OSPF协议基础特性及实验

一、OSPF协议

开放式最短路径优先协议,一种共有的、标准的协议,采用dijkstart算法(SPF),最短路由优先算法,周期性的发送链路状态信息给它的邻居

1、基础概念

三张表:

路由表:提供路由信息

拓扑表:存放链路状态信息

邻居表:存放了邻居的状态和邻居的基本信息

2、五种数据包

hello:周期性的建立和维护邻居关系

DBD(DD):数据库描述报文,描述的是LSA(链路状态通告报文)的摘要信息

LSR:链路状态请求报文,自己没有的或者比自己更新的链路状态的信息

LSU:链路状态更新报文

LSAck:链路状态确认报文

3、OSPF工作过程

邻居:

邻接:

(1)、确认可达性,建立邻居

OSPF协议基础特性及实验_第1张图片

 

router ID:标识的是路由器身份

手工配置:IPV4地址格式,点进十进制格式

自动选举:

环回口:IP地址最大的优先成为ROUTER ID

物理接口:IP地址最大的优先成为ROUTER ID

建议:一般配置一个环回口

(2)、摘要同步,开始建立邻接关系

1、A向邻接路由器B发送DBD报文,通告本地LSDB(链路状态数据库表)中所有的LSA的摘要信息

2、B收到DBD报文后与本地的LSDB做对比,向对方(A)发送LSR报文,请求对方发送自己需要的LSA的完整信息

3、A收到LSR后,把对方所需要的LSA的完整信息打包成一条LSU报文,发至对方(B)

4、B收到LSU后,向它的对方(A)回复LSAck报文,进行确认

选举DR(指定路由器),BDR(备份指定路由),保证路由信息交互更加高效有序进行

选举范围:每个网段都会选举一个DR和DBR

选举规则:1、接口优先级(0-255),默认优先级是1

2、router ID,IP地址最大优先成为DR,次优的是BDR

关系状态:

DR和BDR建立邻接关系

DR和REOTHER建立邻接关系

BDR和DEOTHER建立邻接关系

DROTHER之间不用建立连接关系

DR没有抢占性,当DR出现故障的时候,BDR会成为新的DR,当BDR挂掉的时候,重新选举DR和BDR

(3)、完整信息同步,完全邻接关系建立

完全邻接关系建立,LSDB表和路由表形成

ospf状态机:

OSPF协议基础特性及实验_第2张图片

 

DOWN:稳定状态(关闭状态),这种情况处于手动指定router ID,发送第一个HELLO包的时候,进入下一个状态

Attempt:一般不会出现,收不到对方的hello回包,这种情况一般出现在NBMA网络(非广播多点接入网络)

INIT:初始化状态,收到了对方的hello回包,但没有收到对方的hello确认包

2-way:双方互相发现邻居,邻居状态(关系)稳定,并确认DR和BDR的角色,稳定状态

Exstart:交换开始状态,发送一个空的DBD报文,不发送LSA的摘要信息

Exchange:交换状态,发送后续的DBD报文,用于通告LSDB的LSA摘要信息

Loading:读取状态,进行LSA请求、加入、确认

Full:完全邻接关系建立,LSDB表和路由表形成,稳定状态

OSPF的周期更新:30分钟

二、ospf的多区域

1、区域产生背景

(1)如果运行OSPF协议的路由器都处于同一个区域,随着网络规模的变大,同步LSDB表会变得非常缓慢,会导致诸多的问题。

(2)OSPF路由器在同一个区域会广播发送LSA,如果网络规模大,会导致LSDB表的同步非常缓慢

2、区分好处

(1)减少了LSA的广播范围

(2)减少了路由表的规模

(3)提高网络的扩展性,有利于大规模网络

3、区域类型

OSPF协议基础特性及实验_第3张图片

 

骨干区域:area 0

area ID 0=0.0.0.0

1=0.0.0.1

多区互联原则:

(1)非骨干区域必须和骨干区域互连

(2)非骨干区域之间不会互连

(3)骨干区域不能分割

4、路由器角色

OSPF协议基础特性及实验_第4张图片

 

AS:自治系统,同一个自治系统内的路由器的AS编号是一样的

IR:内部路由器,所有接口都在一个区域内

BR:边界路由器,连接多个区域

ABR:区域边界路由器

ASBR:自治系统边界路由器,连接其他的大的区域

三、OSPF协议的特点

1、没有跳数限制

2、使用组播更新变化的路由和网络信息

224.0.0.6:DR和BDR的组播接受地址,

224.0.0.5:指网络中所有运行OSPF协议的路由器

3、路由收敛速度快

4、以cost作为度量值

5、有效避免环路问题

6、在互联网上被大量使用,是应用最广泛的协议

基本配置命令

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 创建进程,配置 router-id

[R1-ospf-1]area 0 配置区域

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.1 0.0.0.0 宣告直连网段或者接口具体的IP地址

[R4-ospf-1]default-route-advertise always 向区域内其他路由器下发一条缺省路由

[R1]dis ospf peer 查看邻居表

OSPF的验证:

(1)区域验证

(2)接口下认证

(3)接口下的认证优于区域下的认证

实验

一、实验拓扑

OSPF协议基础特性及实验_第5张图片

 

二、实验要求

  1. R1-R3为区域,R3-R4为区域1;其中R3在环回地址在区域o;

2、R1、R2各有一个环回口;

3、R1-R3中,R3为DR设备,没有BDR;

4、R4环回地址固定4.4.4.0/24,其他网段使用192.168.1.0/24进行合理分配;

5、R4环回不宣告,保证全网可达,保证更新安全,避免环路,减少路由条目;

三、实验步骤

1、配置IP地址及环回地址

R1:

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 27

[R1-LoopBack0]ip add 192.168.1.33 27

R2:

[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.2 27

[R2-LoopBack0]ip address 192.168.1.65 27

R3:

[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.3 27

[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.1.129 25

[R3-LoopBack0]ip add 192.168.1.97 27

R4:

[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.130 25

[R4-LoopBack0]ip add 4.4.4.4 24

  1. 创建进程,配置 router-id

R1:

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1

R2:

[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2

R3:

[R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3

R4:

[R4]ospf 1 router-id 4.4.4.4

  1. 配置区域,宣告直连网段

R1:

[R1-ospf-1]area 0

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.1 0.0.0.0

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.33 0.0.0.0

R2:

[R2-ospf-1]area 0

[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.2 0.0.0.0

[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.65 0.0.0.0

R3:     R3在两个区域

[R3-ospf-1]area 0

[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.3 0.0.0.0

[R3-ospf-1]area 1

[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.1.129 0.0.0.0

[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.1.97 0.0.0.0

R4:

[R4-ospf-1]area 1

[R4-ospf-1-area-0.0.0.1]network 192.168.1.130 0.0.0.0

4、R4环回地址固定4.4.4.0/24且环回不宣告则下发一条缺省路由

R4:

[R4-ospf-1]default-route-advertise always

5、将R1,R2优先级改为0可以使R3为DR设备,没有BDR

R1

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 0

R2

[R2-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 0

  1. 保证安全

R1

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher wdy123456

R2

[R2-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher wdy123456

R3

[R3-GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher wdy123456

R4

[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher wdy123456

7、汇总,避免环路

R3

[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.1.0 255.255.255.128

[R3]ip route-static 192.168.1.0 25 NULL 0

  • 测试

OSPF协议基础特性及实验_第6张图片

OSPF协议基础特性及实验_第7张图片

 

OSPF协议基础特性及实验_第8张图片

 

 

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