单区域的OSPF配置
计算机网络基础8章-OSPF路由协议
授人以鱼不如授人以渔
邻居和邻接关系
朱明工作室
zhubob@
在邻居关系中， Hello报文中以下项内容必须相同 报文中以下项内容必须相同， 在邻居关系中，OSPF Hello报文中以下项内容必须相同， Hello/Dead intervals、区域ID、认证相同、stub区域 intervals、区域ID、认证相同、stub区域 标识相同， 标识相同， 对于点到点的WAN串行连接 两个OSPF路由器通常使用 串行连接， 对于点到点的WAN串行连接，两个OSPF路由器通常使用 HDLC或PPP来形成完全邻接状态 HDLC或PPP来形成完全邻接状态。 来形成完全邻接状态。 对于LAN连接 所有其他的和DR以及 连接， 以及BDR相连的路由器 对于LAN连接，所有其他的和DR以及BDR相连的路由器 形成完全邻接状态
授人以鱼不如授人以渔
DR和BDR选举过程 DR和BDR选举过程
选举过程： 选举过程：
朱明工作室
zhubob@
在和邻居建立双向通讯之后，检查邻居的Hello包中的优先级 DR和BDR字段 包中的优先级， 字段。 在和邻居建立双向通讯之后，检查邻居的Hello包中的优先级，DR和BDR字段。 从这个有参与选举DR/BDR的列表中 创建一组没有声明自己就是DR的路由器的子集 的列表中， 从这个有参与选举DR/BDR的列表中，创建一组没有声明自己就是DR的路由器的子集 只要在Hello包中 包中BDR字段就等于自己的接口的地址 优先级最高的就被选举为BDR， 字段就等于自己的接口的地址， 只要在Hello包中BDR字段就等于自己的接口的地址，优先级最高的就被选举为BDR，如 果优先级一样，RID最高的被选举为 最高的被选举为BDR。 果优先级一样，RID最高的被选举为BDR。 如果在Hello包中 字段等于自己地址 优先级最高的被选举为DR，如果优先级相等， 包中DR字段等于自己地址， 如果在Hello包中DR字段等于自己地址，优先级最高的被选举为DR，如果优先级相等， RID最高的选举为 ，如果没有路由器宣称自己是DR，那么选举的BDR就成为 。 RID最高的选举为DR，如果没有路由器宣称自己是DR，那么选举的BDR就成为DR。 最高的选举为DR 就成为DR
ospf
ospf：收集链路状态信息完全了解网络拓扑，使用spf算法自主的计算路径。
ospf特性：open 无类手动汇总层次化结构收敛快速触发更新等价负载均衡邻居表（邻接关系数据库）：领居建立过程：init state：一方组播hello包two-way state：双方收到hello包形成邻居关系exstart state：交换bdb包选举dr/bdrexchange state：交换bdb包交换lsdb摘要。
loading state：交换lsufull state：完全邻接拓朴表（lsdb，链路状态数据库）：同一区域内每个路由器的lsdb一致lsa：包含接口ip前缀、开销、优先级，包含于LSU中，遵循水平分割原则。
lsa序列号:lsa的生存周期为60分钟,30分钟定期刷新，没有被刷新lsa将会在60分钟后被丢弃ospf的五种包：hello、dbd、lsr、lsu、lsackdbd、lsr、lsu需lsack确认路由表区域：CISCO建议每个区域的路由器不应超过50台。
双层结构：中转区域：又称骨干区域或核心区域（area 0），用于流量的中转没有终端用户。
常规区域：连接终端用户用于数据的收发。
常规区域必须与骨干区域直连，常规区域间不能有直连链路。
常规区域包括标准区域、末节区域、绝对末节区域、次末节区域。
区域的设计:凭经验公司:核心层做area 0,汇聚和接入做常规区域整个ospf网络在同一个AS中ospf中的路由器指的是:接口骨干路由器：位于area 0abr：abr连接的区域数不应超过3个，abr也可以是asbrasbr：重分发配置ospf：r1（conftig)# router ospf 1r1(config)# network …………area 0(等同于ip ospf 1 area 0)验证OSPF：sh ip protocolssh ip router ospfsh ip ospf interfacesh ip ospfsh ip ospf neighbor detaildebug ip ospf eventsdebug ip ospf adjospf的网络类型(dead time=4*hello time)点到点（PPP、HDLC串口）：直接邻接，hello-time 10s2、广播（LAN）：选dr/bdr，hello-time 10sdrother与dr/bdr：邻接；drother之间：领居dr组播224.0.0.5；drother组播224.0.0.6dr的轮选：数值最大接口优先级（默认值1）ip ospf priority ？2、rid：环回地址、物理接口ip地址router-id ip address（次于优先级，ip地址可以为存在或不存在，不能指定其他路由器已有IP）dr稳定性，先到先得clear ip ospf process（清除ospf进程让dr重选；清除ospf进程邻居关系重新形成）3、ospf在nbma网络运行的公有模式：1、nbma:默认模式hello time 30s在hub-spoke拓朴，选dr/bdr，同一子网，中心路由器为dr/bdr边缘路由器（spoke）相互之间要做dlci的映射（dlci复用）中心路由器手动指定领居（如：nei 192.168.1.2 priority 0把spoke优先级设为0)2、p2m：hello time 30s同一子网，不选dr/bdr，多点fr子接口无需修改网络类型，邻接关系可以正常建立，但路由就没法学到，因此建议在多点fr子接口修改网络类型。
第五讲 路由-OSPF协议
指定路由器（DR）与备份指定路由器（BDR） 指定路由器（DR）与备份指定路由器（BDR）
• 在OSPF网络中，多路访问网段（点对点链路不 OSPF网络中 多路访问网段（ 网络中， 需要）都有一个DR和BDR与其它路由器。 需要）都有一个DR和BDR与其它路由器。 DR 与其它路由器 • 所有路由器与DR和BDR形成相邻关系，交换路 所有路由器与DR BDR形成相邻关系 DR和 形成相邻关系， 由信息。 由信息。 • OSPF路由器使用IP组播地址224.0.0.6与DR／ OSPF路由器使用IP组播地址224.0.0.6与DR／ 路由器使用IP组播地址224.0.0.6 BDR交流 BDR交流 • DR／BDR使用224.0.0.5组播地址与其它路由器 DR／BDR使用224.0.0.5组播地址与其它路由器 使用224.0.0.5 交流
自定义OSPF的参数 自定义OSPF的参数 OSPF
• 更改路由器优先级(0~255) 更改路由器优先级(0~255)
Router（config）#ip ospf priority level （ ）
• 设置线路开销（缺省开销是108 ／带宽bps） 设置线路开销（缺省开销是10 带宽bps bps）
单区域OSPF的配置实例 单区域OSPF的配置实例 OSPF
检查OSPF的运行 检查OSPF的运行 OSPF
Router#show ip protocols
•
Verifies that OSPF is configured
Router#show ip route
•
Displays all the routes learned by the router
F0/0: 192.168.1.1/24 S0/0/1:DCE 100.100.100.1/2 4 Area 5 S0/0/1:DTE 100.100.100.2/2 4
OSPF概况-1
• 路由器发送自己新的LSU
• DR/BDR
监听 洪泛
224.0.0.6,
224.0.0.5，
• DR/BDR监听到变化后
• DRother
监听
• 于是DRother就学习到了该路由信息
OSPF邻接关系的建立（1）
A 172.16.5.1/2 4 E0 172.16.5.2/24 Down State B
LSDB和LSA操作
LSDB（链路状态数据库/拓扑表）由LSA组成
LSU
LSA 路由器收到后这个条目 看他在 LSDB 中有没有 , YES 比较序列号 （ 版本号 ） 是否一样 YES 忽略LSA
A
加到 LSDB 中 收到的序列号更高 ， 说明我 的版本号更新 发送 ACK 确认给 源头说明 已经收到 YES
• OSPF中HELLO的发送方式是以组播的方式进行发送，当 DR/BDR选举完成后,DRother只和DR/BDR形成邻接关 系.从而减少逻辑链路数目。如图2，ABCE上可以看到D是 他们邻居， DRother只会和DR或者BDR形成邻居关系， DRother他们之间不会形成邻居关系. （A看到D是他的邻 居，B上面看到D是他的邻居等等，D看到ABCE是他的邻 居） • DRother只把LSU组播到地址224.0.0.6, DRother监听 224.0.0.5，看是否有新的LSU是从224.0.0.5过来的。 DR/BDR监听地址是224.0.0.6。 (例如：一台非DR或BDR路由器的网络发生状况时，他就要 发送新的LSU链路状态更新.他将LSU发送到224.0.0.6， 此时DR/BDR监听这个224.0.0.6，他收到后再把他洪泛 到224.0.0.5，其他的DRother监听224.0.0.5就能学习 到该路由信息。)
路由ospf的配置
IT Education & Training
计算机网络互联 技术
计算机系 邹瑞源
Date: 10 March 2011
IT Education & Training
OSPF简介
• 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。 • 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。
Date: 10 March 2011
IT Education & Training
OSPF简介
• 开放的国际标准 • Shortest path first (SPF最短路径优先 算法 最短路径优先) 最短路径优先 • 链路状态路由协议
Date: 10 March 2011
IT Education & Training
广播型多路访问网络
•进行DR选举 •邻居只与DR和DBR形成邻接关系
Date: 10 March 2011
IT Education & Training
必要时进行DR选举
• DR与BDR的选举取决于路由器的优先级
可通过接口配置模式 ip ospf priority 命令修改该路由器的优先级
• 如果优先级相同，则比较Router ID。
增加链路状态条目
Date: 10 March 2011
6动态OSPF路由
R2
S1/2
23.0.0.2/24
S1/2
23.0.0.3/24
R3
Loopback3 3.3.3.3/24
© 2002, Cisco Systems, Inc. All rights reserved. ICND v2.0—5-22
OSPF路由实验
• 在路由器上配置多区域OSPF路由，实现各路由器 间所有网段间的相互访问。 • 参考命令： show running show ip interface brief router ospf network show ip route show ip procotol ping traceroute
ICND v2.0—5-16
配置Loopback接口编号
• 缺省: 路由器启动时具有最高IP地址活动接口的接口地址作为 Router ID
• 如果有Loopback接口,则使用具有最高IP地址的Loopback接口的地 址作为Router ID
© 2002, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
ICND v2.0—5-17
OSPF 单区域配置例子
Router ospf 100 network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
network 10.2.2.0 0.0.0.255 area 0
© 2002, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.
Router A 10
Router C Router B
10
Router C 10 10 RouterE
RouterD Router C的最短路径优先树
Router B的最短路径优先树
OSPF概述及单区域OSPF原理
OSPF概述及单区域OSPF原理摘要：OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）协议是TCP/IP协议集中一个开放的、高性能的内部网关路由协议。
它是基于Dijkstra算法的链路状态型路由协议。
这种算法也称为最短路径优先（SPF）算法。
关键词：OSPF；网络；路由协议一、OSPF概述（一）OSPF特性OSPF协议是在大型、可扩展的网络上运行的路由协议，其特点如下：1.OSPF是自治系统内部使用的协议即内部网关协议，是基于链路状态算法的路由协议；2.使用VLSM可以有效地使用IP地址空间；3.OSPF使用组播地址发送链路状态更新；4.仅在路由发生变化时发送更新信息，而不是定期发送；5.路由收敛快——因为路由变化的信息被立即扩散而不是定期扩散，收到该信息的路由器同步地计算拓扑库；6.OSPF可以进行区域的划分，避免把链路状态更新信息向整个网络扩散，划分区域也有利于路由总结和过滤不必要的子网信息；7.OSPF支持明文及MD5两种认证方式；8.OSPF采用路径成本（Cost）值作为路径选择的依据。
（二）OSPF术语为了能够清楚地了解OSPF协议的运行过程，掌握OSPF协议的使用方法，先介绍有关OSPF协议的术语。
1.接口或链路：是指路由器与所接人的网络之间的一个连接。
可以是物理或逻辑接2.链路状态：用以描述路由器接口及其与邻居路由器的关系，这些描述包括诸如接口的P地址和掩码、接口连接的网络类型以及接口连接的网络上的其他路由器等。
所有链路状态信息构成链路状态数据库。
3.成本（Cost）：也称为链路开销，用来描述从接口发送数据包所需要花费的代价，该值与接口的带宽成反比，带宽越大开销值越小。
4.邻居：在同一个网络上有接口的路由器。
5.Hello包：OSPF协议用来建立和维持邻居关系的数据包。
6.邻接：能够相互交换链路状态信息的路由器构成邻接关系。
7.邻接关系数据库：建立起双向通信的所有邻接的邻居的列表。
华为路由器OSPF配置实例
OSPF上机-1拓扑图1、组网和区域划分如上图所示。
2.在S3526-1、AR28-1、AR28-2、S3526-2的互联接口上启用ospf路由协议；并且在每台三层设备上引入直联路由，直联路由引入按照默认的type 2类型，R1<Huawei>undo terminal monitorInfo: Current terminal monitor is off.<Huawei>system-<Huawei>system-viewEnter system view, return user view with Ctrl+Z.[Huawei]int e0/0/0[Huawei-Ethernet0/0/0]ip add 172.16.0.1 24[Huawei-Ethernet0/0/0]int e[Huawei-Ethernet0/0/0]int[Huawei-Ethernet0/0/0]int e0/0/1[Huawei-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.0.5 30 [Huawei-Ethernet0/0/1]qui[Huawei]inter[Huawei]interface loopback 0[Huawei-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32[Huawei-LoopBack0]qui[Huawei]router id 1.1.1.1[Huawei]ospf[Huawei-ospf-1]area 1[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.0.4 0.0.0.3 [Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]qui[Huawei-ospf-1]import-route direct[Huawei-ospf-1]silent-interface loopback 0 [Huawei-ospf-1]R2<Huawei>undo terminal monitorInfo: Current terminal monitor is off.<Huawei>system-viewEnter system view, return user view with Ctrl+Z. [Huawei]interface Ethernet0/0/0[Huawei-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.0.6 30[Huawei-Ethernet0/0/0]int e0/0/1[Huawei-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.0.1 30[Huawei-Ethernet0/0/1]qui[Huawei]inter loopback 0[Huawei-LoopBack0]ip add 1.1.1.2 32[Huawei]router id 1.1.1.2[Huawei]ospf[Huawei-ospf-1]area 0[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.0.0 0.0.0.3[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.2 0.0.0.0[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]qui[Huawei-ospf-1]area 1[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.0.4 0.0.0.3[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.1]qui[Huawei-ospf-1]R3<Huawei>undo terminal monitorInfo: Current terminal monitor is off.<Huawei>system-viewEnter system view, return user view with Ctrl+Z.[Huawei-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.0.2 30 [Huawei-Ethernet0/0/0]int e0/0/1[Huawei-Ethernet0/0/1]ip add 192.168.0.9 30 [Huawei-Ethernet0/0/1]qui[Huawei]inter loop 0[Huawei-LoopBack0]ip add 1.1.1.3 32[Huawei-LoopBack0]qui[Huawei]router id 1.1.1.3[Huawei]ospf[Huawei-ospf-1]area 0[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]net[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.0.0 0.0.0.3 [Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.3 0.0.0.0 [Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]qui[Huawei-ospf-1]area 2[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.2]network 192.168.0.8 0.0.0.3R4<Huawei>undo ter mInfo: Current terminal monitor is off.<Huawei>sysEnter system view, return user view with Ctrl+Z.[Huawei-Ethernet0/0/0]ip add 192.168.0.10 30[Huawei-Ethernet0/0/0]int e0/0/1[Huawei-Ethernet0/0/1]ip add 172.16.1.1 24[Huawei-Ethernet0/0/1]qui[Huawei]inter loop 0[Huawei-LoopBack0]ip add 1.1.1.4 32[Huawei-LoopBack0]qui[Huawei]router id 1.1.1.5[Huawei]ospf[Huawei-ospf-1]area 2[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.2]network 192.168.0.8 0.0.0.3[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.2]qui[Huawei-ospf-1]import-route direct cost 100(引入直连开销值为100) [Huawei-ospf-1][Huawei-ospf-1]import-route direct type 1（进入type 1 .第一类外部路由）上机2组网互联要求-1：1、链路COST值和区域划分如上图所示。
OSPF 协议
1.OSPF协议简介OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种内部网关协议（IGP），用于在大型企业网络或互联网中实现路由选择。
它是一个开放的、链路状态路由协议，旨在优化路由器之间的通信，并根据网络拓扑信息计算最短路径。
OSPF协议具有以下特点：•开放性：OSPF协议是公开的，它的工作原理和规范可以被广泛理解和应用。
这使得不同厂商的路由器可以相互通信和交换路由信息，促进了网络设备的互操作性。
•链路状态路由：OSPF协议通过在网络中广播链路状态更新来确定网络拓扑信息。
每个路由器都维护一个链路状态数据库（LSDB），其中包含有关网络中所有路由器和链路的状态信息。
基于这些信息，OSPF使用Dijkstra 算法计算最短路径，并构建路由表。
•分层和区域化：OSPF协议将网络划分为不同的区域（Area），每个区域内部的路由器使用区域内链路状态数据库进行路由计算，而不需要了解整个网络的拓扑。
这种分层和区域化的设计减少了路由器之间的通信量，提高了网络的可扩展性。
•动态适应性：OSPF协议能够根据网络的变化自动调整路由，以适应链路的故障、拓扑的变化或带宽的变化。
当网络发生改变时，路由器会通过链路状态更新通知其他路由器，并更新各自的链路状态数据库，从而重新计算最短路径。
OSPF协议在大型企业网络和互联网中被广泛应用，特别适用于要求快速收敛、具备高可靠性和可扩展性的网络环境。
它提供了灵活的路由控制和路由优先级设置，使网络管理员能够根据具体需求进行网络设计和优化。
2.OSPF协议的工作原理OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种基于链路状态的路由协议，它通过交换链路状态信息来计算最短路径并构建路由表。
以下是OSPF协议的工作原理的概要：1.邻居发现：OSPF协议运行在每个支持OSPF的路由器上。
当路由器启动时，它会发送Hello报文来发现和识别相邻的OSPF路由器。
专题11-OSPF组网方案v1.1(ok)
序列号
t1 (10.1.1.0 DOWN)
t2 (10.1.1.0 DOWN)
t0 (10.1.1.0 DOWN)
t3 (10.1.1.0 DOWN) t3 (10.1.1.0 DOWN)
t0 (10.1.1.0 DOWN)
▪ 这些信息从一台路由器传送到另一台路由器，每台路 这些信息从一台路由器传送到另一台路由器， 由器都作一份信息拷贝，但是决不改动信息。 由器都作一份信息拷贝，但是决不改动信息。 ▪ 最终目的是每台路由器都有一个相同的有关互联网络 的信息， 的信息，并且每台路由器可以独立地计算各自的最优 路径。 路径。
5
解决方案
网络拓扑
▪ 整个移动公司路由网总体拓扑用层次模型架构，以 整个移动公司路由网总体拓扑用层次模型架构， 公司总部为核心层，各分部是接入层。 公司总部为核心层，各分部是接入层。总部路由器 为各部提供远程接入。 为各部提供远程接入。各分部通过一个接入路由器 连接到公司总部。 连接到公司总部。
V1.1 ©2010,蓝狐网络版权所有，未经授权不得使用与传播. 17
链路状态数据库
链路状态路由选择协议的第三个主要任务是建立链 路状态数据库。 路状态数据库。 LSA包括两类通用信息： 包括两类通用信息： 包括两类通用信息
▪ 路由器链路信息—使用三元组（路由器ID、邻居ID、 路由器链路信息—使用三元组（路由器ID、邻居ID、 使用三元组 代价） 代价）通告路由器的邻居路由器 ▪ 端网络信息 使用三元组（路由器 、网络 、代价） 端网络信息—使用三元组 路由器ID、网络ID、代价） 使用三元组（ 通告路由器直接连接的端网络