不同物理网络结构的OSPF配置
面试题及答案ospf
面试题及答案ospfOSPF（开放最短路径优先）是一种内部网关协议（IGP），用于在单个自治系统（AS）内部分发路由信息。
以下是一些关于OSPF的面试题目及答案：问题 1：什么是OSPF？答案：OSPF是一种基于链路状态的路由协议，用于在IP网络中交换路由信息。
它属于内部网关协议（IGP），主要用于自治系统内部的路由。
OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并能够快速适应网络拓扑的变化。
问题 2：OSPF中的LSA是什么？答案：LSA（链路状态通告）是OSPF中的一种数据结构，用于描述路由器的链路状态。
每个运行OSPF的路由器都会生成LSA，并将其洪泛到整个自治系统中。
LSA包含了足够的信息，以便其他路由器能够构建一个完整的网络拓扑图。
问题 3：OSPF中的邻居关系是如何建立的？答案：OSPF通过使用Hello协议在相邻的路由器之间建立邻居关系。
一旦两台路由器彼此确认了对方的存在，它们就会交换链路状态信息。
这个过程包括三个步骤：成为邻居、交换DBD（数据库描述）包和确认LSA（链路状态通告）。
问题 4：OSPF中的区域是什么？答案：在OSPF中，一个区域（Area）是一组可以相互通信的路由器的集合。
使用区域可以减少路由计算的复杂性，并且可以隔离拓扑变化，避免其影响到整个自治系统。
一个OSPF网络可以包含多个区域，其中每个区域都有一个唯一的32位区域标识符。
问题 5：OSPF中的DR（指定路由器）和BDR（备份指定路由器）有什么作用？答案：在多接口路由器连接到同一个广播或NBMA（非广播多路访问）网络时，OSPF会选举一个DR（指定路由器）和BDR（备份指定路由器）。
DR和BDR的作用是作为其他路由器之间的转发器，以优化LSA的洪泛过程，减少不必要的LSA传输，从而提高效率。
问题 6：OSPF中的类型1、2和5 LSA分别代表什么？答案：- 类型1 LSA：由自治系统边界路由器（ASBR）生成，描述了通往自治系统外目的地的路由。
路由器动态路由协议单区域OSPFv2配置
路由配器置动单态区路第域由一OS协章P议FvO2SPF 概述
2019/12/2
青岛大学计算机科学技术学院 云红艳
OSPF协议
OSPF开放最短路径优先协议是典型的链路状态协议, 是目前应用 最广泛的内部网关路由协议之一。
OSPF现行的RFC版本是1998年在RFC2328发布的OSPFv2规范；1999 年发布了用于IPv6的OSPFv3。本节实验我们介绍OSPFv2的配置。
Server0配置 IP地址：192.168.2.2 子网掩码：255.255.255.0 网关：192.168.2.1
青岛大学计算机科学技术学院 云红艳
在交换机S3560上创建Vlan并划分端口：
Switch#conf t
Switch(config)#hostname SW
SW(config)#vlan 10
实验设备及网络拓扑:
2台2811路由器； 1台3560交换机； 1台PC；1台Server; 直通线、交叉线、DCE串口线
青岛大学计算机科学技术学院 云红艳
动态路由协议OSPF配置
实验步骤:
建立Packet Tracer拓扑。 为2台路由器添加带有2个高速串口的广
域网接口卡WIC-2T模块，使用DCE串口线 连接两个路由器，路由器R0的串口配置 时钟频率64000。 在三层交换机上创建Vlan10（连接主机 ）和Vlan20（连接R1）。 在交换机3560上配置OSPF路由协议。 在路由器R0、R1上配置OSPF路由协议。 将PC0、PC1主机默认网关设置为直连网 络设备接口的IP地址。 验证PC0和PC1之间的通信。
青岛大学计算机科学技术学院 云红艳
查看交换机S3560路由配置：
【网络工程】OSPF协议
OSPF协议目录1．概述 (3)2．SPF算法 (3)3．OSPF协议原理 (5)3．1 自治系统的分区 (5)3．2 区域间路由 (6)3．3 Stub区和自治系统外路由 (6)3．4 DR和BDR (6)4．OSPF报文 (7)4．1 OSPF协议报文 (7)4．2OSPF包承载的内容 (9)5．OSPF协议的运行 (10)5．1Hello协议的运行 (10)5．2 DR和BDR的产生 (10)5．3链路状态数据库的同步 (11)5．4路由表的产生和查找 (11)1．概述OSPF协议是由Internet网络工程部(IETF)开发的一种内部网关协议(IGP)，即网关和路由器都在一个自治系统内部。
OSPF是一个链路状态协议或最短路径优先(SPF)协议。
虽然该协议依赖于IP环境以外的一些技术，但该协议专用于IP，而且还包括子网编址的功能。
该协议根据IP数据报中的目的IP地址来进行路由选择，一旦决定了如何为一个IP数据报选择路径，就将数据报发往所选择的路径中，不需要额外的包头，即不存在额外的封装。
该方法与许多网络不同，因为他们使用某种类型的内部网络报头对UDP进行封装以控制子网中的路由选择协议。
另外OSPF可以在很短的时间里使路由选择表收敛。
OSPF还能够防止出现回路，这种能力对于网状网络或使用多个网桥连接的不同局域网是非常重要的。
在运行OSPF 的每一个路由器中都维护一个描述自治系统拓扑结构的统一的数据库，该数据库由每一个路由器的局部状态信息（该路由器可用的接口信息、邻居信息）、路由器相连的网络状态信息（该网络所连接的路由器）、外部状态信息（该自治系统的外部路由信息）等组成。
每一个路由器在自治系统范围内扩散相应的状态信息。
所有的路由器并行运行同样的算法，根据该路由器的拓扑数据库构造出以它自己为根节点的最短路径树，该最短路径树的叶子节点是自治系统内部的其它路由器。
当到达同一目的路由器存在多条相同代价的路由时，OSPF能够实现在多条路径上分配流量。
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
第10章 动态路由三(ospf协议)
[SYS]undo ospf [process-id]
17
OSPF基本配置指令2:配置区域
配置/取消OSPF区域(OSPF视图) [SYS-ospf-1]area area-id [SYS-ospf-1]undo area area-id
area-id为区域号，每个区域有唯一的编号，
ABR产生。
含有ABR与本地内部路由器连接信息，用于在 区域间传递路由信息。它通常汇总缺省路由而 不是传送汇总的OSPF信息给其他网络。
12
OSPF链路状态公告类型（con.1)
注意： TYPE 4(ASBR Summary LSA)： 4. LSA 由ABR产生 只有LSA TYPE 1和LSA TYPE 2是链
9
OSPF协议工作原理 (con.1)
4. 计算路由表:依据完整的链路状态数据库的内 容，独立地用SPF算法计算出到每一个目的网 络的路径，并将路径存入路由表中。 5. 维护路由信息 ：当链路状态发生变化时， OSPF通过泛洪(Flooding)通告网络上其他路 由器。（注意：这一点与RIP不同）
11
OSPF链路状态公告类型
1. LSA TYPE 1(Router LSA) 每台运行OSPF的 路由器都会生成LSA TYPE 1。
描述本路由器运行OSPF接口的状态和代价。 一个边界路由器可能产生多个LSA TYPE 1。 2. LSA TYPE 2(Network LSA)：由DR产生。 含有连接某个区域路由器的所有链路状态和代 价信息。只有DR可以监测该信息 3. LSA TYPE 3(Network Summary LSA)：由
ID，不同设备商选择原则可能不一样
5
区域 (Area)
OSPF多区域路由配置实验
【网络拓扑结构图】【实验步骤】步骤1.(1)在GNS3中按照上图把网络拓扑图配置好(2)配置路由器模块右键点击路由器(west)图标，选中“配置”→“插槽”，进行如下图设置后，点击“OK”右键点击路由器(east)图标，选中“配置”→“插槽”，进行如下图设置后，点击“OK”右键点击路由器(R1)图标，选中“配置”→“插槽”，进行如下图设置后，点击“OK”右键点击路由器(R2)图标，选中“配置”→“插槽”，进行如下图设置后，点击“OK”(3)配置各PC机网络接口(PC1与PC2的配置方法一样，但是端口不一样)右键点击PC1图标，选中“配置”→“NIO UDP”，进行如下图设置后，点击“添加”后再点击“OK”。
(4)连接设备按下表把设备的端口连接好步骤2:(1)点击“开始”按钮，运行所有机器。
右键点击路由器(west)图标，选中“console”,等待路由器初始化后，开始进行如(2)查看配置好的路由器接口信息，显示如下图：(3)查看配置好的ospf步骤3：右键点击路由器(east)图标，选中“console”,等待路由器初始化后，开始进行如下配置：查看配置好的路由器接口信息，显示如下图：查看配置好的ospf 200信息，显示如下图：步骤4：右键点击路由器(R1)图标，选中“console”,等待路由器初始化后，开始进行如下配置：查看配置好的路由器接口信息，显示如下图：步骤5：右键点击路由器(R2)图标，选中“console”,等待路由器初始化后，开始进行如下配置：查看配置好的路由器接口信息，显示如下图：步骤6：检查路由器（R1）中的生成的路由信息,显示如下图：检查路由器（west）中的生成的路由信息,显示如下图：检查路由器（R2）中的生成的路由信息,,显示如下图：检查路由器(east)中的生成的路由信息.步骤7：通过VPCS虚拟机，为每个PC机配置IP地址和网关参数步骤8：检查主机间的通信，PC1和PC2可以互相ping通,显示如下图：用主机PC2 去ping各个网段，可以ping通,显示如下图：用路由器（R2）去ping各个网段也可以ping通,其他路由器同理。
OSPF网络类型总结
OSPF网络类型总结ospf网络类型总结在ospf协议中，为了能够适应2层不同的网络环境，定义了5种ospf网络类型。
相同的ospf网络类型将可以影响：①ospf协议的工作行为（ospf报文如何发送---单播/组播，是否需要选举dr/bdr）②ospf协议如何叙述网络拓扑（相连设备的互连USB的ospf网络类型一定必须一致，这样就可以确保两个USB对网络拓扑叙述的一致性）1.第2层封装为hdlc或ppp在该情况下，USB预设的ospf网络类型为point-to-point。
ospf的point-to-point网络类型存有以下特点：①hello报文发送到组播地址224.0.0.5，邻居可以自动发现②不选举dr/bdr③预设hello计时器为10秒、dead计时器为40秒2.第2层PCB为ethernet在该情况下，接口默认的ospf网络类型为broadcast。
ospf的broadcast网络类型有以下特点：①hello报文发送到多播地址224.0.0.5，邻居们可以自动辨认出②议会选举dr/bdr③默认hello计时器为10秒、dead计时器为40秒注：在选举dr过程中，会开启wait计时器（默认wait_time=dead_time，它们同步改动），只要在该计时器时间内启动的路由器则根据{优先级，rid}去议会选举dr。
因此我们通常可以看见路由器间的状态比较长时间（wait计时器的时间）的逗留在2-way状态。
dr/bdr选举原则：①首先根据该USB的ospf优先级（预设为1，值域范围0～255，其中0则表示不参予dr议会选举）router（config-if）#ipospfprioritynumber②若接口优先级一样，则比较路由器的routerid。
rid大的为dr，次之则为bdr。
dr的议会选举不为抢占市场的，当dr故障时，bdr沦为代莱dr。
原因：为了稳定性考量，因为dr可以产生一条特定的lsa（type2lsa）；因此如果dr发生改变，则将产生代莱lsa，lsdb变化，引致路由再次排序。
[知识]ospf百科
OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interio r Gateway Protocol,简称IGP)，用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。
与RIP相对，OSPF是链路状态路由协议，而RIP是距离矢量路由协议。
一。
OSPF起源I E T F为了满足建造越来越大基于I P网络的需要，形成了一个工作组，专门用于开发开放式的、链路状态路由协议，以便用在大型、异构的I P网络中。
新的路由协议以已经取得一些成功的一系列私人的、和生产商相关的、最短路径优先( S P F )路由协议为基础，S P F在市场上广泛使用。
包括O S P F在内，所有的S P F路由协议基于一个数学算法—D i j k s t r a算法。
这个算法能使路由选择基于链路-状态，而不是距离向量。
O S P F由I E T F在2 0世纪8 0年代末期开发，O S P F是S P F类路由协议中的开放式版本。
最初的O S P F规范体现在RFC 11 3 1中。
这个第1版( O S P F版本1 )很快被进行了重大改进的版本所代替，这个新版本体现在RFC 1247文档中。
RFC 1247 OSPF称为O S P F版本2是为了明确指出其在稳定性和功能性方面的实质性改进。
这个O S P F版本有许多更新文档，每一个更新都是对开放标准的精心改进。
接下来的一些规范出现在RFC 1583、2 1 7 8和2 3 2 8中。
O S P F版本2的最新版体现在RFC 2328中。
最新版只会和由RFC 2138、1 5 8 3和1 2 4 7所规范的版本进行互操作。
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。
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。
园区网OSPF规划
6.3 OSPF 协议基本规划
OSPF 网络协议在所有内部网关协议中是比较复杂的一种，这种复杂性和 OSPF 的协议 原理密切相关，那么在设计园区网中的 OSPF 我们具体需要考虑哪几方面的问题呢？在本节 中将会为您一一介绍。
6.3.1 保持 OSPF 数据库的稳定性： Router-id 的选择
在绝大部分的情况下，园区网中的非骨干区域中都仅仅需要知道默认路由出口在哪里， 因此锐捷网络推荐把非骨干区域统一设置成完全末梢区域，这样将极大的精简非骨干区域内 部路由器的路由条目数量，并且减少区域内部 OSPF 交互的信息量。对于极少数存在特殊需 求的网络，请根据实际情况灵活使用几种区域类型。
6.3.4 骨干区域路由器的路由表项优化：非骨干区域 IP 子网规划和路由汇总
值得注意的是在施工中对于非骨干区域的 AREA 号定义，锐捷网络推荐使用 AREA 10 ,20 ,30…来递增，这样可以提供 AREA 号上的冗余，便于客户增加区域。
6.3.3 非骨干区域内部路由器的路由表项优化： 特殊区域的使用
前一节讲到在 OSPF 的非骨干区域中使用的一般都是较为低端的三层交换机，其产品定 位使得其不可能承受过多的路由条目，为了精简其路由条目数量可以采用一些特殊区域模式 来进行路由表项的优化。锐捷网络产品支持 OSPF 协议中定义的全部三种特殊区域模型：末 梢区域（Stub Area），完全末梢区域（Totally Stub Area）和非完全末梢区域（NSSA Area）。
不过在调整 cost 值之前还有一项必须要做的工作。因为 OSPFv2 出现的时间较早，没有 考虑到带宽的飞速发展，因此缺省情况下，OSPF 计算 cost 值使用的参考带宽为 100M，也就 是说缺省情况下，OSPF 把 100M 带宽以上的端口统统认为其 cost 是 1。很明显，在网络骨干 带宽迈向 10T 的今天已经显得非常的不合时宜。幸运的是锐捷网络设备提供了更改参考带宽 的功能，使用 auto-cost reference-bandwidth 命令选择一个合适的参考带宽成为 OSPF 网络建 设中必须要做的一项工作。
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缺省情况下，OSPF按不同介质划分成下列三类网络:
广播网络(以太网、令牌环网、FDDI)
非广播多路访问网络(SMDS、帧中继、X.25)
点对点网络(HDLC、PPP)
对以上任一类型网络都可以进行配置。X.25和帧中继可选择映像配置，允许OSPF在 其上
以广播型运行。
配置OSPF网络类型 可以不考虑缺省的介质类型，选择配置OSPF网络类型为广播型或非
广播多路访问类 型。利用这一点，可将广播网络配置为非广播多路访问网络，例如当网络
中有不支持多目广播传送地址的路由器时，同样也可将非广播多路访问网络(如X.25、帧中
继和SMDS)设置为广播网络，这就不用再去配置邻居，参看“为非广播型网络配置OSPF”
部分。
将非广播、多路访问网络设置为广播型或非广播型网络，则在每一路由器至另一其他路由器
之间存在虚拟电路或全网格网络。但在某些情况下并非如此，如开销约束或只有部分网格网
络时。这时，可将OSPF网络类型设置为一对多接口网络。未直接连接的两路由器之间通
过虚拟电路互通。值得注意的是，在使用这一特性时，则不必设置邻机。
OSPF一对多点接口point-to-multipoint是具有一个或多个邻机的编号的点对点接口，它建
立多主机路由。与非广播多路访问和点对点网络相比，OSPF一对多接口网络具有以下优点:
一对多接口更易于设置，因为它不需要设置邻机命令，只需要一个IP子网，所以不必分配
路由选择。
不需要全网格拓朴结构，开销较小。虚拟电路失效时仍能连接，可靠性更高。
虚拟电路失效时仍能连接，可靠性更高。
要配置OSPF网络类型，在接口配置模式下执行下列命令:
命令 作用
ip ospf network{broadcast|non-broadcast|
[non-broadcast]}}
为特定接口设置OSPF
网络类型。
有关OSPF一对多接口网络的示例请参看本章尾部的“OSPF 一对多接口示例”一节。
配置一对多广播网络在一对多接口、广播网络中没有必要指定邻居。但可以使用neighbor
命令指定邻居，在这种情况下还应该指定到邻居的开销。
在此特性之前，某些OSPF一对多接口协议传输被作为群播看待。因此，neighbor命令对
于一对多接口是不需要的，因为群播管理传输。握手、更新及通告都通过群播来发送。尤其
是群播握手能动态发现所有邻居。
在任何一对多接口中（无论是广播还是非广播的），Cisco IOS软件都假定到每一个邻居的
开销是相等的。此开销用ip ospf cost 命令配置。实际上，到达每一个邻居的带宽是不同的，
因此开销也应该是不同的。使用该特性，可以为每个邻居配置独立的开销。该特性只适用于
一对多接口。
为了将一个接口当作一对多广播看待，并为每个邻居赋予一个开销，在接口配置方式下执行
下列命令：
步
骤
命令 作用
1
ip ospf network
point-to-multipoint
为广播介质配置一对多接口。
2 Exit
使全局配置方式有效。
3 Router ospf process-id
配置OSPF路由选择进程，并进入路由配置方
式。
4
Neighbor ip-address
costnumber
指定一个邻居并赋予到该邻居的开销。
5
为每个邻居重复执行步骤4，否则邻居将认为接
口开销由ip ospfcost 命令指定。
为非广播网络配置OSPF
由于可能有许多连接到OSPF网络的路由器，所以应为网络选择指定路由器。如果广播容
量未配置，在选择指定路由器时，有必要使用特定的配置参数。
这些参数只在符合要求的指定路由器或候补指定路由器( 即路由器或访问服务器的 优先权
值不为零)上进行配置。
要配置与非广播网络互联的路由器，在路由器配置模式下执行下列命令：
命令 作用
neighbor ip-address[prioritynumber]
[poll-interval seconds]
配置与非广播网络互联的路由器
或访问服务器。
必要时，可确定下列邻居参数:
相邻路由优先权
非广播轮询时间间隔
邻居可达接口
现在在一对多、非广播网络上，使用neighbor命令来标识邻居。给邻居赋予一个开销是可
选的。
在12.0版之前，有些客户正在非广播介质（比如ATM上的传统IP）上使用一对多，所以
他们的路由器不能动态发现其邻居。该特性允许neighbor命令被应用于一对多接口。
在任何一对多接口中（无论是广播还是非广播的），Cisco IOS 软件都假定到每一个邻居的
开销是相等的。此开销用ip ospf cost 命令配置。实际上，到达每一个邻居的带宽是不同的，
因此开销也应该是不同的。使用该特性，可以为每一个邻居配置一个独立的开销。该特性只
适用于一对多接口。
当介质不支持广播时，为了将接口配置为一对多方式，要在接口配置方式中执行下列命令：
步
骤
命令 作用
1
ip ospf network
point-to-multipointnon-broadcast
为非广播介质配置一对多接口。
2 Exit
使全局配置方式有效。
3 router ospf process-id
配置一个OSPF路由选择进程，并进入路由器配置
方式。
4 neighbor ip-address [cost number]
指定OSPF邻居并有选择地赋予该邻居开销。
5
对每一个邻居重复执行第4步。