OSPF路由協(xié)議

原理概述

為了彌補(bǔ)距離矢量路由協(xié)議的不足兔综，IETF組織于20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)了一種基于鏈路狀態(tài)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，OSPF（Open Shortest Path First）狞玛。

最初的OSPF規(guī)范體現(xiàn)在RFC 113中软驰，這個(gè)第1版( OSPFv1 )很快被進(jìn)行了重大改進(jìn)的版本所代替，新版本體現(xiàn)在RFC 1247文檔中心肪，稱(chēng)為OSPFv2锭亏，版本2在穩(wěn)定性和功能性方面的做出了很大的改進(jìn)。現(xiàn)在IPv4網(wǎng)絡(luò)中所使用的都是OSPFv2硬鞍。

OSPF作為基于鏈路狀態(tài)的協(xié)議慧瘤，具有收斂快、路由無(wú)環(huán)固该、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)锅减，被快速接受并廣泛使用。鏈路狀態(tài)算法路由協(xié)議互相通告的是鏈路狀態(tài)信息伐坏，每臺(tái)路由器都將自己的鏈路狀態(tài)信息（包含接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼怔匣、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、該鏈路的開(kāi)銷(xiāo)等）發(fā)送給其他路由器著淆，并在網(wǎng)絡(luò)中泛洪劫狠，當(dāng)每臺(tái)路由器收集到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有鏈路狀態(tài)信息后，就能擁有整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淝闆r永部，然后根據(jù)整網(wǎng)拓?fù)淝闆r運(yùn)行SPF算法独泞，得出到所有網(wǎng)段的最短路徑。

OSPF支持區(qū)域的劃分苔埋，區(qū)域是從邏輯上將路由器劃分為不同的組懦砂，每個(gè)組用區(qū)域號(hào)（Area ID）來(lái)標(biāo)志。一個(gè)網(wǎng)段（鏈路）只能屬于一個(gè)區(qū)域，或者說(shuō)每個(gè)運(yùn)行OSPF的接口必須指明屬于哪一個(gè)區(qū)域荞膘。區(qū)域0為骨干區(qū)域罚随，骨干區(qū)域負(fù)責(zé)在非骨干區(qū)域之間發(fā)布區(qū)域間的路由信息，在一個(gè)OSPF區(qū)域中只能有一個(gè)骨干區(qū)域羽资。

在OSPF單區(qū)域中淘菩，每臺(tái)路由器都需要收集其他所有路由器的鏈路狀態(tài)信息，如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大屠升，鏈路狀態(tài)信息也會(huì)隨之不斷的增多潮改，這將使得單臺(tái)路由器上鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)非常龐大，導(dǎo)致路由器負(fù)擔(dān)加重腹暖，也不便于維護(hù)管理汇在。為了解決上述問(wèn)題，OSPF協(xié)議可以將整個(gè)自治系統(tǒng)劃分為不同的區(qū)域（Area）脏答，就像一個(gè)國(guó)家的國(guó)土面積很大時(shí)糕殉，會(huì)把整個(gè)國(guó)家劃分為不同的省份來(lái)管理一樣。

區(qū)域是從邏輯上將路由器劃分為不同的組殖告，每個(gè)組用區(qū)域號(hào)（Area ID）來(lái)標(biāo)志遣疯，區(qū)域0為骨干區(qū)域沿量，就像一個(gè)國(guó)家必須有首都一樣好啰，OSPF必須有骨干區(qū)域涡驮，且只能有一個(gè)，其他區(qū)域?yàn)榉枪歉蓞^(qū)宝与。一臺(tái)路由器的不同接口可以屬于不同的區(qū)域焚廊，但是同一網(wǎng)段（鏈路）必須屬于同一區(qū)域。

鏈路狀態(tài)信息只在區(qū)域內(nèi)部泛洪习劫，區(qū)域之間傳遞的只是路由條目而非鏈路狀態(tài)信息咆瘟，因此大大減小了路由器的負(fù)擔(dān)。當(dāng)一臺(tái)路由器屬于不同區(qū)域時(shí)稱(chēng)它為區(qū)域邊界路由器（Area Border Router）诽里，負(fù)責(zé)傳遞區(qū)域間路由信息袒餐。區(qū)域間的路由信息傳遞類(lèi)似距離矢量算法，為了防止區(qū)域間產(chǎn)生環(huán)路谤狡，所有非骨干區(qū)域之間的路由信息必須經(jīng)過(guò)骨干區(qū)域灸眼，也就是非骨干區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連，且非骨干區(qū)域之間不能直接進(jìn)行路由信息交互墓懂。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/b>

掌握OSPF單區(qū)域及多區(qū)域的基本配置焰宣；掌握NSSA區(qū)域及相關(guān)參數(shù)的配置方法；掌握OSPF路由過(guò)濾的配置方法捕仔；掌握OSPF路由匯總的配置方法匕积；掌握OSPF認(rèn)證的配置方法盈罐；掌握利用OSPF發(fā)布缺省路由的配置方法；掌握修改OSPF計(jì)時(shí)器的配置方法闪唆；掌握OSPF虛連接的配置方法盅粪；掌握LSA過(guò)濾的配置方法；

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

公司A網(wǎng)絡(luò)如實(shí)驗(yàn)拓?fù)渌厩睦伲?qǐng)根據(jù)如下需求對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署：

1）按照拓?fù)渌九渲肙SPF多區(qū)域票顾，另外R3與R6，R4與R6間配置RIPv2帆调。R1库物，R2，R3贷帮，R4的環(huán)回接口0通告入Area 0，R5的通告入Area 1诱告，R6的通告入RIP中撵枢；

2）R6上的公司內(nèi)部業(yè)務(wù)網(wǎng)段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24通告入RIP中，R5上的公司外部業(yè)務(wù)網(wǎng)段172.16.10.0/24和172.16.20.0/24引入OSPF中精居；

3）在R3锄禽，R4上配置OSPF與RIP間的雙點(diǎn)雙向路由引入，將業(yè)務(wù)網(wǎng)段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24引入到OSPF中靴姿；

4）通過(guò)配置減少Area 2中的維護(hù)的LSA條目數(shù)量沃但，包括Type-3 LSA和Type-5 LSA；

5）通過(guò)配置使得R5上的業(yè)務(wù)網(wǎng)段通過(guò)R1訪問(wèn)192.168.10.0/24網(wǎng)段佛吓，通過(guò)R2訪問(wèn)192.168.20.0/24網(wǎng)段宵晚，僅在R3上配置；

6）通過(guò)配置解決當(dāng)前OSPF網(wǎng)絡(luò)中存在的次優(yōu)路徑問(wèn)題维雇；

7）R1與R2間的物理鏈路狀態(tài)時(shí)而不穩(wěn)定淤刃，嘗試通過(guò)適當(dāng)配置以提高OSPF網(wǎng)絡(luò)的健壯性；

8）優(yōu)化R5的OSPF路由表吱型，減少其需要維護(hù)的LSA條目逸贾，并匯總R5上的兩條業(yè)務(wù)網(wǎng)段；

9）根據(jù)R2與R4間的鏈路狀況津滞，適當(dāng)調(diào)整OSPF相關(guān)計(jì)時(shí)器铝侵；

10）為了提高OSPF網(wǎng)絡(luò)安全性，部署OSPF區(qū)域密文認(rèn)證触徐；

實(shí)驗(yàn)拓?fù)?/b>

實(shí)驗(yàn)編址表

驗(yàn)證與提示

1咪鲜、按照拓?fù)渌九渲肙SPF多區(qū)域，另外R3與R6锌介，R4與R6間配置RIPv2嗜诀。R1猾警，R2，R3隆敢，R4的環(huán)回接口0通告入Area 0发皿，R5的通告入Area 1，R6的通告入RIP中拂蝎。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)編址表進(jìn)行相應(yīng)的基本配置穴墅，配置完成后檢查OSPF的鄰居建立情況，各設(shè)備間關(guān)于各環(huán)回接口0網(wǎng)段所在路由的接收情況温自，以及RIP路由域的工作情況玄货。下面僅以R3為例（以下僅為關(guān)鍵信息，部分信息省略）：

在驗(yàn)證時(shí)也可以借助以下命令進(jìn)行：

display ospf peer brief悼泌；

display ip routing-table protocol rip松捉；

2、R6上的公司內(nèi)部業(yè)務(wù)網(wǎng)段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24通告入RIP中馆里，R5上的外部業(yè)務(wù)網(wǎng)段172.16.10.0/24和172.16.20.0/24引入OSPF中隘世。

在R5上配置路由引入時(shí)需注意，要求是引入172.16.10.0/24與172.16.20.0/24該兩個(gè)網(wǎng)段鸠踪，不要將其余無(wú)關(guān)網(wǎng)段一并引入丙者。

配置完成后，以R1為例营密，將觀察到如下現(xiàn)象（以下僅為關(guān)鍵信息械媒，部分信息省略）：

3、在R3评汰，R4上配置OSPF與RIP間的雙點(diǎn)雙向路由引入纷捞，將業(yè)務(wù)網(wǎng)段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24引入到OSPF中。

在配置將RIP路由引入至OSPF時(shí)需注意键俱，僅要求引入192.168.10.0/24與192.168.20.0/24該兩個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)段兰绣。

配置完成后，以R5為例编振，將觀察到如下現(xiàn)象（以下僅為關(guān)鍵信息缀辩，部分信息省略）：

4、通過(guò)配置減少Area 2中的維護(hù)的LSA條目數(shù)量踪央，包括Type-3 LSA和Type-5 LSA臀玄。

由于目前Area 2中的R3，R4為ASBR畅蹂，通過(guò)將其配置為NSSA區(qū)域方可實(shí)現(xiàn)要求健无。

配置完成后，以R3為例液斜，將觀察到如下現(xiàn)象：

5累贤、通過(guò)配置使得R5上的業(yè)務(wù)網(wǎng)段通過(guò)R1訪問(wèn)192.168.10.0/24網(wǎng)段叠穆，通過(guò)R2訪問(wèn)192.168.20.0/24網(wǎng)段，僅在R3上配置臼膏。

分析在默認(rèn)情況下所產(chǎn)生現(xiàn)象的原因硼被，結(jié)合僅在R3上進(jìn)行配置的要求，可以采用修改cost值的方法進(jìn)行配置渗磅。

6嚷硫、通過(guò)配置解決當(dāng)前OSPF網(wǎng)絡(luò)中存在的次優(yōu)路徑問(wèn)題。

觀察拓?fù)淇芍加悖琑2與R4間的鏈路為串行鏈路仔掸，其帶寬遠(yuǎn)小于以太網(wǎng)鏈路。結(jié)合該點(diǎn)進(jìn)行分析医清，以環(huán)回接口0作為測(cè)試對(duì)象起暮，使得OSPF網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)設(shè)備上，其所擁有的其余設(shè)備的環(huán)回接口0所在網(wǎng)段的路由條目選路最優(yōu)会烙。

7鞋怀、R1與R2間的物理鏈路狀態(tài)時(shí)而不穩(wěn)定，嘗試通過(guò)適當(dāng)配置以提高OSPF網(wǎng)絡(luò)的健壯性持搜。

根據(jù)要求，假設(shè)R1與R2之間的物理鏈路發(fā)生故障斷開(kāi)焙矛，分析此時(shí)會(huì)導(dǎo)致什么后果葫盼？根據(jù)分析結(jié)果，完成適當(dāng)?shù)腛SPF配置村斟。

8贫导、優(yōu)化R5的OSPF路由表，減少其需要維護(hù)的LSA條目蟆盹，并匯總R5上的兩條業(yè)務(wù)網(wǎng)段孩灯。理解OSPF過(guò)濾路由與過(guò)濾LSA的異同，選用合適的命令完成需求逾滥。

9峰档、根據(jù)R2與R4間的鏈路狀況，適當(dāng)調(diào)整OSPF相關(guān)計(jì)時(shí)器寨昙。

理解OSPF的鄰居建立規(guī)則讥巡，根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)調(diào)整。

10舔哪、為了提高OSPF網(wǎng)絡(luò)安全性欢顷，部署OSPF區(qū)域密文認(rèn)證。

在三個(gè)OSPF區(qū)域中分別部署區(qū)域密文認(rèn)證捉蚤，密鑰可采用huawei抬驴。

思考

完成需求6之后炼七，反觀需求5是否仍滿足？如果不滿足布持，請(qǐng)分析原因并找到解決方案豌拙。

配置清單

<R1>display current-configuration#sysname R1#acl number 2000rule 5 permit source 10.0.12.0 0.0.0.255rule 10 permit source 10.0.13.0 0.0.0.255rule 15 permit source 10.0.24.0 0.0.0.255rule 20 permit source 10.0.34.0 0.0.0.255rule 25 permit source 202.101.34.0 0.0.0.255#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.12.1 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.13.1 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.15.1 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.1.1 255.255.255.255#ospf 1 router-id 10.0.1.1area 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.1.1 0.0.0.0network 10.0.12.1 0.0.0.0network 10.0.13.1 0.0.0.0area 0.0.0.1authentication-mode md5 1 plain huaweifilter route-policy R1 importnetwork 10.0.15.1 0.0.0.0vlink-peer 10.0.2.2#route-policy R1 deny node 10if-match acl 2000#route-policy R1 permit node 20#return<R2>display current-configuration#sysname R2#acl number 2000rule 5 permit source 10.0.12.0 0.0.0.255rule 10 permit source 10.0.13.0 0.0.0.255rule 15 permit source 10.0.24.0 0.0.0.255rule 20 permit source 10.0.34.0 0.0.0.255rule 25 permit source 202.101.34.0 0.0.0.255#interface Serial1/0/0link-protocol pppip address 10.0.24.2 255.255.255.0ospf timer hello 60#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.12.2 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.25.2 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.2.2 255.255.255.255#ospf 1 router-id 10.0.2.2area 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.2.2 0.0.0.0network 10.0.12.2 0.0.0.0network 10.0.24.2 0.0.0.0area 0.0.0.1authentication-mode md5 1 plain huaweifilter route-policy R2 importnetwork 10.0.25.2 0.0.0.0vlink-peer 10.0.1.1#route-policy R2 deny node 10if-match acl 2000#route-policy R2 permit node 20#user-interface con 0authentication-mode passwordidle-timeout 0 0user-interface vty 0 4user-interface vty 16 20#Return<R3>display current-configuration#sysname R3#acl number 2000rule 5 permit source 192.168.10.0 0.0.0.255acl number 2001rule 5 permit source 192.168.20.0 0.0.0.255#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.13.3 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.34.3 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.36.3 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.3.3 255.255.255.255#interface Tunnel0/0/0ip address 202.101.34.3 255.255.255.0tunnel-protocol gresource 10.0.34.3destination 10.0.34.4ospf cost 1ospf network-type broadcast#ospf 1 router-id 10.0.3.3import-route rip 1 route-policy R2Oarea 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.3.3 0.0.0.0network 10.0.13.3 0.0.0.0network 202.101.34.3 0.0.0.0area 0.0.0.2authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.34.3 0.0.0.0nssa no-summary#rip 1network 10.0.0.0import-route ospf 1#route-policy R2O permit node 10if-match acl 2000#route-policy R2O permit node 20if-match acl 2001apply cost 50#return<R4>display current-configuration#sysname R4#acl number 2000rule 5 permit source 192.168.10.0 0.0.0.255rule 10 permit source 192.168.20.0 0.0.0.255#interface Serial1/0/0link-protocol pppip address 10.0.24.4 255.255.255.0ospf timer hello 60#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.34.4 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.46.4 255.255#interface LoopBack0ip address 10.0.4.4 255.255.255.255#interface Tunnel0/0/0ip address 202.101.34.4 255.255.255.0tunnel-protocol gresource 10.0.34.4destination 10.0.34.3ospf cost 1ospf network-type broadcast#ospf 1 router-id 10.0.4.4import-route rip 1 route-policy R2Oarea 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.4.4 0.0.0.0network 10.0.24.4 0.0.0.0network 202.101.34.4 0.0.0.0area 0.0.0.2authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.34.4 0.0.0.0nssa no-summary#rip 1network 10.0.0.0import-route ospf 1#route-policy R2O permit node 10if-match acl 2000#return<R5>display current-configuration#sysname R5#acl number 2000rule 5 permit source 172.16.10.0 0.0.0.255rule 10 permit source 172.16.20.0 0.0.0.255#acl number 3001rule 5 permit ip source 172.16.0.0 0.0.255.255 destination 192.168.20.0 0.0.0.255#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.15.5 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.25.5 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.5.5 255.255.255.255#interface LoopBack1ip address 172.16.10.1 255.255.255.0#interface LoopBack2ip address 172.16.20.1 255.255.255.0#ospf 1 router-id 10.0.5.5asbr-summary 172.16.0.0 255.255.0.0import-route direct route-policy D2Oarea 0.0.0.1authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.5.5 0.0.0.0network 10.0.15.5 0.0.0.0network 10.0.25.5 0.0.0.0#route-policy D2O permit node 10if-match acl 2000#policy-based-route R5 permit node 10if-match acl 3001apply ip-address next-hop 10.0.25.2policy-based-route R5 permit node 20#return<R6>display current-configuration[V200R003C00]#sysname R6#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.36.6 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.46.6 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.6.6 255.255.255.255#interface LoopBack1ip address 192.168.10.1 255.255.255.0#interface LoopBack2ip address 192.168.20.1 255.255.255.0#rip 1network 10.0.0.0network 192.168.10.0network 192.168.20.0#return