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1、OSPF工作原理及单区域配置,内容简介,OSPF简介OSPF优势OSPF术语OSPF计算原理hello数据包DR和BDR链路状态更新OSPF单区域配置OSPF单区域可先配置OSPF配置检查,OSPF简介,开放最短路径优先协议（OSPF）Open Shortest Path First链路状态路由选择协议支持大型网络划分区域（area）网络，方便扩展快速响应网络变化、触发更新网络带宽占用少、路由收敛速度快支持可变长子网掩码,OSPF优势,在OSPF网络中，没有跳数的限制分配IP地址时，可以使用变长子网掩码OSPF使用IP组播来发送链路状态更新OSPF比RIP收敛得更快OSPF能对网络进行逻辑定义
2、，将网络分在不同的区域中OSPF有身份鉴别机制,OSPF术语,AS：Autonomous System；在同一个组织管理下使用相同策略的设备的集合。DR、BDR：网络上的路由器会选举最高的priority的路由器为指定路由器（DR）第二高的priority的路由器为备份指定路由器（BDR）COST成本=100,000,000/接口的带宽如：10M以太网的cost=100M/10M=10如：56K广域网专线的cost=100/56K=1785区域默认Area 0为骨干区域理论上其它区域需要和骨干区域相连,OSPF计算原理,邻居表（neighbor table）通过 hello报文和保持时间，来发
3、现并保持邻居关系拓扑表（topology table）学习到达所有网络的链路状态，并形成全网络拓扑通过SPF算法，最终形成路由表（routing table）最短路径优先（SPF）根据拓扑表的信息，算出到每个目标网络的最低成本路由,hello数据包,hello数据包包括：Router ID 路由器ID（路由器唯一标识，可能是路由器的loopback接口地址，如没有loopback接口IP，则为各接口中最高的一个）Hello/Dead intervals*hello/Dead间隔周期，默认为10和40Neighbors 邻居路由器IDArea-ID*区域IDRouter Priority 路由器
4、优先级DR IP Address 在多访问网络（如以太网）中指定路由器BDR IP Address 在多访问网络（如以太网）中备份指定路由器Authentication password*认证Stub Area Flag*残余区域标识注：带“*”的部分在相邻的路由器上必须一致，即上述四部分信息相同的两台路由器说明为邻居关系,DR和BDR,hello机制选举代表当前网络的DR和BDR每台路由器和DR/BDR相邻,DR和BDR,通过组播发送 Hello 报文具有最高 OSPF 优先级的路由器会被选为 DR范围是 0255（缺省为1）具有 0优先级的路由器将不能成为 DR 或者 BDR如果 OSPF
5、 优先级相同具有最高路由器ID 的路由器会被选为 DR,设置及查看路由器接口的优先级,设置s0接口的优先级Router(config)#interface s0Router(config-if)#ip ospf priority 100显示接口的优先级信息Router#show ip ospf interface s0,链路状态更新（LSU）,在广播型网络里，路由器使用 Hello 协议选举出一个 DR，Hello 报文使用多播地址 224.0.0.5 周期性发送，并通过这个过程自动发现路由器邻居,链路状态更新（LSU）,所有DR工作在224.0.0.6组播地址下所有其他OSPF路由器工作在2
6、24.0.0.5组播地址下OSPF链路状态更新有版本号机制，可有效避免网络传输延时,通过Hello协议发现邻居无需DR/BDR选举OSPF信息发送至224.0.0.5,点到点链路,选择路径,图中从路由器A到路由器C有两条路径通过OSPF算法，路由器A将选择A-B-C而不选择A-C的直接路径,OSPF单区域配置,(config)#router ospf 系统进程号(config-router)#network 直连网络 反向掩码 area 区域号反向掩码：将网络掩码中的“0”和“1”互换区域号：默认为0,表示骨干区域如：(config)#router ospf 1(config-router)#
7、network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0,通配符掩码,(config)#router ospf 100(config-router)#network 2.3.6.0 0.0.0.255 area 0 表示可以是 2.3.6.0 这个网段的任意主机(config-router)#network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0 表示唯一地址为 2.2.2.2（常用于设定接口地址)(config-router)#network 0.0.0.0 0.0.0.0 area 0 表示可以是任意网段的任意主机,路由器ID,是一个32位的二进制数OSPF识别路由
8、器的号码缺少情况下是路由器所有接口中最大IP地址可以是LOOPBACK接口的最大IP地址注：LOOPBACK本地回环逻辑测试接口，是虚拟接口，而不是物理接口，是一直处于激活状态的,可用于测试路由器的存活状态,COST设置,(config-if)#ip ospf cost 成本值,OSPF配置检查,#show ip protocols显示当前路由器中所启动的IP路由协议#show ip route显示所有(被路由器学习到的)IP路由表#show ip ospf interface显示每个接口的区域ID和邻居基本信息,OSPF配置检查,#show ip ospf 显示OSPF计时器和状态统计值#s
9、how ip ospf neighbor detail显示DR、BDR和邻居的相关信息#show ip ospf database显示OSPF链路状态数据库（LSDB）,OSPF配置检查,#clear ip route*将IP路由表清空，使OSPF重新计算路由表#debug ip ospf option显示路由器相互作用在hello，交换，泛洪等期间,实验1点到点OSPF,实验拓扑及IP地址,实验1要求,1、给路由器分别命名主机名。例如：路由器A：RouterA。定义进入特权模式的密码为：cisco。2、根据拓扑图配置接口IP地址。3、在DCE端配置时钟。4、分别在两台路由器上起OSPF，并做
10、通告。,实验1检测,在全局模式下使用指令：show ip route，观察路由表。在路由器B上运行show ip ospf neighbors命令可以显示这个路由器邻居的状态。,实验2 在广播型网络中配置OSPF,实验拓扑及IP地址,实验2要求,1、给路由器分别命名主机名。例如：路由器A：RouterA。定义进入特权模式的密码为：cisco。2、根据拓扑图配置接口IP地址。3、分别在4台路由器上起OSPF，并做通告。4、在路由器A上设置ospf 优先级为100,在路由器B上设置ospf 优先级为0,在路由器C上设置ospf 优先级为2,路由器D上默认的优先级为1。(config-if)#ip
11、ospf priority number5、修改路由器的环回口ospf的类型。(config-if)#ip ospf network point-to-point,实验2检测,在路由器的特权模式下使用指令：show ip ospf neighbor，观察ospf 邻居表。使用命令show ip route显示路由器上的路由表。,OSPF多区域原理与配置,理论部分,课程回顾,内容回顾动态路由的分类包括哪些？OSPF保存的三张表作用分别是什么？Router ID的作用以及选举原理？OSPF的度量值是什么？,29,技能展示,会处理与OSPF邻居建立相关的常见故障会指定DR和BDR会出来产生OSPF路
12、由震荡的一些常见问题理解OSPF区域、LSA、路由器类型的概念了解OSPF LSDB、路由表的形成过程,30,本章结构,OSPF多区域原理与配置,OSPF邻接关系,完全邻接关系的建立,OSPF的网络类型,多址网络中的DR和BDR,OSPF的路由传播,OSPF的多区域,生成OSPF多区域的原因,路由器的类型,区域的类型,链路状态数据库,链路状态数据库的组成,链路状态通告,OSPF多区域配置验证,邻居、邻接等配置,配置多区域OSPF,OSPF多域配置,31,OSPF包类型,Hello用于发现和维护邻居关系，并保证邻居间双向通信DBD和LSR报文用于建立邻接关系LSU和LSAck报文用于实现OSPF
13、可靠的更新机制,32,RB,OSPF邻接关系的建立,Down,Down,Init,2-way,2-way,Full,Hello(neighbor=“”),Hello(neighbor=“RA”),Hello(neighbor=“RB”),Hello(neighbor=“”),Init,DBD（Seq）,DBD（Seq）,ExStart,ExStart,DBD,DBD,ExChange,ExChange,LSR,Loading,LSU,LSR,LSU,Loading,Full,RA,33,OSPF邻居关系的建立,建立OSPF邻居关系需要满足的条件Area-id相同Hello Interval和D
14、ead Interval相同Stub区域标记相同OSPF邻居关系无法建立的处理物理链路的检查设备配置的检查,34,OSPF的网络类型,路由器接口类型不同，在建立邻接关系的时候，OSPF路由器执行的操作也略有不同OSPF定义了一下4种网络类型点到点网络（Point-to-Point）广播多址网络（Broadcast）非广播多址网络（NBMA）点到多点网络（Point-to-Multipoint）,35,OSPF多址网络中的DR和BDR4-1,A,C,B,D,E,A,B,C,D,A,B,C,D,E,广播网络中 建立邻接关系,构成n(n一1)2个 邻接关系,36,OSPF多址网络中的DR和BDR4-
15、2,指定路由器（DR）,A,C,B,D,E,A,B,C,D,A,B,C,D,E,（DR）,（DR）,37,OSPF多址网络中的DR和BDR4-3,通过Hello报文选择DR和BDR来代表OSPF网段其他路由器(DRothers)只和DR及BDR形成邻接关系,DR,BDR,38,OSPF多址网络中的DR和BDR4-4,DR和BDR的选举过程优先级为0不参与DR和BDR选举通过组播发送Hello报文,P=1,P=0,P=1,P=3,P=2,DR,BDR,39,OSPF建立邻接关系过程总结,发送Hello消息,接口类型为点到点,接口类型为点到多点,接口类型为广播,接口类型为NBMA,选择DR和BDR
16、,发送DBD,请求/发送LSU,生成完整的LSDB,形成完全邻接关系,40,OSPF路由传播,通过泛洪保证每一个节点数据库都可以更新最终保证所有节点数据库的统一性的过程泛洪使用的OSPF报文链路状态更新报文链路状态确认报文,41,小结,请思考：如何选举DR和BDR？OSPF邻接关系建立过程？OSPF包括哪几种报文，其作用分别是什么？,42,OSPF多区域的生成,生成OSPF多区域的原因改善网络的可扩展性 快速收敛,Area 0,Area 1,43,OSPF的三种通信量,域内通信量（Intra-Area Traffic）单个区域内的路由器之间交换数据包构成的通信量域间通信量（Inter-Area
17、 Traffic）不同区域的路由器之间交换数据包构成的通信量外部通信量（External Traffic）OSPF域内的路由器和另一个自治系统内的路由器之间交换数据包构成的通信量,44,OSPF的路由器类型,其它AS,Area 0,Area 1,Area 2,内部路由器,内部路由器,内部路由器,区域边界路由器/ABR,区域边界路由器/ABR,自治系统边界路由器/ASBR,只保存本区域内的链路状态信息,用来连接区域0和其他区域,用来连接OSPF的AS与外部其他的路由,45,OSPF的区域类型2-1,OSPF的区域类型骨干区域Area 0非骨干区域根据能够学习的路由种类来区分：标准区域末梢区域（s
18、tub）完全末梢（Totally stubby）区域非纯末梢区域（NSSA）,46,OSPF的区域类型2-2,Area 0,Area 1,Area 2,RIP,标准区域,ASBR,ABR,ABR,将Area 1的链路状态信息汇总后发送到Area 0将其他区域的链路状态信息汇总后发送给Area 1,1.能学习其他区域的路由2.能学习外部路由,ASBR负责将外部路由注入到OSPF的网络中,47,OSPF链路状态数据库,链路状态数据库的组成每个路由器都创建了由每个接口、对应的相邻节点和接口速度组成的数据库链路状态数据库中每个条目称为LSA（链路状态通告），常见的有六种LSA类型,48,OSPF链路状
19、态通告4-1,链路状态通告（LSA）类型,49,OSPF链路状态通告4-2,路由器LSA（Router LSA）,Link 1,Link 2,Link 3,50,OSPF链路状态通告4-3,网络LSA（Network LSA）,DR,192.168.17.18/29,Router ID=192.168.30.20,Router ID=192.168.30.10,Router ID=192.168.30.30,51,OSPF链路状态通告4-4,网络汇总LSA（Network Summary LSA）,Area 0,Area 192.168.13.0,192.168.13.16/28,172.16
20、.121.0/24,52,小结,请思考：OSPF定义了哪几种路由器类型？OSPF中LSA1、LSA2、LSA3的功能分别是什么？,53,邻居、邻接、DR、BDR等配置,OSPF计时器配置Router(config-if)#ip ospf hello-interval hello-timeRouter(config-if)#ip ospf dead-interval dead-time这些值是一些典型值，一般不需要改动OSPF接口优先级配置Router(config-if)#ip ospf priority priority查看邻居列表及其状态Router#show ip ospf neighb
21、or,54,查看OSPF接口状态,Router#show ip ospf interface f0/0 FastEthernet0/0 is up,line protocol is up Internet Address 10.0.0.1/24,Area 0 Process ID 10,Router ID 192.168.30.10,Network Type BROADCAST,Cost:1 Transmit Delay is 1 sec,State DROTHER,Priority 0 Designated Router(ID)192.168.30.50,Interface address
22、10.0.0.2 No backup designated router on this network Timer intervals configured,Hello 10,Dead 40,Wait 40,Retransmit 5 oob-resync timeout 40 Hello due in 00:00:02 Supports Link-local Signaling(LLS)Index 3/3,flood queue length 0 Next 0 x0(0)/0 x0(0)Last flood scan length is 0,maximum is 1 Last flood s
23、can time is 0 msec,maximum is 0 msec Neighbor Count is 1,Adjacent neighbor count is 1 Adjacent with neighbor 192.168.13.1(Backup Designated Router)Suppress hello for 0 neighbor(s),OSPF进程,网络类型,状态与接口优先级,选举的DR与BDR,OSFP计时器,55,指定广播网络中的DR和BDR实例,需求分析R1成为网络中的指定路由器（DR）更改R1接口优先级使之成为DR,56,配置ABR,R1,R2,R3,Area 0
24、,Area 1,F0/010.64.0.1,10.64.0.2F0/0,10.2.12F0/1,F0/010.2.1.1,ABR,在两个区域内通告网段，所以它是一台ABR,57,多区域OSPF配置实例,需求分析配置OSPF实现全网互通,R2,R4,R3,R1,F0/0,F0/0,F01/0,F1/0,F0/0,F0/0,F1/0,F1/0,Area 0,Area 1,10.0.0.0/30,20.0.0.0/30,30.0.0.0/30,40.0.0.0/30,58,OSPF常用检查命令,59,OSPF路由表,区域内路径（Intra-area path）区域间路径（Inter-area pat
25、h）,2.0.0.0/32 is subnetted,1 subnetsO 2.2.2.2 110/2 via 10.0.0.2,00:08:21,FastEthernet0/0 3.0.0.0/32 is subnetted,1 subnetsO IA 3.3.3.3 110/3 via 40.0.0.1,00:08:21,FastEthernet1/0,OSFP区域间路径,OSFP区域内路径,路由器对路由条目的选择管理距离、度量值路由负载分担,60,总结,OSPF多区域原理与配置,OSPF邻接关系,完全邻接关系的建立,OSPF的网络类型,多址网络中的DR和BDR,OSPF的路由传播,OSP
26、F的多区域,生成OSPF多区域的原因,路由器的类型,区域的类型,链路状态数据库,链路状态数据库的组成,链路状态通告,OSPF多区域配置验证,邻居、邻接等配置,配置多区域OSPF,OSPF多域配置,61,上机部分,第十章 OSPF多区域原理与配置,实验案例1：OSPF邻居的建立2-1,需求描述分别使用两条链路建立邻接关系通过更改参数观察无法建立邻居的故障现象,F0/0,R2,R1,F0/0,S0/0,S1/0,63,实验案例1：OSPF邻居的建立2-2,实现思路配置OSPF协议，保证两路由器形成邻接关系更改路由器接口OSPF Hello报文参数，使R1和R2的OSPF Hello 参数相匹配（或
27、不匹配）观察邻接状态配置OSPF Hello时间大于Dead时间OSPF网络网络类型为广播时，配置路由器优先级为0配置路由器接口MTU值不同配置路由器接口网络类型不一致学员练习,40分钟完成,64,实验案例2：OSPF多域配置,需求描述Benet公司局域网共有4台路由器配置路由时，要求避免因网段变更导致重复配置,F2/0,F0/0,R3,R2,F1/0,F0/0,F0/0,R1,分公司B,总公司,分公司A,Area 0,Area 1,F0/0,R4,Area 2,分公司C,65,实验案例2：OSPF多域配置,实现思路配置OSPF协议实现全网互通验证网络访问正常 学员练习,40分钟完成,66,M
28、ajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8LbUN1G6ACURQ39eG12KHL9tXsZ1jzgoCK8g1kuNOh5eFvcmVT5ZYVQt9zk3rp3qLnf02FovEXxVRxjC
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