个人能为公司网站备案吗,能看各种网站的浏览器,企信网企业信息查询平台官网,做一个游戏app要多少钱OSPF 是为取代 RIP 而开发的一种无类别的链路状态路由协议#xff0c;它通过使用区域划分以实现更好的可扩展性。 文章目录 链路状态路由协议OSPF 的工作原理OSPF 数据包类型Dijkstra算法、管理距离与度量值OSPF的管理距离OSPF的度量值 链路状态路由协议的优势拓扑结构路由器O…OSPF 是为取代 RIP 而开发的一种无类别的链路状态路由协议它通过使用区域划分以实现更好的可扩展性。 文章目录 链路状态路由协议OSPF 的工作原理OSPF 数据包类型Dijkstra算法、管理距离与度量值OSPF的管理距离OSPF的度量值 链路状态路由协议的优势拓扑结构路由器OSPF命令**关于Process-ID** 网络命令Wildcard Mask通配符掩码回到配置OSPF路由器IDRouter-ID配置路由器ID配置回环接口 验证OSPF操作show ip ospf neighborshow ip routeshow ip ospf interfaceshow ip protocolsshow ip ospfshow ip ospf database 验证连接性第1部分结束 链路状态路由协议
内部路由协议分为两类距离向量路由协议和链路状态路由协议。OSPF 属于链路状态路由协议类别。
链路状态协议通过计算从源网络到目标网络路径的“代价”来工作并使用 Edsger Dijkstra 开发的 SPFShortest Path First算法。以下是链路状态路由协议如 OSPF的工作步骤
1、所有配置了链路状态路由协议的路由器会学习其直接连接的网络。 2、共享链路的路由器会识别出相邻路由器并建立关系。 3、建立关系后路由器会与彼此共享其直接连接的路由。这是通过发送包含路由信息的数据包实现的。 4、接收到这些信息的邻居会将其传播给其他邻居。 5、当所有邻居都掌握了所有路由信息后每个路由器会利用这些信息创建一张通往所有网络目标的“地图”。 6、在这张地图生成后会运行 SPFShortest Path First算法以确定到特定远程网络的最佳路径。
这是链路状态路由协议如 OSPF 和 IS-IS的基本工作原理。我们将在 OSPF 学习中更详细地探讨这些步骤。
OSPF 的工作原理
在 OSPF 中上述过程被遵循但使用了不同的术语以下是 OSPF 的关键概念。
OSPF 数据包类型
OSPF 有 5 种不同类型的数据包需要理解
1.Hello 数据包
这些是配置了 OSPF 的路由器发送的第一类消息使用专门为 OSPF 保留的多播 IP 地址 224.0.0.5。Hello 数据包用于发现邻居并维护与邻居的关系邻接关系。
注意Hello 数据包在多播和点对点网络中每 10 秒发送一次而在非广播多路访问NBMA网络中每 30 秒发送一次。我们稍后会进一步探讨。
在 OSPF 中Hello 数据包主要有以下三个任务
发现和建立邻居邻接关系。广播建立邻居关系所需的 OSPF 参数。在多访问网络中选举 DR指定路由器和 BDR备份指定路由器。
2.DBD数据库描述数据包
这是一份包含特定路由器在路由域中学习到的路由摘要的列表。接收此数据包的路由器会将其与自身的链路状态数据库进行比较以发现缺失的路由。
3.LSR链路状态请求数据包
当路由器发现自己缺少某些路由信息时会根据收到的 DBD 数据包发送此数据包向通知其缺失信息的路由器请求更详细的信息以更新自身的链路状态数据库。
4.LSU链路状态更新数据包
包含特定路由的详细信息包括下一跳信息和到达该路由的代价。收到 LSR 的路由器会通过此数据包回复详细信息。
5.LSAck链路状态确认数据包
用于确认路由器已收到 LSU 数据包。
目前我们不需要完全理解这些概念我们将在本章后续内容中更深入地探讨它们。
Dijkstra算法、管理距离与度量值
如前所述OSPF使用SPFShortest Path First算法。路由器的OSPF链路状态数据库中包含的信息就像一张“地图”用于计算到远程网络的最佳路径。然而OSPF不会为路由保留备用路径。如果某条通往网络的路径失效SPF算法会重新运行以确定备用或替代路径。
OSPF的管理距离
OSPF的管理距离为110。这意味着它比RIP等其他路由协议更优先但其可信度不如EIGRP、静态路由或直接连接的路由。
OSPF的度量值
OSPF使用的度量值是成本Cost。成本可以根据链路上的带宽或管理员通过 ip ospf cost 命令配置的成本值来确定。更多细节将在后续讨论。
链路状态路由协议的优势
使用链路状态路由协议有以下几个主要优势
1.拓扑图 如前所述链路状态数据库中存储了一张包含整个域中所有路由的拓扑图。这是一个显著优势因为找到冗余路径非常简单。路由器只需查阅“地图”中的备用路径并使用SPF算法计算到达的成本。
2.快速收敛 与距离矢量路由协议不同后者需要在将路由信息传递给其他路由器之前先计算路由信息而链路状态路由协议会将接收到的路由信息泛洪到除接收接口以外的所有其他接口。域中的每台路由器都可以自行决定这些信息是否相关。
3.事件驱动的更新 与EIGRP类似OSPF中的路由器不会定期向其他路由器发送更新而是当网络发生变化时才发送更新。而且发送的信息仅与该变化相关。
4.分层设计 使用区域Area是链路状态路由协议的一个巨大优势。区域的使用使得可以创建分层的IP地址格式。然而这也意味着只能在区域边界上进行路由汇总。
现在我们已经了解了一些OSPF的基础概念可以开始进行配置了。
拓扑结构
以下展示了本节OSPF配置的实验拓扑结构。 该网络由4台路由器组成分别标记为R1至R4。此外还有3个局域网LAN段分别连接到R1、R3和R4。使用的IP子网显示在拓扑图中具体的IP地址方案如下所示。DCE接口的时钟速率设置为64,000。 在开始OSPFv2配置之前设计上方的网络并完成以下配置
为所有设备配置适当的主机名为控制台线路和Telnet线路配置适当的密码设置横幅信息禁用IP域名查找功能为接口分配IP地址、子网掩码、默认网关并在需要的接口上设置时钟速率启用设备并确保直接连接的网络之间的连通性完成基本的OSPF配置
读者应自行完成基础配置我们不会过多地停留在此部分而是直接进入OSPF的基础配置。
路由器OSPF命令
要在路由器上启用OSPF需要在全局配置模式下使用以下命令
router ospf process-ID关于Process-ID
1、Process-ID是一个逻辑上的标识号范围为1到65535。 2、这个号码仅在本地路由器上有意义用于标识路由器上运行的OSPF进程。 3、OSPF的邻居路由器无需此号码匹配即可形成邻接关系。
为了保持一致性建议在拓扑中所有路由器上使用相同的Process-ID。在本拓扑中我们将所有路由器的Process-ID设为10。
例如在R1上执行以下命令
R1(config)#router ospf 10该命令使我们进入OSPF特定配置模式在此模式中可以配置OSPF的大多数选项。
网络命令
OSPF使用network命令来公布路由但格式略有不同
router(config-router)#network network_address wildcard_mask area area_IDWildcard Mask为通配符掩码、Area ID为区域ID。
OSPF使用区域将网络划分。区域内的所有路由器共享相同的拓扑映射。在本章中我们只涉及骨干区域area 0这意味着所有路由器都将处于area 0。随着网络规模的增长为了减少拓扑映射的规模可以引入多区域的使用这将在后续章节中讨论。
注意必须在所有网络声明和路由器上将区域配置为area 0。
Wildcard Mask通配符掩码
通配符掩码或反码是一种特殊的IP地址用于OSPF判断要公布的特定子网。
计算方法
写下全1子网掩码255.255.255.255广播地址写下子网的掩码例如255.255.255.224相减得到通配符掩码255.255.255.255 - 255.255.255.224 0.0.0.31
对于网络192.168.1.0/27我们将进行如下配置
子网掩码255.255.255.224通配符掩码0.0.0.31
在OSPF配置模式下执行
router ospf 10
network 192.168.1.0 0.0.0.31 area 0对于所有路由器类似地替换对应的网络地址和通配符掩码完成配置。 因此网络 192.168.1.0/27 的反掩码或通配符掩码为 0.0.0.31。
当路由器决定要公布的网络时通配符掩码中的“0”表示需要匹配的部分而任何高于0的值将被忽略。因此在上述例子中当在OSPF中公布网络 192.168.1.0/27 时前三个八位组将被匹配而第四个八位组只会部分匹配。
这意味着当公布路由 192.168.1.0/27 时路由器仅公布前三个八位组匹配的路由而忽略第四个八位组。
注意在OSPF中可以使用的最具体的通配符掩码是 0.0.0.0这表示路由器只会公布特定的IP地址而不是一个网络地址。
在OSPF中我们需要公布希望参与OSPF的直接连接网络。
例如要在OSPF中公布网络 192.168.1.0/28我们需要在R1上输入以下命令
R1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.15 area 0回到配置
在本拓扑中我们将在每个路由器上使用下表中的命令公布所有直接连接的网络。 注意在进行这些配置时请确保计算所有的通配符掩码以便清楚地理解这一概念。
在所有路由器上完成这些配置后应该能够看到如下输出 这表明OSPF正在正常工作所有路由都已学习到。请注意这一过程发生得非常快这正是OSPF收敛的速度之快。
OSPF路由器IDRouter-ID
在OSPF中路由器ID是用于命名路由域中每个路由器的一种方式。它本质上是一个特殊选择的IP地址用于标识OSPF中的路由器。在CISCO路由器中路由器ID的选择基于以下标准
1.使用OSPF配置模式下的命令 router-ID IP_ADDRESS 配置的IP地址。 2.如果未配置则使用任何配置的回环接口loopback interface中最高的IP地址。 3.如果没有回环接口则路由器使用任何活动物理接口中最高的IP地址。
注意最高的活动物理接口是指能够转发数据包的接口。
关于路由器ID的用途及重要性将在后续讨论中进行介绍。
配置路由器ID
路由器ID在OSPF配置模式中配置其提示符如下所示
Router(config-router)#用于配置路由器ID的命令如下
router(config-router)#router-id unique_ip_address例如在R1上我们将使用IP地址1.1.1.1作为路由器ID配置命令如下所示
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1执行上述命令后路由器将设置一个手动配置的路由器ID为1.1.1.1。
对于四个路由器我们将使用如下表格中的IP地址作为路由器ID 配置回环接口
正如我们之前提到的回环接口可以用作路由器ID。
回环接口是一个虚拟接口——这意味着它仅存在于路由器中并未连接到网络中的任何其他物理设备。一旦配置回环接口会自动转为UP状态。配置回环接口所需的命令是
Router(config)#interface loopback Loopback_interface_number执行此命令后我们将进入接口配置模式在这里我们可以配置其他选项例如IP地址。
要在R1上配置一个IP地址为172.16.1.1/24的回环接口可以输入以下命令 注意执行这些命令后新的接口将在“show ip interface brief”命令的输出中显示。回环接口始终处于UP状态并像物理接口一样工作。
在配置OSPF并保存后使用中的路由器ID仍然是我们使用的最高活动物理接口而使用router-id命令配置的路由器ID仍然不会生效如下所示的输出所示。 我们需要通过重新启动OSPF进程来使路由器ID生效为此我们必须在特权exec模式下输入命令“clear ip ospf process”如下所示。
执行此命令后系统会提示我们确认此命令我们应该回答“YES”。 执行此命令后所有路由器的新路由器ID将生效。
验证OSPF操作
配置完OSPF后我们需要验证所有路由器上的配置是否正常工作。要验证OSPF我们将使用以下命令
Show ip ospf neighborShow ip ospf databaseShow ip routeShow ip ospf interfaceShow ip protocolsShow ip ospfDebug ip ospf adjDebug ip ospf helloShow ip ospf neighbor
show ip ospf neighbor
“show ip ospf neighbor”是验证和排除OSPF邻居关系故障时最常用的命令之一。使用该命令显示的一些信息如下所示
邻居的路由器IDPri – OSPF优先级State – LSA类型Dead time – 这表示OSPF等待的时间直到它认为邻居因为缺失hello包而被认为是死亡。Address – 邻居的IP地址共享链路的地址Interface – 路由器与邻居连接的物理接口
在OSPF中要形成邻接关系邻居路由器必须满足以下条件
链路上的子网掩码必须相同即链路必须处于同一子网OSPF hello和dead定时器必须匹配OSPF网络类型必须匹配网络声明必须正确
在我们的场景中执行“show ip ospf neighbor”命令后的输出将在所有路由器上显示如下 show ip route
在配置了OSPF的路由器上show ip route命令将显示路由器已学习到的所有路由、下一跳、行政距离、度量值以及路由的年龄。在R1上执行此命令的输出将如下所示。
注意通过OSPF学习到的路由在前面会标记为“O”。 show ip ospf interface
此命令用于验证参与OSPF的接口以及hello和dead定时器的间隔。通过指定接口的名称和编号还可以显示特定接口的统计信息。在R2上执行此命令的输出如下所示。 OSPF的hello和dead定时器在上面输出中的红色框中突出显示。此外网络类型显示为点对点成本为64。
show ip protocols
“show ip protocols”命令可用于验证正在使用的路由协议。在本实例中它将显示OSPF的进程ID、路由器ID、广告的网络、邻居、区域和区域类型以及OSPF的管理距离。
此命令在R3上的输出如下所示。 show ip ospf
“show ip ospf”命令也是验证进程ID、路由器ID、区域、SPF统计信息以及其他在故障排除OSPF时有用信息的好方法。
此命令在R1上的输出如下所示部分输出被省略。 show ip ospf database
此命令将显示在OSPF中所有具有相同OSPF数据库或“映射”的路由器。
此命令在R1上的输出如下所示。 其他可以用来验证和排除OSPF故障的命令是调试命令。这些命令将显示OSPF发生时的统计信息因此可能会消耗大量的处理能力。
如Debug ip ospf adj、Debug ip ospf hello。
验证连接性
在我们配置了所有四台路由器的OSPF并验证所有路由器已收敛并获取到所有路由后需要通过ping命令验证连接性
从PC_A到PC_B的ping从PC_B到PC_C的ping从PC_A到PC_C的ping
如果所有的ping都成功说明我们已成功配置OSPF如果没有成功请按照上述步骤排查并解决问题。
第1部分结束
至此我们完成了OSPF的第一部分。我们学习了链路状态路由协议的概念特别是OSPF了解了OSPF的工作原理及其优点。我们还配置并验证了OSPF的基本操作。在下一部分我们将学习更多OSPF的概念并进行更多配置。
