初步认识OSPF的大致内容(第三课)

 1 路由的分类

1.  直连路由（Directly Connected Route）是指网络拓扑结构中相邻两个网络设备直接相连的路由，也称为直接路由。如果两个设备属于同一IP网络地址，那么它们就是直连设备。直连路由表是指由计算机系统生成的一种用于路由选择的表格，其中记录着直连路由的信息。直连路由表中的每一条记录表示本机直接连接的一个网络段，包括网络地址和掩码信息。当一个系统收到目的端口为该网络的数据包时，就会直接将该数据包发送至该网络。直连路由的优点是简单、快速、可靠，但缺点是不能够应对比较复杂的网络拓扑结构。

2. 静态路由是手动配置的路由，与动态路由相比，静态路由需要手动指定目的网络地址和下一个跳的路由器的地址。静态路由通常使用于小型网络，因为在大型网络中手动管理路由显得过于繁琐。

   静态路由的优点是简单、可靠，不会产生路由环路等问题，且对网络带宽和资源要求较低。缺点是需要手动配置，难以应对网络拓扑的变化，也不具备自适应能力。因此，在大型网络中，动态路由更为常见。

3. 基于距离向量的动态路由（Distance-vector routing）：每个路由器向其相邻的路由器发送其到目的网络的距离信息，之后每个路由器使用已知距离计算最短路径。常见的协议有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）

4. 基于链路状态的动态路由（Link-state routing）：每个路由器将其与所连网络的拓扑信息发送给所有路由器，然后每个路由器使用收到的信息建立完整的路由表。常见的协议有OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）。

5. 基于路径矢量的动态路由（Path-vector routing）：与距离向量路由类似，但将完整路径信息传递给相邻路由器。常见的协议有BGP（Border Gateway Protocol），用于Internet中的路由选择。

6. BGP（Border Gateway Protocol）是一种互联网协议，用于在不同自治系统之间交换路由信息。BGP是一个基于路径的协议，可以帮助网络管理员控制流量和优化网络路由。BGP的主要作用是使得不同自治系统之间的路由信息能够互相交换，从而实现互联网的连接和互通。BGP是互联网中最重要的路由协议之一，它的可靠性和安全性非常高，在大型互联网和企业网络中广泛应用。

---

2 OSPF 的解说

OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放的链路状态路由协议，它被广泛应用于企业网络中。OSPF协议使用Dijkstra算法来计算最短路径，并根据链路状态信息来维护路由表。

OSPF协议中的路由器将它们所知道的邻居路由器和链路状态信息发送给其他路由器。这些信息包含了路由器的标识、邻居路由器的标识、链路的度量值等。路由器根据接收到的信息和自身的链路状态信息计算出最短路径，并把最短路径的信息发送给其他路由器。

OSPF协议支持分层路由，即将网络拆分为不同的区域（Area），每个区域内部都有自己的SPF计算，而区域之间的路由交换则通过Area Border Router（ABR）进行。这种分层路由可以减少网络拥塞，缩短SPF计算时间。

OSPF协议也支持路由汇总（Route summarization），即将多个子网的路由信息汇总成一个更简单的路由信息，以减少路由表的大小，并保证路由表的稳定性。路由汇总可以减少路由器之间的通信量，提高网络性能。

总之，OSPF协议具有快速收敛、可扩展性强、支持分层路由和路由汇总等优点，是企业网络中应用最广泛的路由协议之一。

3 OSPF 配置

自己动手  敲命令

 4 OSPF 基础配置 实验图

 4.1 命令行

R11

#
interface GigabitEthernet0/0/0
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.20.254 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 192.168.11.11 255.255.255.0 
#
interface NULL0
#
ospf 1 router-id 11.11.11.11 
 area 0.0.0.0 
  network 192.168.11.0 0.0.0.255 
  network 192.168.20.0 0.0.0.0 
#

R12

#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.30.254 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.12.12 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 192.168.11.12 255.255.255.0 
#
interface NULL0
#
ospf 1 router-id 12.12.12.12 
 area 0.0.0.1 
  network 192.168.11.0 0.0.0.255 
  network 192.168.12.0 0.0.0.255 
  network 192.168.30.254 0.0.0.0 
#

R13

#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.40.254 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.12.13 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 192.168.13.13 255.255.255.0 
#
interface NULL0
#
ospf 1 router-id 13.13.13.13 
 area 0.0.0.0 
  network 192.168.12.0 0.0.0.255 
  network 192.168.13.0 0.0.0.255 
  network 192.168.40.0 0.0.0.255 
#

R14

#
interface GigabitEthernet0/0/0
 ip address 192.168.50.254 255.255.255.0 
#
interface GigabitEthernet0/0/1
#
interface GigabitEthernet0/0/2
 ip address 192.168.13.14 255.255.255.0 
#
interface NULL0
#
ospf 1 router-id 14.14.14.14 
 area 0.0.0.0 
  network 192.168.13.0 0.0.0.255 
  network 192.168.50.254 0.0.0.0 
#

5 OSPF 工作过程

1，建立邻居表：和最近的路由成为邻居

2，同步数据库：交换个人信息（家庭住址）

3，计算路由表：计算出从我们家到他们家的最优路径。

6 OSPF 领居状态

display ospf peer brief

   OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
      Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/1             2.2.2.2          Full     
 
Process 1 ：进程号（ OSPF 1:指定进程号为1）
Router ID 1.1.1.1：指定router-id为1.1.1.1
router-id产生的方式：手动指定（最优）
                   自动选举
                       首先选举本设备上的loopback 接口的IP地址，选举IP地址最大的。
                       如果没有配置loopback接口，则选举物理接口最大的
Area Id:区域号与对方建立邻居时，所使用的区域号
Neighbor id ：邻居的名字
State：状态（full邻接状态）

7 OSPF 无法建立领居的原因

0，接口是up的状态

若物理接口不Up或是不稳定（有振荡现象），请排查物理链路和链路层协议，确保物理和协议状态都是Up，并且接口无错误计数。

1，OSPF中IP地址没有宣告 没有宣告连接失败

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]undo  network  192.168.24.0 0.0.0.255  
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]undo  network 192.168.10.254 0.0.0.0 

PC>ping 192.168.20.1

Ping 192.168.20.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!
Request timeout!

--- 192.168.20.1 ping statistics ---
  5 packet(s) transmitted
  0 packet(s) received
  100.00% packet loss
  
**  还原**
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network  192.168.24.0 0.0.0.255  
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.10.254 0.0.0.0 
PC>ping 192.168.20.1

Ping 192.168.20.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break
Request timeout!
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=2 ttl=126 time=15 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=3 ttl=126 time=16 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=4 ttl=126 time=16 ms
From 192.168.20.1: bytes=32 seq=5 ttl=126 time=15 ms

--- 192.168.20.1 ping statistics ---
  5 packet(s) transmitted
  4 packet(s) received
  20.00% packet loss
  round-trip min/avg/max = 0/15/16 ms

PC>

2，两台路由器中的router-id相同时，建立邻居会失败。

• 实验

更改router-id使两台路由器无法建立邻居。
例如：
R2：
  [R2]ospf 1 route-id 1.1.1.1      
        //根据拓扑所示，原本的R2的router-id为2.2.2.2，现在更改为1.1.1.1，使其和R1保持一致。
  [R2]return   //返回到用户视图
  reset ospf process    //重启OSPF进程
  
  dis ospf peer brief //查看邻居状态

   OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
      Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 ----------------------------------------------------------------------------
 
 验证完之后回