使用链路状态路由协议

1、1西安思源学院. http:/使用链路状态路由协议 Introducing Routing and Switching in the Enterprise Chapter 62西安思源学院. http:/目标目标描述并规划使用 OSPF网络.使用单区域 OSPF设计和配置网络.使用多协议环境.3西安思源学院. http:/目录目录 6.1 使用 OSPF路由协议 6.2 实施单区域 OSPF 6.3 使用多路由协议4西安思源学院. http:/6.1使用 OSPF路由协议5西安思源学院. http:/6.1.1 链链路状路状态态路由路由协议协议的运行的运行过过程程 链路状态协议以其良好的分层设

2、计和足以支持大型网络的可扩展性广泛应用于企业网络中并博得众多 ISP 的青睐. 开放最短路径优先 (OSPF) 协议是一种链路状态路由协议. OSPF 是由 Internet 工程任务组 (IETF) 开发的、用于支持 IP 通信的开放式标准路由协议. OSPF 是一种无类内部网关协议 (IGP) 链路状态协议将只在拓扑发生更改（例如链路断开）时才发送更新信息.6西安思源学院. http:/6.1.1链链路状路状态态路由路由协议协议的运行的运行过过程程 与距离矢量协议相比较，链路状态路由协议具有以下特性： 需要更复杂的网络规划和配置需要占用更多的路由器资源需要占用更多的内存来存储多个表需要占用

3、更多的 CPU 和处理资源来完成复杂的路由计算7西安思源学院. http:/6.1.1链链路状路状态态路由路由协议协议的运行的运行过过程程 8西安思源学院. http:/6.1.2 OSPF 度量和收度量和收敛敛 OSPF 根据各条链路的带宽或速度来衡量链路的开销 更高的带宽 = 更低的开销 = 可靠的路由 开销 = 100,000,000 /以 bps 表示的链路带宽 使用 ip ospf cost 命令手动配置接口的开销值。9西安思源学院. http:/6.1.2 OSPF度量和收度量和收敛敛 SPF 算法 (Diijkstras算法) 每个路由器都会生成一个拓扑树 OSPF 链路状态或拓

4、扑数据库会存储 SPF 树信息黄框黄框里为最低cost的路径10西安思源学院. http:/6.1.2 OSPF度量和收度量和收敛敛 练习11西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF 邻邻居和居和邻邻接关系接关系 OSPF 路由器会建立和维护与其它相连 OSPF 路由器的邻居（或邻接）关系. 邻接是高级邻居关系，邻接的路由器之间可以交换路由信息. OSPF 路由器使用 Hello 协议开始建立和维护邻接关系. 12西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF邻邻居和居和邻邻接关系接关系 OSPF 路由器使用 Hello 协议开始建立和维护邻接关系. hello 协议通过组播地址 2

5、 向直接连接的 OSPF 路由器发送很小的 hello 数据包. 这些数据包在以太网和广播链路上每 10 秒发送一次，在非广播链路上则是每 30 秒发送一次. 这些设置包括 hello 间隔、dead 间隔和网络类型，还可能包括身份验证类型和身份验证数据. 任何两台路由器要组成邻接关系，其所有设置都必须一致. 路由器会将找到的邻居邻接关系记录到 OSPF 邻接数据库中.13西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF邻邻居和居和邻邻接关系接关系 DR 和 BDR 的作用是减少发送的更新数量，减少不必要的流量以及减少所有路由器的处理开销. 任何未被选为 DR 或 BDR 的路

6、由器均叫做 DROther. 当某条链路出现故障时，包含该链路信息的路由器会使用组播地址 将此信息发送给 DR. FULL 是 OSPF 路由器的正常状态. 如果路由器陷入其它状态，则表明可能存在问题，譬如路由器的设置不匹配。唯一的例外是 2-way 状态. 在广播环境中，路由器只能与指定路由器 (DR) 或备用指定路由器 (BDR) 达到 FULL 状态. 可以看到的其它所有邻居均处于 2-way 状态.14西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF邻邻居和居和邻邻接关系接关系本地网络中路由器 ID 最高的路由器将被选作 DR。路由器 ID 第二高的则被选作 BDR

7、。 路由器 ID 是一个 IP 地址，其确定方法如下:1. 使用 router-id 命令配置的值2. 若未使用 router-id 命令配置该值，则路由器 ID 是任何环回接口上已配置的最大 IP 地址3. 若未配置环回接口，则路由器 ID 是任何活动物理接口上的最大 IP 地址路由器 ID 可以使用以下 show 命令查看:show ip protocols, show ip ospf, or show ip ospf interface.15西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF邻邻居和居和邻邻接关系接关系管理员可以强行指定 DR 和 BDR，其方法是使用以下接口配置命令配置优

8、先级 :ip ospf priority number默认情况下，OSPF 路由器的优先级值为 1。 如果更改了某台路由器的优先级值，则优先级设置最高（而不是路由器 ID 最高）的路由器将被选为 DR.路由器优先级可以设置的最大值为 255. 优先级值为 0 表示该路由器不能充当 DR 或 BDR.16西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF邻邻居和居和邻邻接关系接关系并非所有类型的链路都需要 DR 和 BDR。OSPF 识别的链路类型包括：广播型多路访问网络以太网点对点协议 (PPP) 网络串行T1/E1非广播型多路访问 (NBMA) 网络帧中继ATM在广播型多路访问网络（例如以太网

9、）中，邻居关系数量可能会很大，因此需要选择 DR.在点对点的网络中，并不需要建立完全的邻接关系，因为根据点对点网络的定义，该链路中只有两台路由器。因此，没有必要也不会选择 DR. 在 NBMA 网络上，OSPF 有两种运行模式:模拟广播环境：管理员可将网络类型定义为广播，该网络将选择一个 DR 和一个 BDR 模拟广播网络. 点对多点环境：该环境下，每个非广播网络都被视为多个点对点链路的集合，不会选择 DR17西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF邻邻居和居和邻邻接关系接关系18西安思源学院. http:/6.1.3 OSPF邻邻居和居和邻邻接关系接关系练习:确定每台路由器的路由 I

10、D 以及每个网络的指定路由器.19西安思源学院. http:/6.1.4 OSPF 区域区域 所有 OSPF 网络都以 区域 0（也称为主干区域）开始. 可以为新建的这些区域分配任何编号（最大为 65535）。每个区域中最多可以有 50 台路由器. OSPF 采用双层设计.区域 0（也称为主干区域）位于顶层，而其它所有区域则位于下一层. 所有非主干区域都必须直接连接到区域 0. 这些区域共同组成 OSPF 自治系统 (AS)20西安思源学院. http:/6.1.4 OSPF区域区域 将一个区域连接到主干区域的路由器叫区域边界路由器 (ABR). 将某个区域连接到另一个路由协议（例如 EIGR

11、P）或将静态路由重分布到 OSPF 区域的路由器称为自治系统边界路由器 (ASBR)。21西安思源学院. http:/6.1.4 OSPF区域区域22西安思源学院. http:/6.2 实施单区域 OSPF23西安思源学院. http:/6.2.1 在单区域中配置基本的在单区域中配置基本的 OSPFOSPF 配置步骤:步骤 1：启用 OSPF router(config)# router ospf 进程 ID 由管理员选择，其编号范围为 1 到 65535。进程 ID 只在本地使用，不必与其它 OSPF 路由器的 ID 相匹配.步骤 2：通告网络 Router(config-router)#

12、network area 此 network 命令与其它 IGP 路由协议中的 network 命令功能相同，可确定要启用哪些接口来收发 OSPF 数据包.24西安思源学院. http:/6.2.1在单区域中配置基本的在单区域中配置基本的 OSPF25西安思源学院. http:/6.2.1在单区域中配置基本的在单区域中配置基本的 OSPF26西安思源学院. http:/6.2.2 配置配置OSPF 身份身份验证验证 在区域中启用身份验证机制后，则只有当身份验证信息匹配时，路由器才会共享信息. 验证保护完整的路由信息简单口令验证采用简单口令验证机制时，将为每台路由器分配一个名为密钥的口令。这种方

13、法仅提供基本的安全性，因为密钥会以纯文本格式在路由器之间传递。查看密钥就像查看纯文本一样简单.消息摘要 5 (MD5)更安全的身份验证方法是消息摘要 5 (MD5)。它要求每台路由器都有一个密钥和一个密钥 ID。路由器使用处理密钥的算法、OSPF 数据包和密钥 ID 生成加密的数字。每个 OSPF 数据包都含有该加密数字。使用数据包嗅探器并不能获取该密钥，因为路由器不会传输密钥.27西安思源学院. http:/6.2.2 Configuring OSPF Authentication 示例:28西安思源学院. http:/6.2.3 调调整整 OSPF 参数参数调整 OSPF 参数: 接口优先

14、级 路由器 ID 回环和物理接口地址29西安思源学院. http:/6.2.3调调整整 OSPF 参数参数 带宽 (花销 )30西安思源学院. http:/6.2.3调调整整 OSPF 参数参数 与 OSPF 开销度量相关的另一个参数是参考带宽，参考带宽用于计算接口的开销，接口开销也称为链路开销. 每个接口的带宽值的计算公式为：100,000,000/带宽。100,000,000（即 108）称为参考带宽. 速度更高的链路（例如千兆以太网和万兆以太网链路）存在一个问题。使用默认的参考带宽 (100,000,000) 会导致带宽值等于或大于 100 Mbps 的接口具有相同的 OSPF 开销值

15、1. 参考带宽使用 OSPF 命令 auto-cost reference-bandwidth 进行修改. 新的参考带宽以 Mbps 为单位。要将参考带宽设置为 10 Gb，请将该值设置为 10,000.31西安思源学院. http:/6.2.4 校校验验 OSPF 运行状况运行状况 校验和故障排除命令: show ip ospf neighbor show ip protocols, show ip route show ip ospf, show ip ospf interface32西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 当排除 OSPF 网络故障时，

16、可以使用 show ip ospf neighbor 命令来验证该路由器是否已与其相邻路由器建立邻接关系. 在下列情况下，两台路由器不会建立 OSPF 相邻关系:子网掩码不匹配，导致这两台路由器分处于不同的网络中 OSPF hello 计时器或 dead 计时器不匹配 OSPF 网络类型不匹配 存在信息缺失或不正确的 OSPF network 命令33西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 34西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 35西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 36西安思

17、源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 37西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 38西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 39西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 40西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 41西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 42西安思源学院. http:/6.2.4校校验验 OSPF 运行状况运行状况 43西安思源学院. http:/6.3 使用多路由

18、协议44西安思源学院. http:/6.3.1 配置和配置和传传播默播默认认路由路由 OSPF 提供 AS 内部网络的路由信息。OSPF 还必须提供有关访问 AS 外部网络的信息。 在自治系统边界路由器 (ASBR) 上配置此路由 ASBR 将默认路由信息通告给 AS 内的所有路由器.45西安思源学院. http:/6.3.1配置和配置和传传播默播默认认路由路由 示例: 没有默认路由46西安思源学院. http:/6.3.1配置和配置和传传播默播默认认路由路由 示例: 配置和传播默认路由Step 1:为 ASBR 配置默认路由. R1(config)#ip route serial 0/0/0Step 2:配置 ASBR 以便将默认路由传播到其它路由器。默认情况下，即使路由表中存在默认路由，OSPF 也不会将此路由加在通告中. R1(config)#router ospf 1R1(config-router)#default-information originate47西安思源学院. http:/6.3.1配置和