演示：OSPF 基础配置

第6章理解并实施路由技术任务6.3.8演示：动态路由协议OSPF的配置

演示目标：OSPF的基础配置。查看并理解OSPF的邻居表。查看并理解OSPF的链路状态数据库（拓扑表）。查看并理解OSPF的路由表。查看OSPF相关的信息。调整OSPF的Hello间隔时间与接口成本值。演示环境：如图6.96所示。

图6.96OSPF的实验环境任务6.3.8演示工具：三台思科路由器、一台交换机。演示背景：三台路由器通过10MB的以太网链路连接到交换机S1，形成多路访问形式的网络，然后在各台路由器上配置如图6.96所示的接口IP地址，并启动OSPF路由协议，最后学会查看并理解OSPF的邻居表、OSPF的链路状态数据库（拓扑表）、OSPF的路由表，查看OSPF相关的信息，调整OSPF的Hello间隔时间与接口成本值等。演示步骤：1、对实验环境中的各台路由器进行配置，其中包括网络基础配置和OSPF协议的启动。各台路由器的具体配置如下。任务6.3.8路由器R1的配置：R1(config)#interfaceethernet1/0R1(config-if)#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0R1(config-if)#noshutdownR1(config)#interfaceloopback1R1(config-if)#ipaddress10.10.10.10255.255.255.0R1(config)#routerospf1R1(config-router)#router-id1.1.1.1R1(config-router)#network10.10.10.00.0.0.255area0R1(config-router)#network192.168.1.00.0.0.255area0指令解释：指令routerospf1指示启动OSPF的一个进程，进程号为1，进程号的取值范围是1～65535。注意OSPF的进程号与EIGRP自主系统编号的区别，所谓进程号只不过用来区分同一台设备中两个不同的OSPF进程，它只具有本地意义，因为思科的IOS系统允许一台路由器同时运行多个OSPF进程。指令router-id1.1.1.1指示为OSPF路由器配置路由器ID（RID），这不是OSPF必需的配置指令，但是建议为启动OSPF路由协议的路由器配置RID，因为这将让路由器具备更高的可管理性。指令network10.10.10.00.0.0.255area0指示公告10.10.10.0的子网，0.0.0.255是为10.10.10.0配置的反向掩码，area0指示配置OSPF的区域0。关于反向掩码与OSPF的区域将做重点理解，详细描述如下。任务6.3.8理解什么是反向掩码反向掩码（InverseMask）也叫作WildcardMask（通配符掩码），由32位长的二进制数组成，4个8位位组，其中0代表必须精确匹配，1代表任意匹配（即不关心），更具体地讲，它是子网掩码求反运算后所得到的。比如，一个子网掩码为255.255.255.0，转换成二进制数就是11111111.11111111.11111111.00000000，在子网掩码中为了识别地址的网络ID，二进制的“1”表示必须关心的位，“0”表示任意匹配的主机ID。当对上述的子网掩码进行“反”运算后得到：00000000.00000000.00000000.11111111，即十进制形式的0.0.0.255，其中0代表必须精确匹配，1代表任意匹配（即不关心）。在OSPF路由公告过程中使用反码，可以完全反映OSPF的无类别特性。如图6.97所示为根据子网掩码计算反码的过程，子网掩码的255可快速得到反码即是0，而非规整的掩码形式如252即是使用255减去子网掩码252就得到反码3。图6.97关于反码的计算方法任务6.3.8理解什么是OSPF的区域因为OSPF使用了多个数据库和复杂的算法，它比RIP、EIGRP等路由协议会消耗更多路由器的CPU，特别是当OSPF网络不断扩展时（理论上OSPF路由协议不受路由器数量的限制），复杂的算法会让路由器的性能不堪重荷。假设在一个庞大的OSPF网络中有一条链路不断地翻动（一会儿Up，一会儿Down），那么整个OSPF的路由域将不断地进行SPF计算，这样会让整个OSPF路由域的路由器性能达到极限，严重影响网络的稳定性与转发效率。在这种情况下必须有一种更好的方法来解决上述的问题，优化OSPF路由域的性能，那么OSPF的区域正是解决上述问题的最佳途径。关于OSPF的区域实例如图6.98所示，OSPF区域的产生将减小上面所描述的不良影响，它把一个整体的OSPF环境分割成不同的子域链路，那么在某一个区域内的OSPF路由器不需要了解其他区域的拓扑细节，它可以做到如下两点。

图6.98关于OSPF的区域实例任务6.3.8路由器仅需要和与它所在同一区域的路由器具备相同的链路状态数据库，而没有必要和整个OSPF路由域的所有路由器同步链路状态数据库，这将减少路由器链路状态数据库的冗长程度，大大降低路由器CPU和内存的开销。当某条链路发生翻动时，大量的LSA洪泛将被限制在发生链路翻动的区域内，不至于导致整个OSPF路由域全部重新进行SPF计算。

当OSPF被划分成多个区域时，在众多区域中必须具有一个主干区域，通常使用区域0（Area0）表示主干区域，而其他区域，如图6.98中的区域1、２、３则表示辅助区域，辅助区域必须紧贴主干区域。OSPF的区域使用一个32位的区域ID来标识，这个区域ID可以使用十进制或者点分十进制的方法来表示，比如：Area0就是十进制表示；Area0.0.0.0就是点分十进制表示，实际上它们的意义是相同的。任务6.3.8 提问：什么时候建议使用十进制表示区域？什么时候建议使用点分十进制表示区域？区域编号较小时，比较容易记忆，建议使用十进制表示，比如Area1就比Area181.139.215.211更好记忆与书写；而在Area1544745691和Area100.100.100.1相比较时，相信更愿意使用Area100.100.100.1表示，因为它更好记忆与书写。所以到底使用什么方式来表示区域，要根据实际情况来确定，这只是两种表示形式的取舍，并没有好坏之分。提问：因为在OSPF的众多区域中必须具有一个主干区域，通常使用区域0（Area0）表示主干区域，如果是配置单区域的OSPF，那么它的区域号是否必须是0？如果是配置单区域的OSPF，区域号不一定必须是0，因为只有多区域的OSPF才存在主干区域的概念。

注意：上面描述了关于OSPF区域的概念，但是在CCNA认证阶段要求学员成功地掌握OSPF的单区域，所以本书所有的OSPF实例都将以OSPF单区域的形式进行配置，如果要进一步理解并配置OSPF的多区域，请参看CCNP的相关资源。

任务6.3.8路由器R2的配置：R2(config)#interfacee1/0R2(config-if)#ipaddress192.168.1.２255.255.255.0R2(config-if)#noshutdownR2(config)#interfaceloopback1R2(config-if)#ipaddress20.20.20.20255.255.255.0R2(config)#routerospf1R2(config-router)#router-id2.2.2.2R2(config-router)#network192.168.1.00.0.0.255area0R2(config-router)#network20.20.20.00.0.0.255area0路由器R3的配置：R3(config)#interfacee1/0R3(config-if)#ipaddress192.168.1.3255.255.255.0R3(config-if)#noshutdownR3(config)#interfaceloopback1R3(config-if)#ipaddress30.30.30.30255.255.255.0R3(config)#routerospf1R3(config-router)#router-id3.3.3.3R3(config-router)#network192.168.1.00.0.0.255area0R3(config-router)#network30.30.30.00.0.0.255area0任务6.3.82、在完成第一步的OSPF基础配置后，现在通过在各台路由器上执行showip

ospfneighbor指令来查看OSPF协议的邻居表。如图6.99所示为路由器R1、R2、R3的邻居表，其中各字段的意义如下。NeighborID：邻居路由器的ID。Pri：邻居路由器所对应的优先级。State：邻居路由器的状态。DeadTime：邻居路由器的死亡时间。Address：邻居路由器启动OSPF的接口IP地址。Interface：邻居路由器启动OSPF的接口。图6.99查看路由器R1、R2、R3的OSPF邻居表根据图6.99所示的三台路由器的邻居表可得知，目前路由器R3（3.3.3.3）是DR，因为它具有最高的RID，路由器R2（2.2.2.2）是BDR，它具有次高的RID，路由器R1是DROTHER（常规OSPF路由器），它们的优先级都是1。任务6.3.83、查看OSPF的链路状态数据库及拓扑结构。可以在路由器R1上使用showipospfdatabasetopology指令查看OSPF的数据库拓扑结构，如图6.100所示，可以看到链路中的所有OSPF路由器（R1、R2、R3）。在该演示环境中存在两种类型的LSA，即路由器类型型LSA和网络类型的LSA，路由器类型的LSA由链路中的OSPF路由器R1、R2、R3产生；网络类型的LSA由DR（R3）产生。注意图6.100中所示的多个LSA，只包括了各条LSA的头部。图6.100查看OSPF的数据库拓扑结构任务6.3.8关于LSA类型的详细描述0SPF路由协议定义了多种LSA的类型，比如，一台DR必须通告多路访问链路和所有与这条链路相连的路由器，而其他类型的路由器将不需要通告这种类型的信息。一般来讲，LSA存在11种类型，如表6.5所示，但在CCNA认证部分主要介绍两种类型的LSA，类型1的LSA表示路由器的LSA、类型2的LSA表示网络的LSA。类型描述*LSA1路由器的LSA*LSA2网络的LSALSA3网络汇总的LSALSA4自主系统边界汇总的LSALSA5自主系统外部的LSALSA6组播成员的LSALSA7NSSA外部的LSALSA8外部属性的LSALSA9链路本地范围的LSALSA10本地区域范围的LSALSA11AS范围的LSA表6.5关于OSPF的LSA类型任务6.3.8路由器类型的LSA：每—台路由器都会产生路由器LSA，这个最基本的LSA列出了路由器所有的链路或接口，并指明了它们的状态和沿每条链路方向出站的代价，以及该链路上所有已知的0SPF邻居。这些LSA只会在始发它们的区域内部进行洪泛扩散。通过showip

ospfdatabaserouter指令可以查看数据库中列出了所有路由器LSA，如果网络上的路由器特别多，并且链路状态数据库已经同步，那么使用showip

ospfdatabaserouter指令所显示的内容将显得特别的冗长，所以在这里使用showip

ospfdatabaserouter1.1.1.1指令只显示如图6.101所示路由器R1所产生的路由器类型的LSA。由图6.101所示的显示结果可得知，这是一个由路由器R1所产生的LSA，并列出了路由器的两种链路状态：环回接口10.10.10.10，度量值是１，该接口是一个末梢网络链路；以太网接口192.168.1.1，度量值是10，该接口是一个传送网络链路。关于对末梢网络与传送网络的理解如下所述。图6.101查看路由器R1的数据库传送网络（TransNetwork）：与两台或两台以上的路由器相连,如该演示环境中的路由器R1、R2、R3的接口E1/0连接到交换机S1链路，更明确地讲，它是一个多路访问网络。末梢网络（StubNetwork）：仅和一台路由器相连。末梢网络上的数据包总是有一个源地址或者目的地址属于这个末梢网络，比如：连接一个单纯的计算机子网，loopback接口也可以认为是末梢网络，并当作主机路由来通告。任务6.3.8网络类型的LSA：该类型LSA由每一个多路访问网络中的指定路由器（DR）产生，网络类型的LSA列出了所有与之相连的路由器，包括DR本身，可以在路由器上执行showipospfdatabasenetwork指令显示网络类型的LSA，如图6.102所示。图6.102查看路由器R1的网络类型的LSA任务6.3.84、现在到路由器R1上使用showiproute指令查看路由表，如图6.103所示，可以看到被标记为“O”的两条路由，“O”即代表通过OSPF协议学到的路由。但是现在有一个问题：这两条被标记为“O”的路由在前面的公告过程中是以24位路由进行公告的（network20.20.20.00.0.0.255area0；network30.30.30.00.0.0.255area0），那么为什么在路由器R1学到这两条路由时却变成了32位的主机路由呢？图6.103查看路由器R1的路由表任务6.3.8注意：当使用OSPF公告路由器上的环回接口时，即便是非主机路由，它被OSPF公告出来后，也会在邻居路由器中以32位的主机路由形式出现。要解决这种情况，必须进入相应的环回接口模式，使用ip

ospfnetworkpoint-to-point指令32位的主机路由形式还原成具体的公告位数。关于配置如下所示：

R2(config)#interfaceloopback1R2(config-if)#ipospfnetworkpoint-to-pointR3(config)#interfaceloopback1R3(config-if)#ipospfnetworkpoint-to-point当完成上述配置后，再次回到路由器R1上使用showiproute指令查看路由表，如图6.104所示，32的主机路由形式被还原成路由公告时的24位了。其两条路由的度量值是11，环回接口的出站度量值是１，以太网接口的出站度量值是10，所以整体的路由度量值是11。关于OSPF路由度量值的更多信息，请参看本书“理解OSPF的度量值”部分。图6.104再次查看路由器R1的路由表任务6.3.85、可以使用showipospfinterface指令来查看该接口的OSPF相关参数，其中包括：OSPF的Hello间隔时间和Dead时间周期、优先级、网络类型等信息，如图6.105所示。可以使用showipospf

某个进程号指令来查看与OSPF相关的进程信息，如图6.106所示。图6.106在路由器R1上查看整个OSPF进程图6.105查看路由器R1的OSPF接口状态信息任务6.3.86、在这一步中将调整OSPF的Hello间隔时间，Hello间隔时间是OSPF路由器维护邻居关系的重要参数，在以太网链路上，在默认情况下，OSPF的Hello间隔时间为10秒，通常死亡时间（宣布OSPF无效时间）是Hello间隔时间的4倍，即40秒。关于接口的Hello间隔时间，可以通过在路由器R1上使用showipospfinterfacee1/0指令来查看，如图6.107所示。图6.107查看OSPF的Hello间隔时间任务6.3.8现在将路由器R1的E1/0接口的Hello间隔时间改为5秒，死亡时间改为20秒，具体配置如下所述，当改变路由器R1的Hello间隔时间后，会发现路由器R1立即丢失了两个邻居（路由器R2与R3），如图6.108所示。然后再使用showip

ospfinterfacee1/0指令查看路由器R1的Hello间隔时间，如图6.109所示，Hello间隔时间已经从默认的10秒改变为5秒，死亡时间从默认的40秒改变为20秒。改变路由器R1的Hello间隔时间与Dead时间：R1(config)#intee1/0R1(config-if)#ipospfhello-interval5R1(config-if)#ipospfdead-interval20图6.109查看更改后的Hello间隔时间图6.108

Hello间隔时间导致邻居关系失败任务6.3.8注意：如果没有特殊需求，请不要改变OSPF的Hello间隔时间；如果必须要改变，那么需要将所有OSPF邻居的Hello间隔时间配置为相同，否则会丢失邻居关系。现在来调整OSPF的Cost（成本值），在调整以前，可以在路由器R1上使用showip

ospfinterfacee1/0指令查看E1/0接口默认的Cost值，如图6.110所示。在默认情况下Ｅ1/0接口的Cost值为10。关于为什么是10，请参看本章理解OSPF的度量值部分，现在将默认的Cost值改变为5，其配置方法如下。改变路由器R1的E1/0接口的Cost配置：R1(config)#intee1/0R1(config-if)#ipospfcost5图6.110查看OSPF的Cost值当完成上述配置后，再到路由器R1上使用showipospfinterfaceE1/0指令，如图6.111所示，Cost值已经被成功地改变为5。图6.111查看更改后的Cost值任务6.3.8提问：如果不使用接口模式下的ip

ospfcost指令，还有别的方法改变OSPF路由器某个接口的Cost值吗？事实上，在CCIE实验室考试中，曾经出现过类似的题目，要求不使用ip

ospfcost指令，但是要求改变接口的Cost值。有相关的方法可以在不使用ip

ospfcost指令的情况下，改变接口的Cost值。可以通过改变OSPF的参考带宽来改变接口的Cost值，在默认情况下，思科IOS为OSPF设置的参考带宽为100MB，根据6.3.6节“理解OSPF的度量值”中所提供的计算公式，只要改变OSPF的参考带宽为50MB，即可在不使用ip

ospfcost指令的情况下，将10MB以太网接口的Cost值改变为5。具体配置如下。改变路由器R1的OSPF参考带宽的配置：R1(config)#routerospf1R1(config-router)#auto-costreference-bandwidth50注意：强烈建议将改变OSPF参考带宽的配置应用到同一个OSPF区域内的所有路由器上。另外，如果同时使用了ip

ospfcost指令和auto-costreference-bandwidth指令，那么ip

ospfcost指令的结果将覆盖auto-costreference-bandwidth指令的结果。任务6.3.9演示：取证在以太网上OSPF的DR与BDR选举原理

演示目标：使用OSPF的优先级指令调整DR的选举。理解调整DR选举过程中的注意事项。演示环境：仍然使用“演示：动态路由协议OSPF的配置”中图6.96所示的演示环境。演示背景：在演示动态路由协议OSPF的基础配置的过程中，由于路由器R3（3.3.3.3）在整个多路访问链路上具有最高的路由器ID，在其他所有选举条件都相等时，它首先会被选举成网络上的DR，如图6.112所示。往往有很多因素，让工程师们认为默认选举的DR并不是最希望的结果，比如：我们希望DR具备更高的性能、更好的稳定性，而OSPF启动后默认选举的DR（路由器R3）可能不具备上述条件，假设路由器R1恰好具备这样的条件，所以更希望路由器R1能成为OSPF网络中的DR。图6.112根据DR的选举原则默认选出的DR为R3任务6.3.9演示步骤：1、回忆OSPF的工作原理部分对DR与BDR选举原则的描述，OSPF优先级是DR选举过程中首先要考虑的属性，所以在该实验中，通过改变路由器R1的优先级，使它成为网络中的DR。具体配置如下。改变路由器R1的E1/0接口的OSPF优先级的配置：R1(config)#interfacee1/0R1(config-if)#ipospfpriority255指令解释：指令ip

ospfpriority255是将路由器R1的E1/0接口的OSPF优先级设置为255，OSPF优先级的取值范围是０～255，0表示最低优先级，更确切地讲，被设置为０的路由器不参加OSPF的DR选举；255是最高优先级，被设置为255的路由器将永远成为ＤR；默认优先级是1，数值越高，越有可能成为DR。任务6.3.92、当完成上一步的设置后，可以在路由器R2上通过showip

ospfneighbor指令查看路由器R1的优先级更改情况和网络中的DR是谁，如图6.113