简述OSPF动态路由协议

学生毕业论文题目简述OSPF动态路由协议

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专业计算机应用技术

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简述OSPF动态路由协议

摘要：

本文主要介绍了OSPF协议基本特点、链路状态算法的路由计算过程、OSPF基本概念、OSPF协议的协议报文与状态变化、OSPF的路由计算过程和一个区域配置OSPF的相关步骤。通过本文介绍可以了解OSPF的相关原理、OSPF运行的步骤及配置OSPF的相关命令。

OSPF是一种基于开放标准的链路状态型路由选择协议。OSPF是一种强壮的、可扩展的路由选择协议，适用于今天的异构网络。

OSPF的良好扩展能力是通过体系化设计而获得的。可以将一个OSPF网络规划分成多个区域，它们允许进行全面的路由更新控制。通过在一个恰当设计的网络中定义区域，可以减少路由额外开销并提高系统性能。

关键词：开放最短路径优先指定路由器备用指定路由器路由ID

1 引言

随着Internet技术在全球范围的飞速发展，世界各地的个人和企业单位都纷纷接入到这个世界上最大的计算机网络中。接入到Internet的自治系统有大有小，小型自治系统因其网络结构简单往往采用静态路由技术即可完成自治系统内的路由寻址，然而大、中型自治系统的网络拓扑结构往往更加复杂，采用依靠人工分配的静态路由技术存在很大的困难，因此根据合理的路由寻址算法设计的动态路由技术随之诞生，而OSPF动态路由技术因其功能强大、可拓展性强和网络性能优越在动态路由技术中格外优秀，被广泛应用于各大、中型自治系统中。

2 OSPF的基本特点及链路状态算法基本过程

2.1 OSPF基本特点如下：

2.1.1支持无类域内路由（CIDR）：

OSPF是专门为TCP/IP环境开发的路由协议，显式支持无类域内路由（CIDR）和可变长子网掩码（VLSM）。

2.1.2无路由自环：

由于路由的计算基于详细链路状态信息（网络拓扑信息），因此OSPF计算的路由无自环。

2.1.3收敛速度快：

触发式更新，一旦拓扑结构发生变化，新的链路状态信息立刻泛洪，对拓扑变化敏感。

2.1.4使用IP组播收发协议数据：

OSPF路由器使用组播和单播收发协议数据，因此占用的网络流量很小。

2.1.5支持多条等值路由：

当到达目的地的等开销路径有多条时，流量被均衡地分担在这些等开销路径上。

2.1.6支持协议报文的认证：

OSPF路由器之间交换的所有报文都被验证。

2.2 OSPF的链路状态算法：

OSPF最显著的特点是使用链路状态算法，区别于早先的路由协议使用的距离矢量算法，因此，这里首先介绍链路状态算法的路由计算基本过程。每个路由器通过泛洪链路状态通告（LSA）向外发布本地链路状态信息（例如可用的端口，可到达的邻居以及相邻的网段等等）。每一个路由器通过收集其它路由器发布的链路状态通告以及自身生成的本地链路状态通告，形成一个链路状态数据库（LSDB）。LSDB描述了路由域内详细的网络拓扑结构。所有路由器上的链路状态数据库是相同的。通过LSDB，每台路由器计算一个以自己为根，以网络中其它节点为叶的最短路径树。每台路由器计算的最短路径树给出了到网络中其它节点的路由表。

3 OSPF支持的网络类型

3.1 OSPF支持的网络类型如下：

OSPF定义了四种网络类型，分别是点到点网络，广播型网络，NBMA网络和点到多点网络。

点到点网络是指只把两台路由器直接相连的网络。一个运行PPP的64K串行线路就是一个点到点网络的例子。广播型网络是指支持两台以上路由器，并且具有广播能力的网络。一个含有四台路由器的以太网就是一个广播型网络的例子。在NBMA网络上，OSPF模拟在广播型网络上的操作，但是每个路由器的邻居需要手动配置。NBMA方式要求网络中的路由器组成全连接。例如，使用SVC进行通信的ATM网络。将整个非广播网络看成是一组点到点网络。每个路由器的邻居可以使用底层协议例如反向地址解析协议（Inverse ARP）来发现。对于不能组成全连接的网络应当使用点到多点方式，例如只使用PVC的不完全连接的帧中继网络。

4.OSPF基本概念：

在OSPF中，有两个基本的概念需要介绍，一个是自治系统，或者说一个OSPF路由域；一个是Router ID。

自治系统（Autonomous System）是指使用同一种路由协议交换路由信息的一组路由器，简称AS。由于LSDB描述的是整个网络的拓扑结构，包括网络内所有的路由器，所以网络内每个路由器都需要有一个唯一的标识，用于在LSDB中标识自己。

Router ID就是这样一个用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器的32位整数。每个运行OSPF的路由器都有一个Router ID。OSPF协议使用一个被称为Router ID的32位无符号整数来唯一标识一台路由器。基于这个目的，每一台运行OSPF的路由器都需要一个Router ID。这个Router ID一般需要手工配置，一般将其配置为该路由器的某个接口的IP地址。由于IP地址是唯一的，所以这样就很容易保证Router ID的唯一性。在没有手工配置Router ID的情况下，一些厂家的路由器（包括Quidway系列）支持自动从当前所有接口的IP地址自动选举一个IP地址作为Router ID。

4.1 自制系统简介

4.1.1 OSPF路由器间的关系：

OSPF作为一个路由协议，运行OSPF的路由器之间需要交换链路状态信息和路由信息，在交换这些信息之前首先需要建立邻接关系。

邻居路由器（Neighbor）：有端口连接到同一个网段的两个路由器就是邻居路由器。邻居关系由OSPF的Hello协议维护。

邻接（Adjacency）：从邻居关系中选出的为了交换路由信息而形成的关系。并非所有的邻居关系都可以成为邻接关系，不同的网络类型，是否建立邻接关系的规则也不同。

4.1.2 OSPF路由器间DR、BDR选举的作用：

每一个含有至少两个路由器的广播型网络和NBMA网络都有一个指定路由器（Designated Router，DR）和备份指定路由器（Backup Designated Router，BDR）。

DR和BDR的作用：

(1). 减少邻接关系的数量，从而减少链路状态信息以及路由信息的交换次数，这样可以节

省带宽，降低对路由器处理能力的压力。一个既不是DR也不是BDR的路由器只与DR和BDR形成邻接关系并交换链路状态信息以及路由信息，这样就大大减少了大型广播型网络和NBMA网络中的邻接关系数量。

如图，虽然RTA有三个邻居，但是只形成两个邻接关系。

10.1.1.110.1.1.2

10.1.1.310.1.1.4

BDR DR

(2). 在描述拓扑的LSDB中，一个NBMA网段或者广播型网段是由单独一条LSA来描述的，这条LSA是由该网段上的DR产生的。

4.1.3 OSPF的区域划分

OSPF支持将一组网段组合在一起，这样的一个组合称为一个区域，即区域是一组网段的集合。划分区域可以缩小LSDB规模，减少网络流量。区域内的详细拓扑信息不向其他区域发送，区域间传递的是抽象的路由信息，而不是详细的描述拓扑结构的链路状态信息。每个区域都有自己的LSDB，不同区域的LSDB是不同的。路由器会为每一个自己所连接到的区域维护一个单独的LSDB。由于详细链路状态信息不会被发布到区域以外，因此LSDB的规模大大缩小了。

Area 0为骨干区域，骨干区域负责在非骨干区域之间发布由区域边界路由器汇总的路由信息（并非详细的链路状态信息），为了避免区域间路由环路，非骨干区域之间不允许直接相互发布区域间路由信息。因此，所有区域边界路由器都至少有一个接口属于Area 0，即每个区域都必须连接到骨干区域。如下图所示：

Area 1

Area 2

Area 3

Area 4

为骨干区域，所除了上述四种物理网络类型之外，还有一种虚拟链路类型－虚连接。骨干区域必须是连续的，但在物理上不连续的时候，可以使用虚连接使骨干区域逻辑上连续。虚连接可以在任意两个区域边界路由器上建立，但是要求这两个区域边界路由器都有端口连接到一个共同的非骨干区域。这个非骨干区域成为Transit 区域。如下图所示，RTB 做为一个ABR 没有物理连接到骨干区域，此时可以在RTA 和RTB 之间配置一条虚拟链路，使RTB 连接到骨干区域。Area 1是此虚拟连接的Transit 区域。虚连接技术虽然理论上使骨干区域可以在物理上不连续，但在实际组网时是不推荐的。虚连接是属于骨干区域（Area 0）的一条虚拟链路。

Area 0

Area 1

Area 2RTA

RTB 4.1.4 路由器的分类：

内部路由器（Internal Router ）：内部路由器是指所有所连接的网段都在一个区域的路由器。属于同一个区域的IR 维护相同的LSDB 。

区域边界路由器（Area Border Router）：区域边界路由器是指连接到多个区域的路由器。ABR为每一个所连接的区域维护一个LSDB。

骨干路由器（Backbone Router）：骨干路由器是指至少有一个端口（或者虚连接）连接到骨干区域的路由器。包括所有的ABR和所有端口都在骨干区域的路由器。

AS边界路由器（AS Boundary Router）：AS边界路由器是指和其他AS中的路由器交换路由信息的路由器，这种路由器向整个AS通告AS外部路由信息。AS边界路由器可以是内部路由器IR，或者是ABR，可以属于骨干区域也可以不属于骨干区域。

如图所示：

Area 0

Area 2

IR

4.2 Router ID选择注意点：

（1）首先选取最大的loopback接口地址

（2）如果没有配置loopback接口，那么就选取最大的物理接口地址

（3）可以通过命令强制改变Router ID：VRP平台系统视图下，router id （4）如果一台路由器的 Router ID 在运行中改变，则必须重启OSPF协议或重启路由器才能使新的 Router ID 生效

5 OSPF协议报文及状态机

5.1 OSPF五种报文类型：

（1）Hello报文用于发现和维护邻居关系，在广播型网络和NBMA网络上Hello报文也用来选举DR和BDR。

（2）DD报文通过携带LSA头部信息描述链路状态摘要信息。

（3）LS Request报文用于发送下载LSA的请求信息，这些被请求的LSA是通过接收DD报文发现的，但是本路由器上没有的。

（4）LS Update报文通过发送详细的LSA来同步链路状态数据库。

（5）LS Ack报文通过泛洪确认信息确保路由信息的交换过程是可靠的。

除了Hello报文以外，其他所有报文只在建立了邻接关系的路由器之间发送。

5.2 形成邻居关系的过程和相关邻居状态变换过程

Down：这是邻居的初始状态，表示没有从邻居收到任何信息。在NBMA网络上，此状态下仍然可以向静态配置的邻居发送Hello报文，发送间隔为PollInterval，通常和

RouterDeadInterval间隔相同。

Attempt：此状态只在NBMA网络上存在，表示没有收到邻居的任何信息，但是已经周期性的向邻居发送报文，发送间隔为HelloInterval。如果RouterDeadInterval间隔内未收到邻居的Hello报文，则转为Down状态。

Init：在此状态下，路由器已经从邻居收到了Hello报文，但是自己不在所收到的Hello报文的邻居列表中，表示尚未与邻居建立双向通信关系。在此状态下的邻居要被包含在自己所发送的Hello报文的邻居列表中。

2-WayReceived：此事件表示路由器发现与邻居的双向通信已经开始（发现自己在邻居发送的Hello报文的邻居列表中）。Init状态下产生此事件之后，如果需要和邻居建立邻接关系则进入ExStart状态，开始数据库同步过程，如果不能与邻居建立邻接关系则进入2-Way。

2-Way：在此状态下，双向通信已经建立，但是没有与邻居建立邻接关系。这是建立邻接关系以前的最高级状态。

1-WayReceived：此事件表示路由器发现自己没有在邻居发送Hello报文的邻居列表中，通常是由于对端邻居重启造成的。

ExStart：这是形成邻接关系的第一个步骤，邻居状态变成此状态以后，路由器开始向邻居发送DD报文。主从关系是在此状态下形成的；初始DD序列号是在此状态下决定的。在此状态下发送的DD报文不包含链路状态描述。

Exchange：此状态下路由器相互发送包含链路状态信息摘要的DD报文，描述本地LSDB的内容。

Loading：相互发送LS Request报文请求LSA，发送LS Update通告LSA。

Full：两路由器的LSDB已经同步。

6 OSPF的路由计算

6.1 区域内路由计算

Router-LSAs：第一类LSA（Type-1），由每个路由器生成，描述本路由器的链路状态和花费，只在路由器所处区域内传播。

Network-LSAs：第二类LSA（Type-2），由广播网络和NBMA 网络的DR 生成，描述本网段的链路状态，只在DR 所处区域内传播。

6.2 区域间路由计算

Summary-LSAs：包含第三类LSA 和第四类LSA（Type-3，Type-4），由区域边界路由器ABR 生成，在与该LSA 相关的区域内传播。每一条Summary-LSA 描述一条到达本自治系统的、其它区域的某一目的地的路由（即区域间路由：inter-area route）。Type-3 Summary-LSAs 描述去往网络的路由（目的地为网段），Type-4 Summary-LSAs 描述去往自治系统边界路由器ASBR 的路由。

6.3 AS外部路由计算

AS-external-LSAs：第五类LSA（Type-5），由自治系统边界路由器ASBR生成，描述到达其它AS 的路由，传播到整个AS（Stub 区域除外）。AS 的缺省路由也可以用AS-external-LSAs 来描述。第四类用于描述如何到达ASBR，第五类由ASBR描述如何到达AS外部某网段，这两类LSA 配合起来用于计算AS外部路由。当ABR向其它区域通告所接收到的第五类LSA时，同时为该区域生成一条第四类LSA描述如何到达ASBR。第四类LSA只能在一个区域内泛洪，第五类LSA每泛洪到一个区域，相关的ABR就要为该区域重新生成一条新的第四类LSA。

6.4 特殊区域的路由计算－Stub区域

OSPF允许将特定区域配置为Stub区域。AS-external-LSA不允许被发布到Stub区域内。到AS外部的路由只能基于由ABR生成的一条默认路由。Stub区域技术可以减少Stub区域内部路由器上LSDB的规模和对内存的需求。虚连接不能跨越Stub area。

6.5 特殊区域的路由计算－Not So Stubby Area (NSSA)

NSSA是指Not So Stubby Area，表示不那么“Stub”的区域。NSSA和Stub区域有些类似，都不能处理AS-external-LSA，但是NSSA可以用另外一种方式引入外部路由。Type-7 LSAs 在NSSA 区域（Not-So-Stubby Area）内产生和发布；但NSSA区域内不会产生或发布Type-5 LSAs。Type-7 LSAs 只能在一个NSSA 内发布，当到达区域边界路由器ABR 时，由ABR 将Type-7 LSAs 转换成Type-5 LSAs 再发布，不直接发布到其它区域或骨干区域。

7 OSPF配置实例

由于硬件条件所限，本实例采用华为公司的路由器模拟软件对实验环境进行模拟，并在模拟环境的基础上进行OSPF路由协议的配置，使实验网络实现互通，最终完成本次实验，从而更深层、具体掌握OSPF动态路由的配置技术。

实验目的：熟练掌握OSPF动态路由技术的使用

实验要求：

（1）四台路由器 RTA, RTB, RTC 以及RTD 同时运行OSPF，并且同属于同一区域Area 0 （2）路由器与路由器之间通过运行 OSPF，实现两两之间的相互通信。

实验拓扑图如图：

配置步骤：

配置RTA配置如下：

system-view

[Quidway]sysname RTA

[RTA]interface loopback 0

[RTA-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 255.255.255.255

[RTA-LoopBack0]quit

[RTA]interface ethernet 0/0

[RTA-Ethernet0/0]ip address 10.1.1.1 255.255.255.252

[RTA-Ethernet0/0]quit

[RTA]interface serial 2/0

[RTA-Serial2/0]ip address 192.1.1.1 255.255.255.252

[RTA-Serial2/0]quit

[RTA]router id 1.1.1.1

[RTA]ospf

[RTA-ospf-1]area 0

[RTA-ospf-1-area-0.0.0.0]net 10.1.1.0 0.0.0.3

[RTA-ospf-1-area-0.0.0.0]net 192.1.1.0 0.0.0.3 [RTA-ospf-1-area-0.0.0.0]net 1.1.1.1 0.0.0.0

配置RTB配置如下：

system-view

[Quidway]sysname RTB

[RTB]interface loopback 0

[RTB-LoopBack0]ip address 2.2.2.2 255.255.255.255 [RTB-LoopBack0]quit

[RTB]interface Ethernet 0/0

[RTB-Ethernet0/0]ip address 10.1.1.2 255.255.255.252 [RTB-Ethernet0/0]quit

[RTB]interface serial 2/0

[RTB-Serial2/0]ip address 192.2.2.2 255.255.255.252 [RTB-Serial2/0]quit

[RTB]router id 2.2.2.2

[RTB]ospf

[RTB-ospf-1]area 0

[RTB-ospf-1-area-0.0.0.0]net 10.1.1.0 0.0.0.3

[RTB-ospf-1-area-0.0.0.0]net 192.2.2.0 0.0.0.3 [RTB-ospf-1-area-0.0.0.0]net 2.2.2.2 0.0.0.0

配置RTC配置如下：

system-view

[Quidway]sysname RTC

[RTC]interface loopback 0

[RTC-LoopBack0]ip address 3.3.3.3 255.255.255.255 [RTC-LoopBack0]quit

[RTC]interface Ethernet 0/0

[RTC-Ethernet2/0]ip address 10.2.2.2 255.255.255.252 [RTC-Ethernet2/0]quit

[RTC]interface serial 2/0

[RTC-Serial2/0]ip address 192.2.2.1 255.255.255.252 [RTC-Serial2/0]quit

[RTC]router id 3.3.3.3

[RTC]ospf

[RTC-ospf-1]area 0

[RTC-ospf-1-area-0.0.0.0]net 10.2.2.0 0.0.0.3

[RTC-ospf-1-area-0.0.0.0]net 192.2.2.0 0.0.0.3 [RTC-ospf-1-area-0.0.0.0]net 3.3.3.3 0.0.0.0

配置RTD配置如下：

system-view

[Quidway]sysname RTD

[RTD]interface loopback 0

[RTD-LoopBack0]ip address 4.4.4.4 255.255.255.255

[RTD-LoopBack0]quit

[RTD]interface ethernet 0/0

[RTD-Ethernet0/0]ip address 10.2.2.1 255.255.255.252

[RTD-Ethernet0/0]quit

[RTD]interface serial 2/0

[RTD-Serial2/0]ip address 192.1.1.2 255.255.255.252

[RTD-Serial2/0]quit

[RTD]router id 4.4.4.4

[RTD]ospf

[RTD-ospf-1]area 0

[RTD-ospf-1-area-0.0.0.0]net 10.2.2.0 0.0.0.3

[RTD-ospf-1-area-0.0.0.0]net 192.1.1.0 0.0.0.3

[RTD-ospf-1-area-0.0.0.0]net 4.4.4.4 0.0.0.0

5 结束语

前文介绍了OSPF路由协议的概念及实例，我们很容易发现作为一种链路状态的路由协议，OSPF具备许多优点：快速收敛，支持变长网络屏蔽码，支持CIDR以及地址summary，具有层次化的网络结构，支持路由信息验证等。所有这些特点保证了OSPF路由协议能够被应用到大型的、复杂的网络环境中。

参考文献:

1 吴功宜计算机网络第2版北京：清华大学出版社，2007

2 兰少华，杨余旺 TCP/IP网络与协议北京：清华大学出版社，2006

3 李峰，陈向益 TCP/IP协议分析与应用编程北京：人民邮电出版社，2008

4 雷震甲网络工程师教程第3版北京：清华大学出版社，2009

HCDP实验：BFD检测动态路由协议(OSPF BGP)

一、实验拓扑 和上个实验《使用BFD备份静态路由》的拓扑一样，编址一样。 二、基础配置 R1的基础配置 # sysname AR1 # interface Vlanif1 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 # interface GigabitEthernet0/0/0 ip address 12.1.1.1 255.255.255.0 ospf cost 5 # interface GigabitEthernet0/0/1 ip address 102.1.1.1 255.255.255.0 # interface LoopBack0 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255 # bgp 100

network 12.1.1.2 0.0.0.0 network 102.1.1.2 0.0.0.0 # 三、观查现况（未使能BFD） 在PC上发50个ping包，并同时中断HUB2 和HUB3之间的链路，观察OSPF和BGP的收敛，及PC的丢包 PC>ping 192.168.20.20 -c 50 Ping 192.168.20.20: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break From 192.168.20.20: bytes=32 seq=1 ttl=126 time=16 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=2 ttl=126 time=16 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=3 ttl=126 time=16 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=4 ttl=126 time=31 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=5 ttl=126 time=16 ms Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! Request timeout! From 192.168.20.20: bytes=32 seq=25 ttl=126 time=15 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=26 ttl=126 time=15 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=27 ttl=126 time=31 ms From 192.168.20.20: bytes=32 seq=28 ttl=126 time=16 ms --- 192.168.20.20 ping statistics --- 28 packet(s) transmitted 9 packet(s) received 67.86% packet loss round-trip min/avg/max = 15/19/31 ms

动态路由协议：RIP与OSPF

动态路由协议：RIP 与OSPF 1. 动态路由特点：减少管理任务、增加网络带宽。 2. 动态路由协议概述：路由器之间用来交换信息的语言。 3. 度量值：带宽、跳数、负载、时延、可靠性、成本。 4. 收敛：使所有路由表都达到一致状态的过程 动态路由分类： 自治系统（AS ） 内部网关协议（EIGRP 、RIP 、OSPF 、IGP ） 外部网关协议（EGP ） 按照路由执行的算法分类： 距离矢量路由协议（RIP ） 链路状态路由协议（OSPF ） 两种结合（EIFRP ） RIP ： RIP 是距离矢量路由协议。 RIP 基本概念：定期更新（30秒）、邻居、广播更新、全路由表更新 RIP 最大跳数为15跳，16跳为不可达 RIP 使用水平分割，防止路由环路：从一个接口学习到的路由信息，不再从这个接口发出去 RIPv1：有类路由、RIPv2：无类路由 OSPF ： OSPF 是链路状态路由协议。 Router ID 是OSPF 区域内唯一标识路由器的IP 地址。 Router ID 选取规则：先选取路由器lookback 接口上最高的IP 地址，如果没有lookback 接口，就选取物理接口上的最高IP 地址。也可以使用Router-id 命令手动指定。 OSPF 有三张表：邻接关系表、链路状态数据库、路由表》》首先建立邻接关系，然后建立链路数据库，最后通过SPF 算法算出最短路径树，最终形成路由表 OSPF 的度量值为COST （代价）：COST=10^8/BW 接口类型 代价（108/BW ） Fast Ethernet 1 Ethernet 10 56K 1785 OSPF 和RIP 的比较： OSPF RIP v1 RIP v2 链路状态路由协议 距离矢量路由协议 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 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 使用组播发送链路状态更新，在链路状态变化时使用触发更新，提高了带宽的利 周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网中应用将产生很大问题

锐捷实训9-1 路由器动态路由协议OSPF多区域的配置

实训9 路由器动态路由协议OSPF 多区域的配置（1） 实验目的： 掌握多区域OSPF配置技术 实训技术原理： OSPF开放式最短路径优先协议，是目前网络中应用最广泛的路由协议之一。 (1)自治系统（Autonomous System） 一组使用相同路由协议交换路由信息的路由器，缩写为AS。 (2) 骨干区域（Backbone Area） OSPF 划分区域之后，并非所有的区域都是平等的关系。其中有一个区域是与众不同的，它的区域号（Area ID）是0，通常被称为骨干区域。骨干区域负责区域之间的路由，非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发。对此，OSPF 有两个规定：1，所有非骨干区域必须与骨干区域保持连通；2，骨干区域自身也必须保持连通。但在实际应用中，可能会因为各方面条件的限制，无法满足这个要求。这时可以通过配置OSPF 虚连接（Virtual Link）予以解决。 (3) 虚连接（Virtual Link） 虚连接是指在两台ABR 之间通过一个非骨干区域而建立的一条逻辑上的连接通道。它的两端必须是ABR，而且必须在两端同时配置方可生效。为虚连接两端提供一条非骨干区域内部路由的区域称为传输区（Transit Area）。 (4)区域边界路由器ABR（Area Border Router） 该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域。ABR 用来连接骨干区域和非骨干区域，它与骨干区域之间既可以是物理连接，也可以是逻辑上的连接。 实验内容： 构建OSPF多区域连接到骨干区域上 实验拓扑： 中所有的路由器都运行OSPF，并将整个自治系统划分为3 个区域。其中Router A 和Router B 作为ABR 来转发区域之间的路由。配置完成后，每台路由器都应学到AS 内的到所有网段的路由。

动态路由协议ospf实验

课程名称实验 成绩 实验名称动态路由OSPF配置 学号姓名班级日期 实验目的： 1.掌握OSPF中Router ID的配置方法 2.掌握OSPF的配置方法 3.理解多路访问网络中的DR或BDR选举 4.掌握OSPF路由优先级的修改方法 实验平台： ENSP 一、实验任务 能够完善的配置各个路由器上的OSPF，配置Router ID，然后通过更改路由器的优先级，设置R1的GigabitEthernet0/0/0接口为DR，更改路由器接口的优先级，设置R1的GigabitEthernet0/0/1接口为BDR 二、网络规划 按照实验图示配置路由器的网段 R1的router id为1.1.1.1 R2的router id为2.2.2.2 R3的router id为3.3.3.3 修改R1的 GigabitEthernet0/0/0优先级为255 三、网络结构图如下所示 配置思路：

------------------------------------------------------------------------------ Routing Tables: Public Destinations : 10 Routes : 10 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 10.0.1.0/24 OSPF 10 2 D 10.0.23.2 GigabitEthernet 0/0/2 10.0.2.0/24 Direct 0 0 D 10.0.2.254 Ethernet0/0/0 10.0.2.254/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 Ethernet0/0/0 10.0.12.0/24 OSPF 10 2 D 10.0.23.2 GigabitEthernet 0/0/2 10.0.13.0/24 Direct 0 0 D 10.0.13.3 GigabitEthernet 0/0/1 10.0.13.3/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet 0/0/1 10.0.23.0/24 Direct 0 0 D 10.0.23.3 GigabitEthernet 0/0/2 10.0.23.3/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet 0/0/2 127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0 127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0 9，当退出ensp时，点击保存。

动态路由协议RIP、OSPF配置

实验二动态路由协议RIP、OSPF配置 一、实验目的 (1)掌握RIP、OSPF协议的配置方法 (2)掌握查看RIP、OSPF协议产生的路由 (3)熟悉广域网电缆的连接方式 二、实验内容: （一）动态路由协议RIP配置-三层交换机 1绘制拓扑图 2配置PC的IP、掩码、网关 分别：PC1 192.168.1.2 255.255.255.0 192.168.1.1 PC2 192.168.2.2 255.255.255.0 192.168.2.1 3.三层交换机配置 （1）划分VLAN，将接口划分到对应的VLAN中 （2）配置每个虚接口（VLAN）的IP （3）配置RIP 4 R1上的配置 （1）配置配置两个接口的IP和串口时钟 （2）配置RIP协议：发布直连路由 5.R2上的配置 （1）配置配置两个接口的IP （2）配置RIP协议：发布直连路由 6测试 1、分别在R1R2上查看路由表 2、在PC1中ping PC2 三、实验步骤 1绘制拓扑图 2配置PC的IP、掩码、网关 分别：PC1 192.168.1.2 255.255.255.0 192.168.1.1 PC2 192.168.2.2 255.255.255.0 192.168.2.1

3.三层交换机配置 （1）划分VLAN，将接口划分到对应的VLAN中（2）配置每个虚接口（VLAN）的IP （3）配置RIP (3)配置RIP协议：发布直连路由 4 R1上的配置 （1）配置配置两个接口的IP和串口时钟 （2）配置RIP协议：发布直连路由

5.R2上的配置 （1）配置配置两个接口的IP （2）配置RIP协议：发布直连路由

动态路由协议RIP与OSPF的配置

海南大学信息科学技术学院实验报告 实验课程： 计算机网络 实验名称：动态路由协议RIP与OSPF的配置 学号：20151681310139 姓名：李新宇班级：电子信息类05班 一、实验目的 1、熟悉CISCO IOS和CLI命令模式的使用； 2、了解和掌握路由器基本配置命令的使用； 3、掌握动态路由协议的配置； 4、掌握VLAN中路由器的设置； 3.掌握RIP与OSPF路由协议及其配置。 二、实验设备与环境 Windows 2000 Server/Advance Server主机局域网、CISCO Catalyst 2950交换机和2600系列路由器，Cisco Packet Tracer 7.0软件。 三、实验内容 3.1 课内实验任务 （2）实验过程 0）创建拓扑图 评定成绩指导教师

1）采用配置PC1和PC2的IP地址和子网掩码。 2）连接到路由器Router3，配置路由器的RIP，命令如下： Router>enable Router#conf terminal Router(config)#hostname R3 R3(config)#interface FastEthernet 0/0 R3(config-if)#ip address 11.0.0.1 255.255.255.0 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#interface FastEthernet 0/1 R3(config-if)#ip address 12.0.0.1 255.255.255.0 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#interface serial 0 R3(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.255.255.0 R3(config-if)#bandwidth 128 //设置链路带宽为128kbit/s R3(config-if)#clock rate 64000 //设置DCE设备的时钟速率 R3(config-if)#no shutdown R3(config-if)#exit -------------设置路由器R3的RIP -------------------------------------- R3(config)#router rip //设置RIP R3(config-router)#network 10.0.0.0 //设置接口S0连接的网络地址 R3(config-router)#network 11.0.0.0//设置接口E0连接的网络地址 R3(config-router)#network 12.0.0.0 //设置接口E1连接的网络地址 R3(config-router)#end R3(config)#router rip//设置RIP R3(config-router)#network 10.0.0.0//设置接口S0连接的网络地址 R3(config-router)#network 11.0.0.0//设置接口E0连接的网络地址 R3(config-router)#network 12.0.0.0//设置接口E1连接的网络地址 R3(config-router)#end R3# %SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console 4）按照步骤（3）分别完成对路由器R1、R2、R4的接口配置。 //配置过程不再列出 5）按照步骤（3）分别完成对路由器R1、R2、R4的RIP配置。 R1(config)#router rip //设置路由器R1的RIP R1(config-router)#network 11.0.0.0 R1(config-router)#end R1(config)#router rip //设置路由器R1的RIP R1(config-router)#network 11.0.0.0 R1(config-router)#end

OSPF动态路由协议的原理与特点介绍

OSPF动态路由协议的原理与特点介绍 引言 根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。 路由协议（Routing Protocol）：用于路由器动态寻找网络最佳路径，保证所有路由器拥有相同的路由表，一般路由协议决定数据包在网络上的行走路径。这类协议的例子有OSPF,RIP等路由协议，通过提供共享路由选择信息的机制来支持被动路由协议。路由选择协议消息在路由器之间传送。路由选择协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择表。 1 路由和路由协议 顾名思义，动态路由协议是一些动态生成（或学习到）路由信息的协议。在计算机网络互联技术领域，我们可以把路由定义如下，路由是指导IP报文发送的一些路径信息。动态路由协议是网络设备如路由器（Router）学习网络中路由信息的方法之一，这些协议使路由器能动态地随着网络拓扑中产生（如某些路径的失效或新路由的产生等）的变化，更新其保存的路由表，使网络中的路由器在较短的时间内，无需网络管理员介入自动地维持一致的路由信息，使整个网络达到路由收敛状态，从而保持网络的快速收敛和高可用性。 路由器学习路由信息、生成并维护路由表的方法包括直连路由（Direct）、静态路由（Static）和动态路由（Dynamic）。直连路由是由链路层协议发现的，一般指去往路由器的接口地址所在网段的路径，该路径信息不需要网络管理员维护，也不需要路由器通过某种算法进行计算获得，只要该接口处于活动状态（Active），路由器就会把通向该网段的路由信息填写到路由表中去，直连路由无法使路由器获取与其不直接相连的路由信息。 2 动态路由协议的分类 按照区域（指自治系统），动态路由协议可分为内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol）

实验5 动态路由协议RIP与OSPF的配置

实验5 动态路由协议RIP与OSPF的配置 实验学时：2 一、实验目的 1、熟悉CISCO IOS和CLI命令模式的使用； 2、了解和掌握路由器基本配置命令的使用； 3、掌握动态路由协议的配置； 4、掌握VLAN中路由器的设置； 3.掌握RIP与OSPF路由协议及其配置。 二、实验设备与环境 Windows 2000 Server/Advance Server主机局域网、CISCO Catalyst 2950交换机和2600系列路由器，Cisco Packet Tracer 7.0软件。 三、预备知识 3.1动态路由配置 两个重要的命令用于配置动态路由：router和network。Router命令启动一个路由选择进程，格式：router(config)#router protocol [keywork]，network命令是每个IP路由选择进程所需要的。 router(config-router)#network network-number 参数如下表： 3.2 RIP协议配置 RIP的关键特点如下： ·它是一个距离矢量路由选择协议； ·选用跳计数作为路由选择的度量标准； ·跳计数允许的最大值是15； 缺省情况下，路由选择的更新数据每30秒种广播一次。第一版本不支持子网划分，如使用子网划分应使用第二版本（命令：version 2）。 router rip命令选择RIP作为路由协议： Router(config)#router rip network命令指定基于NIC网络号码，选择直连的网络： Router(config-router)#network network-number 路由选择进程将接口与适合的地址相关联，并且开始在规定的网络上处理数据包。

常见动态路由协议的比较

RIP(Routing Information Protocols)路由信息协议 OSPF(Open Shortest Path First)开放式路径优先 EIGRP:（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）―――――――――――――――加强型内部网关路由协议 静态路由：静态路由只适用于小型网络或小型转中型网络中只有较小范围的扩充中。需要手工输入，手工管理，管理开销对于动态路由来说是一个大大的负担。 优点：带宽优良，安全性好。 动态路由协议：网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新和维护路由表的过程，是基于某种路由协议实现的。 种类：距离向量路由协议和链路状态路由协议。 特点：减少管理任务，占用网络宽带 RIP：RIP是使用最广泛的距离向量路由协议。RIP是为小型网络环境设计的，因为这类协议的路由学习及路由更新将产生较大的流量，占用过多的带宽。为了避免路由环路，RIP 采用水平分割、毒性逆转、定义最大跳数、闪式更新、抑制计时5 个机制来避免路由环路。水平分割是一个规则，用来防止路由环路的产生，这里的规则指的是从一个接口上学习到的路由信息，不再从这个接口发送出去。 RIP 协议分为版本1 和版本2。不论是版本1 或版本2，都具备下面的特征： 1. 是距离向量路由协议； 2. 使用跳数（Hop Count）作为度量值； 3．默认路由更新周期为30 秒； 4. 管理距离（AD）为120； 5. 支持触发更新； 6. 最大跳数为15 跳； 7. 支持等价路径,默认4 条,最大6 条； 8. 使用UDP520 端口进行路由更新。 RIPv1 和RIPv2 的区别如表： RIPv1 和RIPv2 的区别 RIPv1 RIPv2 在路由更新的过程中不携带子网信息在路由更新的过程中携带子网信息 不提供认证提供明文和MD5 认证 不支持VLSM 和CIDR 支持VLSM 和CIDR 采用广播（255.255.255.255）更新采用组播（224.0.0.9）更新 有类别（Classful）路由协议无类别（Classless）路由协议 经过一系列路由更新，网络中的每个路由器都具有一张完整的路由表的过程，称为收敛。OSPF作为一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在同一个自治域（AS）中的路由器之间发布路由信息。区别于距离矢量协议(RIP)，OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点，在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。现广为使用的是OSPF第二版，最新标准为RFC2328

OSPF动态路由协议的应用

OSPDF动态路由协议的应用 一．实验目的 1．掌握OSPF动态路由协议的原理和配置方法 2．掌握通过OSPF动态路由方式实现网络的连通 二．实验描述 实验原理如图所示，三层交换机a的f1口连接192.168.10.0/24网段。F2口连接192.168.22.0/24网段。F3接口和路由其f1接口通过192.168.13.0/24网段相连。路由器b的f0接口连接192.168.8.0/24网段。通过配置OSPF协议，保证全网路由。 三．实验内容 1.根据实验原理图，划出世界设备的实际网路拓扑连接图，注明设备型号，编号及连 线时所用的端口 2.用show命令查看三层交换机的版本信息并大致记录 3.设计网路中各设备接口的ip地址和主机的网络参数。配置主机网络参数，按实际里 连接图连接好各设备。 4.配置三层交换机a的f1f2的三层接口以及f3端口所在的Vlan的SVI接口。用show 命令查看ip地址的设置情况并记录。

5.配置路由器b中的f0和f1接口的ip地址，用show命令查看端口的摘要信息并记录

6.全网配置OSPF协议，用show命令查看三层交换机和路由器的路由信息并记录 7.用三台主机互ping，查看并记录结果。

8. 9.配置三层交换机Loopback地址为100.10.1.1，路由器Loopback地址为192.168.1.1， 请用相关命令查看此时三层交换机和路由器的Router ID,观察Loopback地址的生效情况，并解释原因。 10.将192.168.8.0／24网段改至Area2，其他胡网络拓扑和配置不变，用PC1ping PC3,查看结果并说明原因。 11.针对第九步胡问题，请设计方案并完成配置，实现全网路由。 四．实验总结 1．本实验的收获 通过这次实验明白了ospf动态路由协议的一些配置和应用，把书上的内容进行了 实践。并且把前面实验的一些东西复习了一下。 2．目前还存在的疑虑及设想。 3．还是要多多上机练习才能把配置搞好。

简述OSPF动态路由协议

学生毕业论文题目简述OSPF动态路由协议 作者姓名 *** 系别 *** 专业计算机应用技术 班级 *** 指导教师 *** 完成日期 **** 年 **月 ** 日

简述OSPF动态路由协议 摘要： 本文主要介绍了OSPF协议基本特点、链路状态算法的路由计算过程、OSPF基本概念、OSPF协议的协议报文与状态变化、OSPF的路由计算过程和一个区域配置OSPF的相关步骤。通过本文介绍可以了解OSPF的相关原理、OSPF运行的步骤及配置OSPF的相关命令。 OSPF是一种基于开放标准的链路状态型路由选择协议。OSPF是一种强壮的、可扩展的路由选择协议，适用于今天的异构网络。 OSPF的良好扩展能力是通过体系化设计而获得的。可以将一个OSPF网络规划分成多个区域，它们允许进行全面的路由更新控制。通过在一个恰当设计的网络中定义区域，可以减少路由额外开销并提高系统性能。 关键词：开放最短路径优先指定路由器备用指定路由器路由ID 1 引言 随着Internet技术在全球范围的飞速发展，世界各地的个人和企业单位都纷纷接入到这个世界上最大的计算机网络中。接入到Internet的自治系统有大有小，小型自治系统因其网络结构简单往往采用静态路由技术即可完成自治系统内的路由寻址，然而大、中型自治系统的网络拓扑结构往往更加复杂，采用依靠人工分配的静态路由技术存在很大的困难，因此根据合理的路由寻址算法设计的动态路由技术随之诞生，而OSPF动态路由技术因其功能强大、可拓展性强和网络性能优越在动态路由技术中格外优秀，被广泛应用于各大、中型自治系统中。 2 OSPF的基本特点及链路状态算法基本过程 2.1 OSPF基本特点如下： 2.1.1支持无类域内路由（CIDR）： OSPF是专门为TCP/IP环境开发的路由协议，显式支持无类域内路由（CIDR）和可变长子网掩码（VLSM）。 2.1.2无路由自环： 由于路由的计算基于详细链路状态信息（网络拓扑信息），因此OSPF计算的路由无自环。 2.1.3收敛速度快： 触发式更新，一旦拓扑结构发生变化，新的链路状态信息立刻泛洪，对拓扑变化敏感。 2.1.4使用IP组播收发协议数据： OSPF路由器使用组播和单播收发协议数据，因此占用的网络流量很小。 2.1.5支持多条等值路由： 当到达目的地的等开销路径有多条时，流量被均衡地分担在这些等开销路径上。 2.1.6支持协议报文的认证： OSPF路由器之间交换的所有报文都被验证。 2.2 OSPF的链路状态算法：

Cisco Packet Tracer实验8：开放式最短路径优先路由协议OSPF 配置

实验8：开放式最短路径优先路由协议O SPF 配置 一、实验目的 1、练习OSPF 动态路由协议的基本配置； 2、掌握了解OSPF 路由协议原理 二、实验环境 packet tracer 5.0 三、OSPF 协议介绍 OSPF(Open Shortest Path First 开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol, 简称IGP) ，用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。与RIP 相对，OSPF 是链路状态路由协议，而RIP 是距离向量路由协议 OSPF 的主要特性如下： 适应范围——支持各种规模的网络，最多可支持几千台路由器。 快速收敛——在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化 在自治系统中同步。 无自环——OSPF 根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法上本身保证了不会生成自环路由。 OSPF 把一个大型网络分割成多个小型网络的能力被称为分层路由，这些被 分割出来的小型网络就称为“区域”(Area)。由于区域内部路由器仅与同区域的路由器交换LSA （链路状态广播）信息，这样LSA 报文数量及链路状态信息库表项都会极大减少，SPF （Shortest Path First 最短路径优先算法）计算速度因此得到提高。多区域的OSPF 必须存在一个主干区域，主干区域负责收集非主干区域发出的汇总路由信息，并将这些信息返还给到各区域。 OSPF 区域不能随意划分，应该合理地选择区域边界，使不同区域之间的通 信量最小。但在实际应用中区域的划分往往并不是根据通信模式而是根据地理或政治因素来完成的。 在OSPF 多区域网络中，路由器可以按不同的需要同时成为以下四种路由器中的几种： 1. 内部路由器:所有端口在同一区域的路由器，维护一个链路状态数据库。 2. 主干路由器：具有连接主干区域端口的路由器。 3. 区域边界路由器(ABR): 具有连接多区域端口的路由器，一般作为一个区域的出口。ABR 为每一个所连接的区域建立链路状态数据库，负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域，而主干区域上的ABR 则负责将这些信息发送到各个区域。 4. 自治域系统边界路由器(ASBR): 至少拥有一个连接外部自治域网络（如非OSPF 的网络）端口的路由器，负 责将非OSPF 网络信息传入OSPF 网络。 四、实验步骤：

路由协议RIP、OSPF、BGP比较

根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。 协议 RIP（Routing Information Protocol ）路由信息协议：是在一个AS系统中使用地内部路由选择协议，是基于距离向量路由选择的协议。RIP有两个版本：RIPv1和RIPv2，它们均基于经典的距离向量路由算法，最大跳数为15跳。 RIP的算法简单，但在路径较多时收敛速度慢，广播路由信息时占用的带宽资源较多，它适用于网络拓扑结构相对简单且数据链路故障率极低的小型网络中，在大型网络中，一般不使用RIP。 RIP使用UDP数据包更新路由信息。路由器每隔30s更新一次路由信息，如果在180s内没有收到相邻路由器的回应，则认为去往该路由器的路由不可用，该路由器不可到达。如果在240s后仍未收到该路由器的应答，则把有关该路由器的路由信息从路由表中删除。 RIP具有以下特点： 不同厂商的路由器可以通过RIP互联； 配置简单； 适用于小型网络（小于15跳）； RIPv1不支持VLSM； 需消耗广域网带宽； 需消耗CPU、内存资源。 协议 OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）协议：采用链路状态路由选择技术，开放最短路径优先算法。路由器互相发送直接相连的链路信息和它拥有的到其它路由器的链路信息。每个OSPF 路由器维护相同自治系统拓扑结构的数据库。从这个数据库里，构造出最短路径树来计算出路由表。当拓扑结构发生变化时，OSPF 能迅速重新计算出路径，而只产生少量的路由协议流量。 主要优点： 收敛速度快；没有跳数限制； 支持服务类型选路 提供负载均衡和身份认证