3.2 OSPF动态路由协议

一、OSPF概述

二、OSPF基础概念

三、OSPF报文

四、OSPF网络类型

五、单区域OSPF配置

【教学目标】 

 理解OSPF动态路由原理

 理解OSPF动态路由相关术语与基本概念

 熟练掌握OSPF配置的步骤方法与相关命令

 能排除OSPF配置过程中常见的疑难问题

一、OSPF路由协议简介及其工作原理

1、OSPF路由协议简介

OSPF（Open Shortest Path First,开放最短链路优先）路由协议是典型的链路状态路由协议，用于在同一个自治系统（AS）中的路由器之间交换路由信息。OSPF是链路状态路由协议，而RIP是距离向量路由协议。

2、OSPF 的特性

• 可适应大规模网络；

• 收敛速度快；

• 无路由环路；

• 支持VLSM 和CIDR；

• 支持等价路由；

• 支持区域划分, 构成结构化的网络

• 提供路由分级管理；

• 支持简单口令和MD5 认证；

• 以组播方式传送协议报文；

• OSPF 路由协议的管理距离是110；

• OSPF 路由协议采用cost 作为度量标准；

• OSPF 维护邻居表、拓扑表和路由表。

  3、OSPF术语

  （1）链路

     链路就是路由器用来连接网络的接口

（2）链路状态

    用来描述路由器接口及其与邻居路由器的关系。所有链路状态信息     构成链路状态数据库

（3）区域 

    有相同的区域标志的一组路由器和网络的集合。在同一个区域内的     路由器有相同的链路状态数据库

（4）自治系统AS

    采用同一种路由协议交换路由信息的路由器及其网络构成一个自治     系统

（5）链路状态通告（LSA）

    LSA用来描述路由器的本地状态，LSA 包括的信息有关于路由器接

口的状态和所形成的邻接状态

（6）最短路经优先（SPF）算法

    SPF算法是OSPF 路由协议的基础。SPF 算法也被称为Dijkstra算   法，OSPF路由器利用SPF算法，独立地计算出到达任意目的地的最佳路由

（7）Cost（链路开销）

   Cost=108/带宽(bps)，默认情况下快速以太网的带宽为100Mbps，其Cost是1。

（8）邻接

    路由器之间以交换路由信息为目的而建立的一种关系。

（9）链路状态数据库

    代表网络的拓扑结构，包含网络中所有路由器的链路状态信息。在      一个区域内的所有路由器有着相同的链路状态数据库。

4、OSPF工作原理

  OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态(LSA,链路状态通告)来

建立链路状态数据库(LSDB)，利用最短路径优先算法SPF生成最短路径

树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。

确定OSPF路由器ID（32位的一个唯一标识符，以IP地址表示）

Router ID确定遵循如下顺序：

① 最优先的是在OSPF 进程中用命令“router-id”指定了路由器ID；

② 如果没有在OSPF 进程中指定路由器ID，那么选择IP地址最大的环回     接口的IP 地址为Router ID；

③ 如果没有环回接口，就选择最大的活动物理接口的IP地址为Router       ID。

   建议用命令“router-id”来指定路由器ID,这样可控性比较好。

二、OSPF配置命令

1、启动OSPF路由进程

（1）在路由器上启动OSPF路由进程 

    Router(config)#router ospf  进程号     

    OSPF路由进程ID的范围必须在1-65535 之间，而且只有本地含义，       不同路由器的路由进程ID可以不同。

（2）启用参与路由协议的接口，并且通告直连网段及所在的区域             Router(config-router)# 

    network 直连网段 通配符（反掩码） area 区域号    

 区域ID 是在0-4294967295 内的十进制数，也可以是IP 地址的格式     A.B.C.D。当网络区域ID为0或0.0.0.0 时，即area 0称为骨干（主干）    区域；不同网络区域的路由器通过骨干（主干）区域学习路由信息。

  反掩码=255.255.255.255-掩码，反掩码中的“0”表示该位必须匹配，反掩码中的“1”表示该位可以不必匹配。

2、验证OSPF配置

• Show ip route

• Show ip protocols

• Show ip ospf：显示OSPF进程及其细节

• Show ip ospf neighbors:查看OSPF邻居及其状态

    ① Pri：邻居路由器接口的优先级；

    ② State：当前邻居路由器接口的状态；

    ③ Dead Time：清除邻居关系前等待的最长时间；

    ④ Address：邻居接口的地址；

    ⑤ Interface：自己和邻居路由器相连接口；

    ⑥ “-”： 表示点到点的链路上OSPF 不进行DR 选举。

• Show ip ospf interface:显示运行OSPF接口信息

• Show ip ospf database:查看OSPF链路状态数据库

  
  

三、OSPF配置案例

1、网络拓扑

配置要求：

在路由器R1、R2和R3上分别配置OSPF动态路由协议，以实现主机A与主机B能够相互通信。

***以下n值均以自己的号数代替***

 R1路由器配置命令

//删除之前配置的RIP路由

R1#conf t

R1(config)#no router rip

//显示R1路由表

R1#show ip route  

R1#conf t

//R1上配置OSPF协议

R1(config)#router ospf 100       //启用OSPF进程，进程号为100

R1(config)#router-id 1.1.1.1     //配置R1路由器的ID值

//通告OSPF路由器R1的两个直连网段

R1(config-router)#network 12.1.n.0  0.0.0.255 area 0     

R1(config-router)#network 192.168.n.0  0.0.0.255 area 0

R1(config-router)#end

R1#

R1#show ip route

R2路由器配置命令

R2#conf t

//删除之前配置的RIP路由

R2#conf t

R2(config)#no router rip

//显示R2路由表

R2#show ip route

R2#conf t

//R2上配置OSPF协议

R2(config)#router ospf 100

R2(config-router)#router-id 2.2.2.2

//通告OSPF路由器R2的两个直连网段

R2(config-router)#network 12.1.n.0  0.0.0.255 area 0

R2(config-router)#network 23.1.n.0  0.0.0.255 area 0

R2(config-router)#end

R2#show ip route

R3路由器配置命令

R3#conf t

//删除之前配置的RIP路由

R3#conf t

R3(config)#no router rip

//显示R3路由表

R3#show ip route

R3#conf t

//R3上配置OSPF协议

R3(config)#router ospf 100

R3(config-router)#router-id 3.3.3.3 

//通告OSPF路由器R3的两个直连网段

R3(config-router)#network 23.1.n.0  0.0.0.255 area 0

R3(config-router)#network 172.16.n.0  0.0.0.255 area 0

R3(config-router)#end

R3#show ip route

以上三台路由器完成配置OSPF协议之后，分别在特权模式下执行命令：

R1#show ip ospf            //查看OSPF进程

R1#show ip ospf database   //查看路由器上OSPF数据库（LSDB）信息

R1#show ip ospf neighbor   //查看OSPF路由器的邻居信息

补充

1、删除三个路由器上已配置的RIP协议命令

  Router#configure terminal

  Router(config)#no router rip

2、删除静态路由命令

   Router#configure terminal

   Router(config)#

      no ip route 网段地址  子网掩码  下一跳IP或本地路由器出口接口名称

3、删除默认路由命令

   Router#configure terminal

   Router(config)#

       no ip route  0.0.0.0  0.0.0.0 下一跳IP或本地路由器出口接口名称

实验四  路由器配置OSPF动态路由协议New.doc(下载附件 62.5 KB)

【参考视频】