《现代通信网》实验八-OSPF基本原理及OSPF路由基本实验

路由协议原理和配置内容1、电信网实验

程控交换系统概述及CENTREX群用户数据配置信令的概念及局间数据配置2、以太网实验

家庭及小型办公网络接入及双绞线的制作以太网原理、组网技术及以太网交换机基本操作VLAN概念、工作原理及交换机VLAN基本配置交换机链路聚合实验、交换机STP实验3、IP网实验

路由器基本原理及静态路由实验OSPF基本原理及OSPF路由基本实验ACL访问控制列表NAT地址转换4、下一代网络实验

NGN局数据配置H.323协议原理及H.323用户终端配置IAD用户数据配置实验2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications

路由的优先级一台路由器上可以同时运行多个路由协议.不同的路由协议都有自己的标准来衡量路由的好坏(有的采用下一跳次数、带宽、延时)，并且每个路由协议都把自己认为是最好的路由送到路由表中。这样到达一个同样的目的地址，可能由多条分别由不同路由选择协议学习来的不同路由。虽每个路由选择协议都有自己的度量值，但是不同协议间的度量值含义不同，没有可比性。路由器必须选择其中一个路由协议计算出来的最佳路径作为转发路径加入到路由表中。每个路由器可以配置一个优先级参数，路由器选择路由协议的依据就可以是这个路由优先级。不同的路由协议有不同的路由优先级。数值小的优先级高。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications优先级比较:直连路由具有最高优先级；人工设置的路由条目优先级别高于动态学习到的路由条目；度量值算法复杂的路由协议优先级高于度量值算法简单的路由协议。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications管理距离（Priority）RouteSourceDefaultDistanceConnectedinterface0StaticrouteoutaninterfaceStaticroutetoanexthopExternalBGPOSPFIS-ISRIPv1,v2EGPInternalBGPUnknown0120110115120140200255若出现去往同一目的地的多条来源（owner）不同的路由，则管理距离小者进入路由表。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications度量值（Metric）A56RIPHopcountE156E1B

衡量去往目的地的花费和代价若出现去往同一目的地的多条相同来源（owner）的路由，则metric小者进入路由表。

2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications内容提要

距离矢量型路由协议

链路状态型路由协议

OSPF路由协议及配置2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications

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。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications

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(InteriorGatewayProtocol)和外部网关协议EGP(ExteriorGatewayProtocol)，按照所执行的算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议(DistanceVector)、链路状态路由协议(LinkState).2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications距离-矢量路由协议和链路状态路由协议

距离-矢量路由协议：以RIP协议为代表。相邻的路由器之间互相交换整个路由表，并进行矢量的叠加，最后达到知道整个路由表。

链路状态路由协议：有OSPF。链路状态是一个层次式的,执行该算法的路由器不是简单的从相邻的路由器学习路由，而是把路由器分成区域，收集区域内所有路由器的链路状态信息，根据链路状态信息生成网络拓扑结构，每一个路由器再根据拓扑结构图计算出路由。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications域间路由协议(EGP)和域内路由协议(IGP)IGPs:RIP,OSPFEGPs:BGP，EGPIS-ISAutonomousSystem65000AutonomousSystem65500

自治域系统(AS)是一组处于相同技术管理的网络集合。IGPs在一个自治域系统内运行。EGPs连接不通的自治域系统

2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications自治域系统的概念

一个自治系统中包括了一组路由器，这些路由器通过一个共同的路由协议交换路由信息。

一个AS是由单一的实体管理下的路由器和网络的集合。

除非出现故障，一个AS是连通的，也就是说，任意两个节点间将有一条路径。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications内容提要

距离矢量型路由协议

链路状态型路由协议

OSPF路由协议及配置2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF协议概述OSPF是链路状态路由协议，具有下面的优点：•适应大规模网络•支持区域划分•更快的收敛速度•组播报文发送•路由分级管理•无路由自环•支持负载均衡2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF简介

OSPF（OpenShortestPathFirst）是一个基于链路状态的AS内部路由协议。

开放：不是某机构或公司专有的。

最短路径优先：Dijkstra。

它是目前IP网中最流行、使用最广泛的与域内路由协议之一。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF工作过程简述

每台运行OSPF的路由器都会形成自己的链路状态信息（称为链路状态通告LSA，LinkStateAdvertisement），通过洪泛机制传送给AS/区域中的其他路由器。每台路由器都维持着一个数据库（称为链路状态数据库LSDB，LinkStateDatabase），实质是一个网络地图，描述整个网络的拓扑结构。每台路由器利用SPF算法独立计算去往目的网络的最短路径，并生成路由表。只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。

2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF的基本概念

路由器ID（RouterID）

标识每台运行OSPF协议的路由器。

AS内路由器ID必须唯一。

采用32bit的无符号整数表示。

可以手动配置。

如没有手动配置RouterID，通常会选择一个Loopback地址最为RouterID。

如没有配置Loopback地址，通常从当前物理接口中选择IP地址最大的作为RouterID。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF的基本概念

接口与链路

接口（Interface）：路由器和它所连网络之间的连接，有时也称链路（Link）。

当用network指令将路由器的一个接口加入到OSPF的路由域中，该接口成为一个OSPF的链路。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF的基本概念

邻居路由器（NeighboringRouter）：同一个IP子网上的两台或多台路由器。

邻居表：每个运行OSPF的路由器都会有一个邻居关系数据库，称为邻居表（NeighborDatabase），它记录了与它建立了信息的邻居路由器。

链路状态数据库（拓扑表）：每个运行OSPF的路由器都会有，表示整个网络的拓扑结构。不分区域的情况下，AS内所有路由器的拓扑表都相同。划分区域后，同一区域的路由器的拓扑表相同。

路由表：每台路由器利用SPF算法计算一棵以自己为根的最短路径树，得到去往每一个目标网络的路由。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF数据包类型•版本号——标识所使用的OSPF版本•类型——将OSPF数据包类型标识为以下类型之一–hello包：建立和维持邻居关系。–数据库描述包（DBD或DDP）：描述拓扑结构数据库的内容摘要。–链路状态请求包（LSR）：向相邻路由器请求其拓扑结构数据库的部分内容。–链路状态更新包（LSU）：对链路状态请求数据包的回应。–链路状态确认包（LSAck）：对链路状态更新数据包的确认，这种确认使OSPF的扩散过程更可靠。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF邻居发现172.16.5.1/24E0172.16.5.2/24AE1BDownState2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF邻居发现172.16.5.1/24E0172.16.5.2/24AE1BDownStateIamrouterID172.16.5.1andIseenoone.InitStateRouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE12022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF邻居发现172.16.5.1/24E0172.16.5.2/24AE1BDownStateIamrouterID172.16.5.1andIseenoone.InitStateRouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1IamrouterID172.16.5.2,andIsee172.16.5.1.2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF邻居发现172.16.5.1/24E0172.16.5.2/24AE1BDownStateIamrouterID172.16.5.1andIseenoone.InitStateRouterBNeighborsList172.16.5.1/24,intE1IamrouterID172.16.5.2,andIsee172.16.5.1.RouterANeighborsList172.16.5.2/24,intE0Two-WayState2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF链路状态数据库同步过程ABE0E1172.16.5.2172.16.5.1afadjfjorqpoeru39547439070713ExstartStateHelloIwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF链路状态数据库同步过程ABE0E1172.16.5.2172.16.5.1afadjfjorqpoeru39547439070713ExstartStateHelloIwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.afadjfjorqpoeru39547439070713No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.HelloOSPF规定拥有高RouterID的路由器称为主路由器。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF链路状态数据库同步过程ABE0E1172.16.5.2172.16.5.1afadjfjorqpoeru39547439070713ExstartStateHelloIwillstartexchangebecauseIhaverouterID172.16.5.1.afadjfjorqpoeru39547439070713No,IwillstartexchangebecauseIhaveahigherrouterID.HelloExchangeStateafadjfjorqpoeru39547439070713Hereisasummaryofmylink-statedatabase.DBDafadjfjorqpoeru39547439070713DBDHereisasummaryofmylink-statedatabase.2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF链路状态数据库同步过程ABE0E1172.16.5.2172.16.5.1afadjfjorqpoeru39547439070713LoadingStateLSRIneedthecompleteentryfornetwork172.16.6.0/24.2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF链路状态数据库同步过程ABE0E1172.16.5.2172.16.5.1afadjfjorqpoeru39547439070713LoadingStateLSRIneedthecompleteentryfornetwork172.16.6.0/24.afadjfjorqpoeru39547439070713Hereistheentryfornetwork172.16.6.0/24.LSU2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF链路状态数据库同步过程ABE0E1172.16.5.2172.16.5.1afadjfjorqpoeru39547439070713LoadingStateLSRIneedthecompleteentryfornetwork172.16.6.0/24.afadjfjorqpoeru39547439070713Hereistheentryfornetwork172.16.6.0/24.LSUafadjfjorqpoeru39547439070713LSAckThanksfortheinformation!2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsDR和BDRDRBDR

DR（DesignatedRouter）负责在一个网段传递链路信息。网段内所有路由器只将链路状态信息发给DR，由DR发送给本网段内其他路由器。BDR（BackupDesignatedRouter）在DR失效时接替DR工作。BDR也和本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。

2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsDR和BDRDRBDR

通过Hello报文的交互选举一个网段的DR、BDR

接口优先级大的当选DR，拥有次优先级的当选BDR，若两台路由器优先级相同，则选RouterID最大的成为DR。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications划分区域

为了支持大规模网络的应用、优化路由表，OSPF采取区域划分的概念，允许将AS内的子网划分成区域（Area）来管理。

进行分区后，LSA洪泛仅仅局限于区域内，区域内路由器的得到网络拓扑是相同的，可以计算区域内任意目的网络的最短路，区域间传送的是距离矢量信息，因此，OSPF要求区域间拓扑采用星型结构，防止环路产生。2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF的术语和概念（续）

域的类型

骨干区（area0）非骨干区

路由器的分类：1.InternalRouter：内部路由器,该路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域。ABR(AreaBorderRouter):区域边界路由器，该路由器同时属于两个以上的区域（必须由一个是骨干区域）。BackboneRouter(BR):骨干路由器ASBR(AutonomousSystemBoundaryRouter):自治系统边界路由器.2.3.4.2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF域的分层ASarea2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunications内容提要

OSPF基本概念及术语

OSPF基本实验2022/4/3Xi'anUniversityofPostsandTelecommunicationsOSPF配置命令格式命令模式命