OSPF 实验

OSPF 实验

一、实验背景

什么是OSPF:

ospf全称（Open Shortest Path First，OSPF）开放式最短路径优先，是被最广泛使用的一种动态路由协议，是一种链路状态协议。且具有路由变化收敛速度快、无路由环路、支持变长子网掩码(VLSM)和汇总、层次区域划分等优点。

为什么用OSPF：

在OSPF出现前，网络上广泛使用RIP（Routing Information Protocol）作为内部网关协议。

由于RIP是基于距离矢量算法的路由协议，存在着收敛慢、路由环路、可扩展性差等问题，所以逐渐被OSPF取代。

OSPF作为基于链路状态的协议，能够解决RIP所面临的诸多问题。此外，OSPF还有以下优点：

• OSPF采用组播形式收发报文，这样可以减少对其它不运行OSPF路由器的影响。
• OSPF支持无类型域间选路（CIDR）。
• OSPF支持对等价路由进行负载分担。
• OSPF支持报文加密。

由于OSPF具有以上优势，使得OSPF作为优秀的内部网关协议被快速接收并广泛使用。

二、实验拓扑图

三、实验原理

OSPF（Open Shortest Path First）的中文名称为开放式最短路径优先协议，是一个内部网关协议（IGP），能够适用各种规模的网络环境，是典型的链路状态协议。用于在单一自治系统（AS）中决策路由， OSPF分为OSPFv2和OSPFv3两个版本，其中OSPFv2用于IPv4网络，OSPFv3用于IPv6网络。

OSPF路由协议通过向全网扩散本设备的链路状态信息，是网络中的每台设备最终同步一个具有全网链路状态的数据库（LSDB），然后路由器使用迪杰斯特拉（Dijkstra）提出的最短路径算法（SPF），以自己为根，计算到达其它网络的最短路径，最终生成路由表。

OSPF属于无类路由协议，支持VLSM（变长子网掩码）。OSPF是以组播的形式进行链路状态的通告的。

在大模型的网络环境中，OSPF支持区域的划分，将网络进行合理规划。划分区域是必须存在骨干区域。其它区域和骨干区域直接相连，或通过虚链路的方式连接。

四、实验目的

1. 按照图示配置 IP 地址。
2. 按照图示分区域配置 OSPF ，实现全网互通。
3. 为了路由结构稳定，要求路由器使用环回口作为 Router-id，ABR 的环回口宣告进骨干区域。

五、实验步骤

1. 配置IP地址

   R1：

   [H3C]sysn R1
   [R1]int g0/0
   [R1-GigabitEthernet0/0]ip add 10.1.12.1 24
   [R1-GigabitEthernet0/0]int g0/1
   [R1-GigabitEthernet0/1]quit
   

   R2：

   [H3C]sysn R2
   [R2]int g0/0
   [R2-GigabitEthernet0/0]ip add 10.1.12.2 24
   [R2-GigabitEthernet0/0]int g0/1
   [R2-GigabitEthernet0/1]ip add 10.1.23.2 24
   [R2-GigabitEthernet0/1]quit
   

   R3：

   [H3C]sysn R3
   [R3]int g0/0
   [R3-GigabitEthernet0/0]ip add 10.1.23.3 24
   [R3-GigabitEthernet0/0]int g0/1
   [R3-GigabitEthernet0/1]ip add 10.1.35.3 24
   [R3-GigabitEthernet0/1]quit
   

   R4：

   [H3C]sysn R4
   [R4]int g0/0
   [R4-GigabitEthernet0/0]ip add 10.1.14.4 24
   [R4-GigabitEthernet0/0]quit
   

   R5：

   [H3C]sysn R5
   [R5]int g0/0
   [R5-GigabitEthernet0/0]ip add 10.1.35.5 24
   [R5-GigabitEthernet0/0]quit
   

2. 按照图示分区域配置 OSPF ，实现全网互通

   分析：实现全网互通，意味着每台路由器都要宣告本地的所有直连网段，包括环回口所在的网段。要求 ABR 的环回口宣告进骨干区域，即区域 0，
   　　同时，每台路由器手动配置各自环回口的 IP 地址作为 Router-id

   步骤 1：在路由器上分别配置 OSPF，按区域宣告所有直连网段和环回口

   [R1]interface loop
   [R1]interface LoopBack 0
   [R1-LoopBack0]ip add 1.1.1.1 32   //配置环回口
   [R1-LoopBack0]quit
   [R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
   [R1-ospf-1]area 0         //进入区域0开始宣告网段
   [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0
   [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.12.0 0.0.0.255
   [R1-ospf-1-area-0.0.0.0]quit    //退出区域0
   [R1-ospf-1]area 1       //进入区域1宣告网段
   [R1-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.1.14.0 0.0.0.255
   

   [R2]interface LoopBack 0
   [R2-LoopBack0]ip add 2.2.2.2 32    //配置环回口
   [R2-LoopBack0]quit
   [R2-ospf-1]area 0          //进入区域0开始宣告网段
   [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.2 0.0.0.0
   [R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.12.0 0.0.0.255
   

   [R3]int LoopBack 0
   [R3-LoopBack0]ip add 3.3.3.3 32    //配置环回口
   [R3-LoopBack0]quit
   [R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3
   [R3-ospf-1]area 0         //进入区域0开始宣告网段
   [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.3 0.0.0.0
   [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.23.0 0.0.0.255
   [R3-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
   [R3-ospf-1]area 2
   [R3-ospf-1-area-0.0.0.2]network 10.1.35.0 0.0.0.255
   [R3-ospf-1-area-0.0.0.2]quit
   

   [R4]int LoopBack 0
   [R4-LoopBack0]ip add 4.4.4.4 32    //配置环回口
   [R4-LoopBack0]quit
   [R4]ospf 1 router-id 4.4.4.4
   [R4-ospf-1]area 1      //进入区域1开始宣告网段
   [R4-ospf-1-area-0.0.0.1]network 4.4.4.4 0.0.0.0
   

   [R5]int LoopBack 0
   [R5-LoopBack0]ip add 5.5.5.5 32    //配置环回口
   [R5-LoopBack0]quit
   [R5]ospf 1 router-id 4.4.4.4
   [R5-ospf-1]area 2          //进入区域0开始宣告网段
   [R5-ospf-1-area-0.0.0.2]network 5.5.5.5 0.0.0.0
   [R5-ospf-1-area-0.0.0.2]network 10.1.35.0 0.0.0.255
   

3. 检查是否全网互通

   思考：检查 OSPF 是否全网互通，一个是检查邻居关系表，看邻居关系是否正常；另一个是检查路由表，看是否学习到全网路由，这里只展示 R1 的检查结果
   　　
   步骤 1：检查 R1 的邻居关系表
   

   说明：可以看到，R1 分别和 R2 和 R4 建立了邻接关系，状态为 FULL，邻居关系正常
   　　
   步骤 2：检查 R1 的路由表
   
   说明：可以看到，R1 已经学习到了全网所有网段的路由信息