OSPF基本配置实验原理
OSPF协议原理及配置详解
OSPF协议原理及配置详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种用于计算机网络中的内部网关协议（IGP），用于在大型网络中动态确定数据包的传输路径。
其算法基于Dijkstra最短路径算法，并支持IPv4和IPv6网络。
OSPF的工作原理如下：1. 链路状态数据库（Link State Database）：每个OSPF路由器都维护着一个链路状态数据库，其中存储了它所连接的所有网络的信息，包括链路的状态、带宽、延迟等。
每个OSPF路由器通过发送链路状态更新（Link State Update）将自己的链路状态信息告知其他路由器。
2.路由器之间的邻居关系建立：OSPF路由器之间通过邻居发现过程建立邻居关系。
当一个OSPF路由器启动时，它会向网络广播HELLO消息来寻找其他路由器。
当两个路由器之间收到彼此的HELLO消息时，它们可以建立邻居关系。
3. 路由计算：每个OSPF路由器通过收集链路状态信息来计算最短路径。
路由器将链路状态信息存储在链路状态数据库中，并使用Dijkstra 最短路径算法来确定到达目标网络最短路径。
4.路由更新：当链路状态发生变化时，OSPF路由器将会发送更新消息通知其他路由器。
其他路由器接收到更新消息后，会更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。
OSPF的配置如下：1. 启用OSPF协议：在路由器配置模式下使用"router ospf"命令启用OSPF协议。
2. 配置区域（Area）：将网络划分为不同的区域。
在配置模式下使用"area <区域号> range <网络地址> <网络掩码>"命令将网络地址加入到区域中。
3. 配置邻居：使用"neighbor <邻居IP地址>"命令来配置OSPF邻居关系。
邻居IP地址可以手动配置或通过HELLO消息自动发现。
OSPF协议的基本原理及其仿真
OSPF协议的基本原理及其仿真OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态算法的内部网关协议（IGP），广泛应用于大规模的企业网络和互联网中。
本文将介绍OSPF协议的基本原理，包括其工作机制、路由选择算法以及如何进行仿真实验。
一、OSPF协议的基本原理OSPF协议是一种开放的、自治的链路状态路由协议。
其设计目标是在大规模网络环境下提供高效稳定的路由选择，并具备快速收敛的能力。
1. 链路状态生成OSPF协议将网络拓扑抽象成一张连接关系图，其中每个路由器都维护着自己所连接的链路的状态信息。
链路状态包括链路的带宽、延迟、可用性等信息。
2. 路由计算OSPF协议采用Dijkstra算法对链路状态进行计算，用于确定最短路径。
每个路由器将自己所连接的链路状态广播给网络中的其他路由器，从而使每个路由器都获得完整的链路状态数据库（LSDB）。
3. 路由选择根据链路状态数据库，每个路由器使用Dijkstra算法计算出到达目标路由器的最短路径，并将其添加到路由表中。
路由表包括下一跳信息和目标路由器的子网掩码。
4. 路由更新与收敛OSPF协议采用广播方式传输链路状态更新信息，当网络拓扑发生变化时，路由器会发送链路状态更新报文通知其他路由器，从而使得整个网络中的路由表保持最新状态。
OSPF协议具备快速收敛的能力，可以快速适应网络变化，保持路由表的一致性。
二、OSPF协议的仿真实验为了更好地理解和验证OSPF协议的原理，我们可以利用仿真工具进行实验。
本文以GNS3为例，介绍如何使用GNS3搭建基于OSPF协议的网络拓扑，并进行路由选择实验。
1. 环境准备首先，需要安装并配置GNS3仿真环境。
GNS3是一款强大的网络仿真软件，可以模拟实际的网络设备并进行虚拟化实验。
在准备好GNS3后，需要下载并导入相关路由器的镜像文件，如Cisco IOS等。
2. 拓扑设计根据实验需求，设计一个包含多个路由器和链路的网络拓扑。
OSPF的基本工作原理
Hello报文
用于发现和建立邻居关系，通 过定期发送Hello报文来维护 邻居关系。
路由表报文
用于在OSPF区域内传递路由 信息，实现路由表的同步。
链路状态请求报文
用于请求其他路由器发送缺失 的链路状态记录，以完成链路 状态数据库的同步。
03 OSPF路由计算
OSPF路由表的生成
01
生成OSPF路由表
OSPF路由的优选原则
最短路径
01
OSPF路由器在选择最佳路径时，会优先选择路径长度最短的路
径。
稳定性
02
OSPF路由器还会考虑路径的稳定性，通常会选择经过的路由器
数量最少、网络带宽最高、负载最轻的路径。
可靠性
03
在选择路径时，OSPF路由器还会考虑路径的可靠性，优先选择
经过的路由器和链路状态更好的路径。
路由更新
当网络拓扑发生变化时，OSPF路由器会发送链路状态更 新报文，通知其他路由器网络变化情况，其他路由器会更 新自己的链路状态数据库和路由表。
OSPF协议的消息类型和交换方式
链路状态更新报文
用于同步链路状态信息，当网 络发生变化时，发送链路状态 更新报文通知其他路由器。
数据库描述报文
用于描述链路状态数据库的内 容，帮助其他路由器快速同步 链路状态数据库。
02
数据库同步
OSPF路由器通过收集网络中的链路 状 Nhomakorabea信息，构建一个链路状态数据库 ，并根据该数据库生成OSPF路由表 。
当网络发生变化时，OSPF路由器会 通过数据库同步机制，将链路状态信 息更新到其他OSPF路由器中，确保 所有路由器的链路状态数据库保持一 致。
03
路由计算
OSPF路由器根据链路状态数据库中 的信息，按照一定的算法计算出到达 各个目的网络的最佳路径，并将这些 路径添加到OSPF路由表中。
简述ospf工作原理
简述ospf工作原理
OSPF的工作原理是基于链路状态的路由算法。
它使用信标（Hello）消息来建立、维护和验证邻居关系，并通过链路状态更新（LSU）消息来广播链路状态信息。
以下是OSP的工作原理的简要描述：
1. 邻居发现：路由器通过发送Hello消息来发现相邻的OSPF 路由器，并建立邻居关系。
Hello消息包含发送路由器的IP地址、区域ID和Hello间隔等信息。
2. 状态同步：邻居关系建立后，相邻的路由器交换链路状态信息，即每个路由器将其所知道的链路状态信息记录在链路状态数据库（LSDB）中，并使用数据库描述（DBD）消息进行交换。
该过程确保所有的路由器都拥有相同的链路状态信息。
3. 最短路径计算：每个路由器在获得完整的链路状态信息后，使用Dijsktra算法计算出到达所有目的地的最短路径树，这个树被称为最短路径树（SPF Tree）。
4. 路由更新：每个路由器根据最短路径树生成路由表，并将路由更新信息以链路状态更新（LSU）消息的形式发送给相邻的路由器。
这样，所有的路由器都能够互相交换自己的路由表，并将其更新到本地的路由表中。
5. 路由选择：根据本地路由表中的路由信息，路由器可以根据某种路由选择策略选择最佳的路由进行数据转发。
通过使用这种基于链路状态的路由算法，OSPF能够实现快速收敛、网络拓扑灵活性以及容错性。
同时，在OSPF网络中，每个区域之间可以通过区域边界路由器（ABR）进行连接，并在多区域网络中实现更高效的路由。
路由协议实验(RIP,OSPF)
实验二、路由协议实验（RIP,OSPF）
一.实验目的
常见的路由协议有静态RIP，OSPF等，静态路由一般用于较小的网络环境，RIP一般用于不超过15台路由器的环境，OSPF常用于大型的网络环境，是目前主流的网络路由协议之一。
二.实验内容和要求
1.如何配置路由器，并掌握基本的命令
2.学习常见的网络路由协议配置方法
三.实验主要仪器设备和材料
AR28路由器、AR18路由器，一台PC机。
四.实验结果截图
组别为13组，我们作为分组1
(1)RIP实验
1.AR28-1路由表
3.可以PING 通
(2)OSPF实验
1.AR28-1路由表
2.可以PING 通
五、RIP,OSPF的工作原理
RIP是距离矢量路由协议，它通过交换明确的路由来达到全网互通，即是说他所获得的路由都是通过邻居发送过来的。
类似于问路的时候沿路打听。
OSPF是链路状态路由协议，他不发送路由信息。
而是通过发送链路状态LSA来独自计算路由条目。
类似GPS发送给对方方位后具体怎么走是本地系统计算出来的。
六、思考题
1、答：可以同时配置。
OSPF的优先级较高，所以OSPF协议生效。
OSPF路由协议配置55620
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。
eNSP——OSPF的基础配置
检查ospf接口通告是否正确 DR是指定路由器BDR是备份路由器 在R2和R3上做相应配置，与R1相同。 查看ospf单区域的配置结果 现在我们就试试，看看PC间能不能ping通
接着使用area命令创建区域并进入ospf区域视图因为是单区域配置所以使用骨干区域即0区域
eNSP——OSPF的 基 础 配 置
原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
模拟实验：
拓扑图：
实验编址：
1.基本配置 根据实验编址和拓扑图进行基本配置，并测试连通性。
2.部署OSPF网络 首先使用ospf命令创建并运行OSPF，1代表进程号 接着使用area命令创建区域并进入ospf区域视图 ，因为是单区域配置，所以使用骨干区域，即0区域 再使用network命令来指定运行OSPF的接口和接口所属的区域。 配置完后可以用 display ospf interface 命令来查看OSPF
论OSPF协议的基本原理与实现
的本质，即实现资源的共享，说到底就是实现设备间的互连与互通。
路由器是网络中非常重要的硬件设备，是网络互连的基石，没有它的存在，网络互连便无从谈起。
路由器和路由器之间会运行路由协议来学习彼此的网络，从而达到网络的互通。
常见的路由协议有很多种，可以从如下几个方面对其进行分类，按照路由协议所使用的算法来分，有距离矢量型路由协议和链路状态型路由协议，它们的典型代表分别是RIP和OSPF；按照路由作用的范围来分，有内部网关路由协议和外部网关路由协议，简称IGP和EGP，它们的典型代表分别是OSPF和BGP；按照路由来源来分，有直连路由、静态路由和动态路由，直连路由由路由器接口IP地址所在的网络组成；静态路由由管理员手工配置完成，优缺点明显；动态路由是路由器运行动态路由协议学习到的路由。
本文探讨的OSPF路由协议是一种典型的链路状态型内部网关动态路由协议。
OSPF路由协议的主要特点如下：没有路由跳数的限制，OSPF不像RIP那样具有最大15跳的限制，这样OSPF就可以被应用在一个较大规模的网络之中；OSPF使用组播而非广播来更新变化的路由和网络信息，太多的广播会带来网络性能的下降以及设备资源的损耗；路由收敛速度较快；以开销作为度量值，可以防止以跳数作为度量值所带来的次优路径等问题；采用SPF算法可以有效的避免环路，虽然RIP协议采用了很多补救措施来防止环路，但不可否认的是RIP协议从算法上就存在劣根性，因此无法保证没有环路，而OSPF采用最短路径优先算法，可以确保区域内无环路，区域间无环路则是通过连接骨干区域来解决；OSPF在互联网上被大量使用，是运用最广的路由协议。
除此之外，OSPF还支持VLSM，支持加密认证，安全等级更高，支持CIDR，可以轻松完成路由的汇总，从而减小路由表的规模。
有以下几点，一是减少区域内LSDB的规模，LSDB又称为链路状态数据库，LSDB规模越大，其对路由器性能的损耗就越大，缩小LSDB规模可以使得运行OSPF协议的路由器门槛更低。
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对于基本的OSPF配置，需要进行的操作包括：
●配置Router ID
●启动OSPF
●进入OSPF区域视图
●在指定网段使能OSPF
1配置Router ID
路由器的ID是一个32比特无符号整数，采用IP地址形式，是一台路由器在自
治系统中的唯一标识。
路由器的ID可以手工配置，如果没有配置ID号，系统
会从当前接口的IP地址中自动选一个较小的IP地址作为路由器的ID号。
手工
配置路由器的ID时，必须保证自治系统中任意两台路由器的ID都不相同。
通
常的做法是将路由器的ID配置为与该路由器某个接口的IP地址一致。
请在系统视图下进行下列配置。
表1-1配置路由器ID号
为保证OSPF运行的稳定性，在进行网络规划时，应确定路由器ID的划分并
手工配置。
说明：
OSPF启动后修改的Router ID，需要重新启动OSPF进程之后，Router ID才能在OSPF 中生效。
2启动OSPF
OSPF支持多进程，一台路由器上启动的多个OSPF进程之间由不同的进程号
区分。
OSPF进程号在启动OSPF时进行设置，它只在本地有效，不影响与其
它路由器之间的报文交换。
请在系统视图下进行下列配置。
表1-2启动/关闭OSPF
缺省情况下，不运行OSPF。
启用OSPF时，需要注意：
●如果在启动OSPF时不指定进程号，将使用缺省的进程号1；关闭OSPF
时不指定进程号，缺省关闭进程1。
●在同一个区域中的进程号必须一致，否则会造成进程之间的隔离。
●当在一台路由器上运行多个OSPF进程时，建议用户使用以上命令中的
router-id为不同进程指定不同的Router ID。
●以上命令中的vpn-instance用于将OSPF进程与VPN实例进行绑定，
用于MPLS VPN解决方案，详细介绍请参考本手册的“VPN”部分。
3进入OSPF区域视图
OSPF协议将自治系统划分成不同的区域（Area），在逻辑上将路由器分为不
同的组。
在区域视图下可以进行区域相关配置。
请在OSPF视图下进行下列配置。
表1-3进入OSPF区域视图
区域ID可以采用十进制整数或IP地址形式输入，但显示时使用IP地址形式。
在配置同一区域内的OSPF路由器时，应注意：大多数配置数据都应该对区域
统一考虑，否则可能会导致相邻路由器之间无法交换信息，甚至导致路由信息
的阻塞或者产生路由环。
4在指定网段使能OSPF
在系统视图下使用ospf命令启动OSPF后，还必须指定在哪个网段上应用
OSPF。
请在OSPF区域视图下进行下列配置。
表1-4在指定网段使能OSPF
一台路由器可能同时属于不同的区域（这样的路由器称作ABR），但一个网段只能属于一个区域。