模块三任务8(实现企业网互联互通(方案三：OSPF))

1、 模块三模块三 优化网络优化网络任务任务8 8 实现企业网互联互通（方案三：实现企业网互联互通（方案三：OSPFOSPF）任务引入任务引入1任务分析任务分析2任务实施任务实施3小结与练习小结与练习4任务引入任务引入 网络管理员按照公司的要求，使用静态路由实现了企业网的内部通网络管理员按照公司的要求，使用静态路由实现了企业网的内部通信，但考虑到网络的扩展性、高可靠性，又使用路由信息选择协议（信，但考虑到网络的扩展性、高可靠性，又使用路由信息选择协议（RIP）取代了静态路由，弥补它的不足。但网络管理员考虑到取代了静态路由，弥补它的不足。但网络管理员考虑到RIP是距离矢量路是距离矢量路由协议，具有距

2、离矢量路由协议所有共通的缺点，如最大跳数的限制、由协议，具有距离矢量路由协议所有共通的缺点，如最大跳数的限制、广播或组播整个路由表等，这些缺点使得网络规模受到限制、网络收敛广播或组播整个路由表等，这些缺点使得网络规模受到限制、网络收敛速度慢等诸多难以解决的问题。这些问题的存在使网络管理员考虑使用速度慢等诸多难以解决的问题。这些问题的存在使网络管理员考虑使用其他动态路由协议，如其他动态路由协议，如OSPF、EIGRP。任务分析任务分析 OSPF（Open shortest path first,开放最短链路优先）路由协开放最短链路优先）路由协议是典型的链路状态路由协议，是一个典型的内部网关协议。

3、议是典型的链路状态路由协议，是一个典型的内部网关协议。OSPF路由协议可适应大规模网络，收敛速度快、无路由环路、支持路由协议可适应大规模网络，收敛速度快、无路由环路、支持VLSM和和CIDR、支持等价路由、支持区域划分，可构成结构化的网络、提、支持等价路由、支持区域划分，可构成结构化的网络、提供路由分级管理、支持简单口令和供路由分级管理、支持简单口令和MD5认证、以组播方式传送协议报认证、以组播方式传送协议报文。运行链路状态路由协议的路由器，在互相学习路由之前，会首先文。运行链路状态路由协议的路由器，在互相学习路由之前，会首先向邻居路由器学习整个网络的拓扑结构，在自己的内存中建立一个拓向邻居路

4、由器学习整个网络的拓扑结构，在自己的内存中建立一个拓扑表，然后使用最短路径优先（扑表，然后使用最短路径优先（SPF）算法，从自己的拓扑表里计算）算法，从自己的拓扑表里计算出路由来。所以运行链路状态路由协议的路由器都能自己保证路由的出路由来。所以运行链路状态路由协议的路由器都能自己保证路由的正确性。正确性。一、链路状态路由协议原理一、链路状态路由协议原理 运行链路状态路由协议的路由器在开始学习路由时先要学习整个网络的拓扑，学习路由的速率可能会比运行距离矢量路由协议的路由器慢一点，但是一旦路由学习完毕，路由器之间就不再需要周期性地互相传递路由表，因为整个网络的拓扑结构每台路由器都已知道，不需要使用

5、周期性的路由更新包来维持路由表的正确性，从而节省了网络的带宽。由于运行链路状态路由协议的路由器都维护着一张相同的拓扑表，而路由是路由器自己从这张表中计算出来的，所以运行链路状态路由协议的路由器都能自己保证路由的正确性，从而不需要使用额外的措施保证路由表的正解性。运行链路状态路由协议的网络在出现故障时收敛是很快的。 相关知识相关知识 OSPF路由协议也是一种IGP协议，它只能工作在自治系统内部，不能跨自治系统运行。相对于距离矢量路由协议，OSPF具有收敛时间短、适用范围大的优点。在大型网络或者电信级网络的骨干上，是不能使用距离矢量路由协议的。原因在于距离矢量路由协议的最大度量值影响了它的使用范围

6、；而且距离矢量路由协议收敛缓慢，无法达到电信运营网络对故障时间的要求；另外，距离矢量路由协议周期性地向邻居发送路由更新，也会占用带宽。而OSPF很好地解决了这些问题。 二、二、OSPF路由协议概述路由协议概述三、三、OSPFOSPF路由协议适用的网络类型路由协议适用的网络类型1.广播多路访问网络广播多路访问网络 例如以太网、令牌环网、例如以太网、令牌环网、FDDI。在这种类型的网络里。在这种类型的网络里OSPF路由协议要求进路由协议要求进行指定路由（行指定路由（DR）与备份指定路由（）与备份指定路由（BDR）的选择。）的选择。2.点对点网络点对点网络 例如，专线是典型的点对点网络。在这种类型的

7、网络里例如，专线是典型的点对点网络。在这种类型的网络里OSPF路由协议不需要路由协议不需要进行指定路由（进行指定路由（DR）与备份指定路由（）与备份指定路由（BDR）的选择。）的选择。3.非广播多路访问网络非广播多路访问网络例如，帧中继、例如，帧中继、X.25。在这种类型的网络里。在这种类型的网络里OSPF路由协议的配置比较复杂。路由协议的配置比较复杂。 四、指定路由（四、指定路由（DRDR）与备份指定路由（）与备份指定路由（BDRBDR）的选择）的选择 1、所有的非、所有的非DR的路由器把自己的链路状态信息以组播的形式发送给的路由器把自己的链路状态信息以组播的形式发送给DR，该组播，该组播地

8、址为地址为224.0.0.6。然后。然后DR再以组播的形式将信息发再以组播的形式将信息发 送给所有的路由器，该组送给所有的路由器，该组址为址为224.0.0.5。这样的操作使网络中节省了网络资源。这样的操作使网络中节省了网络资源。 2、当路由器发现一个网段出现故障后，它会向、当路由器发现一个网段出现故障后，它会向DR发出链路状态更新包。再由发出链路状态更新包。再由DB组播组所有的路由器。组播组所有的路由器。 3、DR成为广播多路访问网络中链路信息汇聚的点，它同时也是广播多路访问网成为广播多路访问网络中链路信息汇聚的点，它同时也是广播多路访问网络中链路信息发散点。为了防止络中链路信息发散点。为了

9、防止DR故障影响整个网络链路信息的传递，还要从这些路故障影响整个网络链路信息的传递，还要从这些路由器中行选举出备份指定路由，即由器中行选举出备份指定路由，即BDR。 4、DR和和BDR的选举，在广播多路访问网络中，路由器互相比较它们的优先级，的选举，在广播多路访问网络中，路由器互相比较它们的优先级，优先级高的作为优先级高的作为DR，第二高的作为，第二高的作为BDR。 5、在默认情况下，路由器的优先级是一样的，这时路由器依靠比较路由器标、在默认情况下，路由器的优先级是一样的，这时路由器依靠比较路由器标识来决定谁是识来决定谁是DR。 五、五、OSPF工作过程工作过程 1 1、在使用在使用OSPFO

10、SPF路由协议的网络还没有运行的时候，路由协议的网络还没有运行的时候，路由器路由器A A和路由器和路由器B B互相还没有向对方发送任何信息，这互相还没有向对方发送任何信息，这时两台路由器互相不知道对方的存在，这种状态是时两台路由器互相不知道对方的存在，这种状态是DOWNDOWN状态。当使用状态。当使用OSPFOSPF路由协议的网络开始运行时，其中总路由协议的网络开始运行时，其中总会有一台路由器首先发出会有一台路由器首先发出HelloHello包，查找邻居路由，如包，查找邻居路由，如下图下图所示。所示。路由器路由器A A首先发出首先发出HelloHello包，路由器包，路由器B B收到该收到该h

11、ellohello包并包并且将路由器且将路由器A A的标识记入邻居表，这个状态是初始状态。的标识记入邻居表，这个状态是初始状态。 2、从 two-way状态到Exstart状态 路由器B认识了路由器A后，也会向路由器A发出Hello包。而且还会将路由器B认识的所有邻居的标识。路由器A收到该Hello包后，也会把路由器B发送过来的所有标识记入邻居表。这时，两台路由器的邻居表里都有了对方的信息，邻居关系形成，这个状态是two-way状态。 由于两台路由器是使用以太线路连接的，也就是说它们工作在广播多路访问网络中，而不是点对点网络，所以，在形成邻居关系之后要选举DR。 路由器A和路由器B通过互相交换

12、Hello包比较两者的优先级和路由器标识。优先级高的路由器将成为DR。如果优先级相同，则路由器标识大的路由器成为DR。由于两台路由器的优先级相同，所以路由器标识较大的B路由器成为了DR。这个过程是Exstart状态。 3 3、选举出选举出DRDR之后，由之后，由DRDR首先向非首先向非DRDR发送网络拓扑，发送网络拓扑，然后非然后非DRDR再把自己所知道的网络拓扑信息发送给再把自己所知道的网络拓扑信息发送给DRDR，如，如下图下图所示。这个过程是所示。这个过程是ExChangeExChange状态。状态。4、DR因路由器A的请求，发送出某条链路的完整信息，这是Loading状态。 本任务建立在

13、已经完成VLAN划分、VLAN间通信的配置以及清除RIP协议的基础上，网络拓扑及IP分配如下图所示.任务实施任务实施 步骤步骤1 1：在所有的路由器中启用：在所有的路由器中启用OSPFOSPF协议，下面以协议，下面以R1R1路路由器为例。由器为例。R1(config)#router ospf 10！开启OSPF，10是进程号，范围是165535。在同一个使用OSPF路由协议的网络中的不同路由器可以启用不同的进程号。OSPF配置进程主要用于同一台路由器上可以运行多个不同的OSPF 进程，它们之间互不影响，彼此独立。不同OSPF 进程之间的路由交互相当于不同路由协议之间的路由交互。路由器的一个接口

14、只能属于某一个OSPF 进程 步骤步骤2 2：启用：启用OSPFOSPF路由协议后，还要在路由协议后，还要在OSPFOSPF路由路由协议里发布网段。协议里发布网段。R1(config-router)#network 172.16.0.8 0.0.0.3 area 0！发布R1路由器中所有直连的网络号。 步骤步骤3 3：在：在S1S1三层交换机中启用三层交换机中启用OSPFOSPF协议并配置发布所协议并配置发布所有网段有网段。S1(config)#ip routing！开启三层交换机的三层路由功能S1(config)#router ospf 10！创建ospf路由进程, 进程号：10S1(con

15、fig-router)#network 172.16.0.8 0.0.0.3 area 0S1(config-router)#network 172.16.0.0 0.0.0.3 area 0S1(config-router)#network 172.16.0.4 0.0.0.3 area 0S1(config-router)#network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0！所有网段都是直连网络的网络地址。步骤步骤4: 4: 在在S2S2交换机中启用交换机中启用OSPFOSPF协议协议S2 (config)#router ospf 10！开启OSPF，10是进程号。S2

16、 (config-router)#network 172.16.0.8 0.0.0.3 area 0S2 (config-router)#network 172.16.0.16 0.0.0.3 area 0S2 (config-router)#network 172.16.8.0 0.0.7.255 area 0! 发布网段能力链接能力链接network 172.16.8.0 0.0.7.255 area 0network 172.16.8.0 0.0.7.255 area 0命令表示的网络命令表示的网络号：号：172.16.8.0172.16.8.0，子网掩码：，子网掩码：255.255.2

17、48.0255.255.248.0，该网络号，该网络号所包括的子网：所包括的子网：172.16.9.0/24172.16.9.0/24、172.16.10.0/24172.16.10.0/24、172.16.11.0/24172.16.11.0/24、172.16.12.0/24172.16.12.0/24、172.16.13.0/24172.16.13.0/24、172.16.14.0/24172.16.14.0/24。利用缩短子网掩码的方法将多个连续。利用缩短子网掩码的方法将多个连续的子网网络，手工汇总为一个网络号。的子网网络，手工汇总为一个网络号。步骤步骤5: 5: 在在S3S3交换机中

18、启用交换机中启用OSPFOSPF协议。协议。S3 (config)#router OSPF 10！开启OSPF，10是进程号S3 (config-router)# network 172.16.0.4 0.0.0.3 area 0S3 (config-router)# network 172.16.0.16 0.0.0.3 area 0S3 (config-router)# network 172.16.16.0 0.0.1.255 area 0! 发布网段，发布的网络号：172.16.0.4/30、172.16.0.16/30、172.16.16.0/24、172.16.17.0/24课堂小结课堂小结 课堂练习课堂练习一、选择题一、选择题1下列关于链路状态算法的说法正确的是（下列关于链路状态算法的说法正确的是（）。）。A. 链路状态是对路由的描述链路状态是对路由的描述B. 链路状态是对网络拓扑结构的描述链路状态是对网络拓扑结构的描述C. 链路状态算法本身不会产生自环路由链路状态算法本身不会产生自环路由D. OSPF和和RIP都使用链路状态算法都使用链路状态算法2内部网关协议内部网关协议 OSPF是一个（）协议。是一个（）协议。A链路状态型链路状态型 B距离矢量型距离矢量型