 否 否（只是平面） 路由表更新
OSPF的设计
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左图给出了典型的OSPF简易设计。其中 每台路由器是如何连接到主干网上的， 此主干网被称为区域0，或主干区域。 OSPF必须要有一个区域0。而且如果可能， 所有的路由器都应该连接到这个地区。 那些在一个AS（Autonomous Syetem，自 治系统）内部连接其他区域到此主干网 的路由器，被称为区域边界路由器(ABR)。 这些路由器至少有一个接口必须在区域0 中。
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5.3.1 启用OSPF
用于激活OSPF路由进程的命令是： Lab_A(config)#router ospf ? <1-65535> 它是一个纯粹的本地化数值，没有什么实际的意义，但它不能从0开始，它起始的最 小值只能为1。
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5.3.2 配置OSPF区域
一个OSPF基本配置的实例： Lab_A#config t Lab_A(config)#router ospf 1 Lab_A(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area ? <0-4294967295> OSPF area ID as a decimal value A.B.C.D OSPF area ID in IP address format Lab_A(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0
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
多区域 OSPFOSPF MultiArea【实验目的】了解和掌握ospf的原理，熟悉ospf多域配置步骤。
懂得如何配置Vitrul links,Transit area, Stub Area ,Totally Stubby Area, Not-so-stubby area(nssa)。
【实验原理】了解Internal router，Backbone router，Area Border Router (ABR)， Autonomous System Boundary Router (ASBR) 以及各种类型链路通告的不同之处，优化ospf网络。
【实验拓扑】【实验设备】路由器五台，串行线，用于配置路由的主机【实验内容】1、按图示配置端口，用ping检查各端口间连通性（A/B，E/F用于virtul links实验; C的lo地址在用于验证external routesummarization D的lo地址加入area 8，为验证interarea summarization; A/F的lo 地址在nssa时才加入）建议配置好各个neighber的vty，可以用一台终端观察整个拓扑。
(config)#enable password cisco(config)#line vty 0 4(config-line)#Login(config-line)#Password cisco利用terminal monitor可在telnet上看到debug输出2、在各个路由器启动ospf进程，注意area的分布Router(config)#router ospf *Router(config-router)#network *.*.*.* *.*.*.* area *查看ABR/ASBR/DR/BDR。
show ip ospfshow ip ospf interfaceshow ip ospf neighborshow ip ospf neighbor detail3、 show ip route查看各router路由表，注意area 10,area 11没出现在别的router。
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。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First），即开放式最短路径优先协议，是一种用于路由选择的广泛应用的动态路由协议。
OSPF协议通过建立邻居关系和交换链路状态信息（LSA）来计算路由表，实现网络之间的最短路径选择。
首先，OSPF协议使用一个特殊的Hello报文来建立邻居关系。
当OSPF路由器被配置为OSPF路由器并启动时，它将向相邻路由器发送Hello报文，以确认对方是否也是OSPF路由器，并建立邻居关系。
Hello 报文还包含了一些其他的信息，如路由器ID、网络类型等。
建立邻居关系后，OSPF路由器将开始交换链路状态信息（LSA）。
每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库（LSDB），其中存储了网络拓扑和链路状态的信息。
路由器将通过将LSA广播到整个OSPF区域来交换LSA，并在收到的LSA中更新其链路状态数据库。
链路状态信息包括了路由器的ID、邻接路由器的ID、链路的状态（如开启、关闭等）、链路的带宽等。
在交换链路状态信息的过程中，OSPF使用Dijkstra算法来计算出最短路径。
Dijkstra算法将使用下面的几个参数来计算路径的开销：-路由器的ID-链路的带宽-路由器到邻接路由器的开销-链路连接状态利用这些参数，OSPF路由器将计算出从源路由器到所有其他路由器的最短路径，并将结果存储在路由表中。
OSPF路由器将通过路由表选择最佳路径来转发数据包。
此外，OSPF还支持网络分割和级别的概念。
网络分割意味着将大的OSPF网络划分为多个区域，每个区域有一个主要的路由器来处理该区域内部的路由选择。
级别是指区域之间的层次结构，底层的区域将汇总上层的信息，以减少网络的规模。
OSPF协议具有以下优点：-支持大规模网络：OSPF可以处理复杂的网络拓扑，适用于大型企业网络和因特网。
-支持快速收敛：OSPF可以快速适应网络拓扑的变化，重新计算最短路径并更新路由表。
OSPF协议原理与配置详解
网络类型
点到点网络(point-to-point)
链路层封装 PPP/HDLC协议
广播网络(broadcast )
链路层封装 Ethernet/FDDI/Token Ring
网络类型
NBMA网络(Non-Broadcast Multi-Access)
FR/ATM/X.25
点到多点网络(point-to-multipoint)
等值路由：OSPF支持到同一目的地址的多 条等值路由。在RIP中也有。
OSPF协议概述（3）
路由分级：OSPF使用4类不同的路由，按 优先顺序分别是:区域内路由、区域间路由、 第一类外部路由、第二类外部路由。
支持验证：它支持基于接口的报文验证以 保证路由计算的安全性。
组播发送：OSPF在有组播发送能力的链路 层上以组播地址发送协议报文，即达到了 广播的作用，又最大程度的减少了对其他 网络段设备的干扰。（224.0.0.5）
OSPF和RIP的比较（2）
只有当链路状态发生变化时，路由器才用 洪泛法向所有路由器发送此信息。而RIP不 管网络拓扑有无发生变化，路由器之间都 要定期交换路由器表的信息。
基本的OSPF协议
Router ID：一个32bit的无符号整数，是一 台路由器的唯一标识，在整个自治系统内 惟一。一般是手工配置。
由32位数组成，在AS内唯一。这个Router ID 一般需要手工配置，一 般将其配置为该路由器的某个接口的IP地址。由于IP地址是唯一的，所 以这样就很容易保证Router ID 的唯一性。在没有手工配置Router ID 的 情况下，一些厂家的路由器支持自动从当前所有接口的IP 地址自动选举 一个IP 地址作为Router ID。
的路由。
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路由器-OSPF简单及复杂多域配置OSPF的基本配置
【需求】
两台PC所在网段，通过两台使用OSPF协议的路由器实现互连互通。
【组网图】
【验证】
RouterA和RouterB可以通过OSPF学习到对方路由信息，并可以ping通对方网段。
RouterA路由表：
[RouterA]disp ip routing-table
Routing Table: public net Destination/Mask Protocol Pre Cost Nexthop Interface
1.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoo pBack0
1.1.1.2/32 OSPF 10 1563 20.1.1.2 Seria l0/0
10.1.1.0/24 DIRECT 0 0 10.1.1.1 Ether net0/0
10.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoo pBack0
20.1.1.0/30 DIRECT 0 0 20.1.1.1 Seria l0/0
20.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoo pBack0
20.1.1.2/32 DIRECT 0 0 20.1.1.2 Seria l0/0
30.1.1.0/24 OSPF 10 1563 20.1.1.2 Seria l0/0
127.0.0.0/8 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoo pBack0
127.0.0.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoo pB
【验证】
RouterA和RouterB可以通过OSPF学习到对方路由信息，并可以ping通对方网段。
RouterA路由表：
[RouterA]disp ip routing-table
Routing Table: public net
Destination/Mask Protocol Pre Cost Nexthop Interface
1.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1
InLoopBack0
1.1.1.2/32 OSPF 10 1563 20.1.1.2
Serial0/0
10.1.1.0/24 DIRECT 0 0 10.1.1.1
Ethernet0/0
10.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1
InLoopBack0
20.1.1.0/30 DIRECT 0 0 20.1.1.1
Serial0/0
20.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1
InLoopBack0
20.1.1.2/32 DIRECT 0 0 20.1.1.2
Serial0/0
30.1.1.0/24 O_ASE 150 1 20.1.1.2 S erial0/0
127.0.0.0/8 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0
【提示】
1、建议将router id 指定和loopback 0接口地址一致。
2、network中需要使用反掩码（wildcard bits）。
3、第一种和第二种方法的区别在于：以太网接口地址的通告方法不同。
方法一在以太网上运行OSPF来通告路由，方法二通过引入直连接口的方式来通过路由。
4、关于ospf network-type的配置原则
Quidway路由器的网络类型缺省如下
链路层协议
p2p PPP、loopback
NBMA fr，x25，HDLC
p2mp 无
broadcast Ethernet
5、互连的路由器网络类型必须一致。
6、对于接口类型为NBMA的网络，由于无法通过广播Hello报文的形式发现相邻路由器，必须手工为其指定相邻路由器的IP地址：
[Quidway-ospf-1]peer 20.1.1.2
复杂些的多域OSPF配置
【需求】
在一个OSPF自治系统中ABR的配置情况。
B为ABR，区域0为骨干区域，区域1为普通区域。
【组网图】
【验证】
各路由器可以通过OSPF学习到全网的路由信息，并可以ping通对方网段。
RouterA路由表：
[RouterA]disp ip routing-table
Routing Table: public net
Destination/Mask Protocol Pre Cost Nexthop Interface
1.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1
InLoopBack0
1.1.1.2/32 OSPF 10 1563 20.1.1.2
Serial0/0
1.1.1.3/32 OSPF 10 3125 20.1.1.2
Serial0/0
10.1.1.0/24 DIRECT 0 0 10.1.1.1
Ethernet0/0
10.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1
InLoopBack0
20.1.1.0/30 DIRECT 0 0 20.1.1.1
Serial0/0
20.1.1.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1
InLoopBack0
20.1.1.2/32 DIRECT 0 0 20.1.1.2
Serial0/0
30.1.1.0/30 OSPF 10 3124 20.1.1.2
Serial0/0
40.1.1.0/24 OSPF 10 3125 20.1.1.2
Serial0/0
127.0.0.0/8 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0
127.0.0.1/32 DIRECT 0 0 127.0.0.1 InLoopBack0
【提示】
只给出只包含骨干区域和一个普通区域的配置，包含更多区域的配置与此类似。