OSPF路由协议配置动态路由学习

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OSPF路由协议配置动态路由学习

2023-12-25 18:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 前言一、OSPF入门1.1 OSPF的基本概念1.2 OSPF区域1.3 DR与BDR1.4 OSPF的度量值1.5 OSPF的数据包1.6 邻接关系建立过程1.7 OSPF 与 RIP比较 二、OSPF实验1.1 基础命令2.2 实验操作

前言

 前一篇博客使用了 距离矢量路由协议的 RIP协议来动态配置路由。本篇博客学习使用OSPF协议实现动态路由。

一、OSPF入门 1.1 OSPF的基本概念

 学习之前首先了解几个名词:

 自治系统(Autonomous system,AS):由同一个技术管理机构管理、是一个使用相同路由策略的区域;

 按自治系统分为:

内部网关协议(IGP,Interior Gateway Protocol):运行在AS内部的路由协议,主要解决AS内部的选路问题,发现和计算路由。如:RIP1/RIP2、OSPF、ISIS、EIGRP(思科私有协议)。外部网关协议(EGP):运行在AS与AS之间的路由协议,他解决AS之间选路问题。如BGP等;

在这里插入图片描述  按协议类型分类(算法不同):

距离矢量路由协议 路由器对全网拓扑不完全了解,如 RIP1/2、BGP(路径矢量协议)、EIGRP(高级距离矢量协议)链路状态路由协议 路由器对全网拓扑完全了解,如 OSPF、ISIS。

 距离矢量路由协议可以这样理解:路由器对全网拓扑不完全了解。是"传说的路由",A发路由信息给B,B加上自己的度量值(度量值+1)又发给C,路由表里的条目是听来的。

 链路状态路由协议可以这样理解:是"传信的路由",A将信息放在一封信里发给B,B对其不做任何改变,拷贝下来,并将自己的信息放在另一封信里,两封信一起给C,这样信息没有任何改变和丢失,最后所有路由器都收到相同的一堆信,这一堆信就是 LSDB(链路状态数据库)。然后,每个路由器运用相同的SPF算法,以自己为根,计算出SPF Tree(即到达目的地的各个方案),选出最佳路径,放入路由表中。

 基于以上的理论我们可以引出:

 OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先)用于在单一自治系统内决策路由,是对链路状态路由协议的一种实现,隶属内部网关协议(IGP),故运作于自治系统内部。著名的迪克斯彻(Dijkstra)算法被用来计算 最短路径树。

 OSPF支持负载均衡和基于服务类型的选路,也支持多种路由形式,如特定主机路由和子网路由等。

 Dijkstra 算法是最短路径算法,得到最短路径数。

----------- OSPF工作过程 ---------- 在这里插入图片描述 这个过程会涉及到三张表:建立邻居表、链路状态数据库、路由表。

OSPF的特点:

可适应大规模网络路由变化收敛速度快无路由环支持变长子网掩码VLSM支持区域划分支持以组播地址发送协议报 1.2 OSPF区域

OSPF区域:骨干区和非骨干区

为了适应大型的网络,OSPF在AS内划分多个区域;每个OSPF路由器只维护所在区域的完整链路状态信息。骨干区域 Area 0:负责与区域间非骨干区域路由信息传播非骨干区域 :如下图中的 Area 1 Area 2。

在这里插入图片描述

Router ID:OSPF区域内唯一标识路由器的IP地址。

Router ID 选取规则:

自动选取Router ID:

选取路由器 Loopback 接口上数值最高的IP地址如果没有 Loopback 接口,在物理端口中选取IP地址最高的

手动选取Router ID:

使用 router-id 命令指定 Router ID。 注:手动选取优先级大于自动选取优先级。 1.3 DR与BDR

DR:指定路由器 BDR:指定副路由器 DRothers:其他路由器

DR、BDR 和 DRothers 都在同一个 Area区域(广播域)内。

DRothers 只和 DR 及 BDR 形成邻接关系。 在这里插入图片描述

DR和BDR的选举方法:

自动选举DR和BDR:

网段上Router ID最大的路由器将被选举为 DR,第二大的将被选举为 BDR

手工选择DR和BDR:

优先级范围是 0~255,数值越大,优先级越高,默认为1。如果优先级相同,则需要比较Router ID;如果路由器的优先级被设置为0,它将不参与DR和BDR的选举。

注:路由器的优先级可以影响一个选举过程,但是它不能强制更换已经存在的 DR 或 BDR路由器。

OSPF的组播地址:

OSPF协议号89,组播地址 224.0.0.5 和 224.0.0.6。DRothers 向 DR/BDR 发送 DBD、LSR 或 LSU 时目标地址是 224.0.0.6,或者理解为:DR/BDR 侦听 224.0.0.6。DR/BDR 向 DRothers 发送更新的 DBD、LSR 或 LSU 时目标地址是224.0.0.5,或者理解为: DRothers 侦听 224.0.0.5。

即:刚开机时,224.0.0.5 发送Hello包消息,确定了DR/BDR身份后,DRothers 通过 224.0.0.6 发送链路状态给 DR/BDR; DR/BDR 再通过 224.0.0.5 发送给 DRothers;

1.4 OSPF的度量值

OSPF的度量值:COST

规则:数值越小越优先计算公式=108/BW (BW是接口带宽)最短路径是基于接口指定的代价(COST)计算的 接口类型代价(108/BW)Gigabit Ethernet0.1fast Ethernet1Ethernet10电话线56K1785 1.5 OSPF的数据包

承载在IP数据包内,使用协议号 89。

OSPF的数据包类型:

OSPF包类型描述Hello包用于发现和维持邻居关系,选举DR和BDR数据库描述包(DBD/DB)用于向邻居发送摘要信息以同步链路状态数据库链路状态请求包(LSR)在路由器收到的DBD中有新的信息,用于请求更详细的信息链路状态更新包(LSU)收到LSR后 发送链路状态通告 (LSA),一个LSU数据包可能包含几个LSA链路状态确认包(LSAck)确认已收到DBD,和LSU中的LSA,每个LSA需要被分别确认 1.6 邻接关系建立过程 状态描述Down 状态初始化,双方都不知道谁是谁Init 状态收到第一个Hello包,相互发送Hello包,得到Router ID2-Way 状态相互已经都回应了Hello包,根据Router ID 进行DR、BDR的选举,建立双方会话,使用224.0.0.5地址Exstart 状态建立主从关系Exchange 状态交换摘要信息(发送DBD,比较数据库完整状态,如发现新信息,就发LSR请求)Loading 状态加载详细信息,相应LSR,返回LSU,收到LSAckFull 状态完成收敛,完全连接

OSPF将网络划分为四种类型:

点到点网络 (Point-to-Point)广播多路访问网络 (Broadcast MultiAccess,BMA)非广播多路访问网络 (None Broadcast MultiAccess,NBMA)点到多点网络 (Point-to-Multipoint) 1.7 OSPF 与 RIP比较 OSPFRIP V1RIP V2链路状态路由协议距离矢量路由协议同RIP V1没有跳数的限制RIP的15跳限制,超过15跳的路由被认为不可达同RIP V1支持可变长子网掩码(VLSM)不支持可变长子网掩码(VLSM)支持可变长子网掩码(VLSM)收敛速度快收敛速度慢同RIP V1使用组播发送链路状态更新周期性广播更新整个路由表周期性组播更新整个路由表 二、OSPF实验 1.1 基础命令

OSPF配置命令

[R1]int g0/0/0 #配置接口ip地址 [R1-g/0/0]ip add 11.0.0.2 24 [R1-g/0/0]un sh [R1-g/0/0]int g0/0/1 [R1-g/0/1]ip add 12.0.0.1 24 [R1-g/0/1]un sh [R1-g/0/1]int loo 0 [R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32 [R1-LoopBack0] ospf 1 router-id 1.1.1.1 #创建OSPF进程,配置路由ID #进入区域0,区域ID可以用数字表示,也可以用IP表示,若区域o则是骨干区域 [R1-ospf-1]area 0 #宣告OSPF区域内的直连网段,使用反掩码 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0.255.255.255 #重置oSPF进程 reset ospf process 2.2 实验操作

实验内容: 使用OSPF实现下图中主机的通信。 在这里插入图片描述

【R1】 [R1]int g0/0/0 [R1-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.100.1 24 [R1-GigabitEthernet0/0/0]un sh [R1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 [R1-GigabitEthernet0/0/1]ip add 12.0.0.1 24 [R1-GigabitEthernet0/0/1]un sh [R1-GigabitEthernet0/0/1]q [R1]int LoopBack 0 [R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32 [R1-LoopBack0]ospf [R1-ospf-1]area 0 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.100.0 0.0.0.255 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0.0.0.255 [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 dis th 【R2】 [R2]int g0/0/0 [R2-GigabitEthernet0/0/0]ip add 12.0.0.2 24 [R2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 [R2-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.0.0.2 24 [R2-GigabitEthernet0/0/1]un sh [R2-GigabitEthernet0/0/1]int loo 0 [R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32 [R2-LoopBack0]ospf [R2-ospf-1]area 0 [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]net 12.0.0.0 0.0.0.255 [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.0 0.0.0.255 [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0 q 【R3】 [R3]int g0/0/1 [R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 23.0.0.3 24 [R3-GigabitEthernet0/0/1]un sh [R3-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/0 [R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add 34.0.0.3 24 [R3-GigabitEthernet0/0/0]un sh int loo 0 [R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32 [R3-LoopBack0]ospf [R3-ospf-1]area 0 [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 23.0.0.0 0.0.0.255 [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 34.0.0.0 0.0.0.255 [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0 【R4】 [R4]int g0/0/0 [R4-GigabitEthernet0/0/0]ip add 34.0.0.4 24 [R4-GigabitEthernet0/0/0]un sh [R4-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1 [R4-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.200.1 24 int loo 0 [R4-LoopBack0]ip add 4.4.4.4 32 [R4-LoopBack0]ospf [R4-ospf-1]area 0 [R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 34.0.0.0 0.0.0.255 [R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 192.168.200.0 0.0.0.255 [R4-ospf-1-area-0.0.0.0]net 4.4.4.4 0.0.0.0 [R4-ospf-1-area-0.0.0.0]q [R4]dis ip routing-table

PC1 192.168.100.100 网关 192.168.100.1 PC2 192.168.200.200 网关 192.168.200.1

实验结果: PC1与PC2能互相ping通。 如果路由器R4执行 dis ip routing-table ,结果 在这里插入图片描述 路由表中协议是 OSPF 的,就是通过OSPF 配置动态自动到路由表中的。 执行 ping -a 4.4.4.4 1.1.1.1 能看到两个路由器用回环地址能通信。

【R1】执行 dis current-configuration 可查看回环地址下的 OSPF配置 在这里插入图片描述



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