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一、OSPF简介
1、OSPF概述 OSPF是一种开放式的、基于链路状态的内部网关协议#xff08;IGP#xff09;#xff0c;用于在自治系统内部进行路由选择和通信。 OSPF是互联网工程任务组#xff08;IETF#xff09;定义的标准之一#xff0c;被广…华为动态路由-OSPF-骨干区
一、OSPF简介
1、OSPF概述 OSPF是一种开放式的、基于链路状态的内部网关协议IGP用于在自治系统内部进行路由选择和通信。 OSPF是互联网工程任务组IETF定义的标准之一被广泛应用于企业网络和互联网中。 OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径并维护一个基于链路状态的路由数据库以选择最佳路径
2、OSPF特点
开放性Open OSPF是一种开放标准允许不同厂商的设备实现和互操作。链路状态Link State OSPF基于链路状态算法维护每个节点对网络拓扑的全局视图。分层设计Hierarchical Design OSPF使用区域Area和自治系统AS的层次结构提高了网络的可扩展性和管理性。快速收敛Fast Convergence OSPF通过及时更新链路状态信息和计算最短路径实现快速的路由收敛。支持多种网络类型Support for Multiple Network Types OSPF支持多种网络类型包括广播、点对点、点对多点等。可扩展性Scalability OSPF支持分布式计算和路由聚合适用于大规模网络。灵活性Flexibility OSPF提供丰富的配置选项和路由策略满足不同网络环境的需求
3. OSPF工作原理
邻居发现Neighbor Discovery OSPF通过Hello报文进行邻居发现并建立邻居关系。链路状态更新Link State Update OSPF通过LSALink State Advertisement报文交换链路状态信息。路由计算Route Calculation OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径并更新路由表。路由选择Route Selection OSPF根据最短路径选择最佳路由并进行数据转发。
4. 其他路由的比较
OSPF vs. RIP OSPF是一种链路状态协议支持快速收敛和分层设计适用于大型网络而RIP是一种距离矢量协议收敛速度慢适用于小型网络。OSPF vs. EIGRP OSPF是一种开放标准协议适用于跨厂商网络而EIGRP是思科专有协议只适用于思科设备。OSPF vs. BGP OSPF是一种内部网关协议IGP用于自治系统内部的路由选择而BGP是一种外部网关协议EGP用于自治系统之间的路由选择。
5. OSPF应用场景
企业网络 OSPF常用于企业内部网络中实现内部路由选择和通信。互联网服务提供商ISP网络 OSPF常用于ISP网络中实现自治系统内部的路由选择和互联互通。校园网络和数据中心 OSPF常用于校园网络和数据中心中实现网络的灵活性和可扩展性。
二、网络设计与区域划分
1. 设计网络拓扑
在设计网络拓扑时考虑以下因素
网络规模 网络规模决定了设计的复杂度和区域划分的必要性。网络层次结构 使用分层结构可以简化管理和提高扩展性。连接方式 确定网络设备之间的连接方式如全网状、分布式或集中式。冗余设计 考虑冗余路径和设备以提高网络的可靠性和容错性。
2. 划分OSPF区域
划分OSPF区域有助于提高网络的可管理性和性能。常见的区域划分包括
Backbone Area骨干区域 包含所有其他区域的中转区域通常使用区域号0。Stub AreaStub区域 没有外部路由信息只能通过骨干区域访问其他区域的区域。Totally Stubby Area全Stub区域 除了默认路由外完全没有其他外部路由信息。Not-So-Stubby AreaNSSA半Stub区域 允许在区域内引入外部路由但不允许它们传播到其他Stub区域。区域间连接Inter-Area Connection 确定区域之间的连接方式如虚拟链路Virtual Link或汇总路由Summary Route。
3. 设计路由策略
在设计OSPF网络时需要考虑以下路由策略
路由汇总Route Summarization 在区域边界进行路由汇总减少路由表的大小和控制路由的数量。路由过滤Route Filtering 在网络边界过滤路由控制路由的传播和选择。路由优先级Route Priority 确定不同路由之间的优先级以实现特定流量的优先级传输。负载均衡Load Balancing 使用等价路径或策略路由实现负载均衡优化网络资源利用率。
4. 实施和测试
在实施OSPF网络设计之前务必进行充分的测试和验证确保网络的稳定性和性能。测试包括
功能测试 确保OSPF协议的基本功能和配置正确。性能测试 测试网络的性能和吞吐量确保满足预期的性能指标。容错测试 模拟设备故障和网络分区情况测试网络的容错能力。
三、标准区域的特点与配置
1、Stub Area概述
应用场景 Stub Area通常用于大型企业网络或ISP互联网服务提供商网络中用于简化和优化路由信息传播。区域边界路由器ABR 在OSPF网络中ABR是连接不同区域的路由器。在Stub Area中ABR负责将来自骨干区域的汇总路由信息传播到该区域并接收该区域的路由信息传递给骨干区域。配置要点 在区域边界路由器上配置Stub Area并根据需要配置默认路由。在Stub Area中也可以选择配置全Stub Area以进一步限制外部路由信息的传播。性能优势 使用Stub Area可以降低网络的路由表大小和计算负载从而提高网络的性能和可靠性。同时通过汇总路由信息和限制外部路由信息的传播可以更好地控制网络的路由选择和管理。
2、Stub Area的优点 不传递外部路由 Stub Area不会传递来自其他区域的外部路由信息只接收来自骨干区域的汇总路由信息或默认路由。 接收汇总路由 Stub Area会接收来自骨干区域的汇总路由信息以减少在该区域内的路由表项数量。 默认路由 可以在Stub Area中配置默认路由用于指示所有不在区域内的目的地。 节省网络带宽和资源 不传递外部路由信息可以节省网络带宽和减少路由表大小降低路由器的计算负载提高网络性能。 简化网络配置和管理 Stub Area的配置相对简单只需要在区域边界路由器上进行相应配置有助于简化网络配置和管理。
3、Stub Area的配置步骤
区域类型配置
Router(config)# router ospf process-id
Router(config-router)# area area-id stubLSA类型配置 在Stub Area中LSA链路状态通告类型的配置通常由OSPF协议自动处理。Stub Area会自动阻止外部LSA类型的传播只接收来自骨干区域的摘要LSA 链路状态汇总配置 Stub Area会接收来自骨干区域的汇总路由信息。通常这个过程是自动的不需要额外配置。如果需要手动配置汇总路由可以在ABR区域边界路由器上使用命令summary-address来实现 Router(config)# router ospf process-id
Router(config-router)# area area-id range ip-address mask [advertise | not-advertise]路由过滤配置 在Stub Area中可以通过配置默认路由来指示所有不在该区域内的目的地或者通过配置路由过滤来限制特定路由信息的传播 Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 next-hop
Router(config)# router ospf process-id
Router(config-router)# default-information originate路由过滤配置可选
Router(config)# router ospf process-id
Router(config-router)# distribute-list access-list out interface四、实例演示
1、实验拓扑图 2、路由器1配置
Huaweisystem-view
Enter system view, return user view with CtrlZ.
#更换名字
[Huawei]sysname R1
#开启DHCP
[R1]dhcp enable
Info: The operation may take a few seconds. Please wait for a moment.done.
#进入端口
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0
#配置IP
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.1.1 24
#进入端口
[R1-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
#配置IP
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.2.1 24
#进入端口
[R1-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2
#配置IP
[R1-GigabitEthernet0/0/2]ip address 192.168.10.254 24
#开启DHCP端口模式
[R1-GigabitEthernet0/0/2]dhcp select interface
[R1-GigabitEthernet0/0/2]quit
#创建ospf进程
[R1]ospf 10
#设置为骨干区域
[R1-ospf-10]area 0
#宣告网段
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 192.168.10.0 0.0.0.255
#宣告网段
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255
#宣告网段
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.2.0 0.0.0.2553、路由器2配置
Huaweisystem-view
Enter system view, return user view with CtrlZ.
[Huawei]sysname R2
[R2]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.3.1 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]quit
#创建ospf进程
[R2]ospf 10
#设置为骨干区域
[R2-ospf-10]area 0
#宣告网段
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255
#宣告网段
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.3.0 0.0.0.2554、路由器3配置
Huaweisystem-view
Enter system view, return user view with CtrlZ.
[Huawei]sysname R3
[R3]dhcp enable
Info: The operation may take a few seconds. Please wait for a moment.done.
[R3]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.3.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.2.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[R3-GigabitEthernet0/0/2]ip address 192.168.20.254 24
[R3-GigabitEthernet0/0/2]dhcp select interface
[R3-GigabitEthernet0/0/2]quit
[R3]ospf 10
[R3-ospf-10]area 0
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]network 192.168.20.0 0.0.0.255
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.3.0 0.0.0.255
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.2.0 0.0.0.255五、案例分析
1、路由表1
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]dis ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: PublicDestinations : 15 Routes : 16 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0172.16.1.0/24 Direct 0 0 D 172.16.1.1 GigabitEthernet
0/0/0172.16.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0172.16.1.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0172.16.2.0/24 Direct 0 0 D 172.16.2.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.2.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.2.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.3.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.1.2 GigabitEthernet
0/0/0OSPF 10 2 D 172.16.2.2 GigabitEthernet
0/0/1192.168.10.0/24 Direct 0 0 D 192.168.10.254 GigabitEthernet
0/0/2192.168.10.254/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2192.168.10.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2192.168.20.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.2.2 GigabitEthernet
0/0/1
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack02、路由表2
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]dis ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: PublicDestinations : 13 Routes : 14 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0172.16.1.0/24 Direct 0 0 D 172.16.1.2 GigabitEthernet
0/0/0172.16.1.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0172.16.1.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0172.16.2.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.1.1 GigabitEthernet
0/0/0OSPF 10 2 D 172.16.3.2 GigabitEthernet
0/0/1172.16.3.0/24 Direct 0 0 D 172.16.3.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.3.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.3.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1192.168.10.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.1.1 GigabitEthernet
0/0/0192.168.20.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.3.2 GigabitEthernet
0/0/1
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack03、路由表3
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]dis ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: PublicDestinations : 15 Routes : 16 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface127.0.0.0/8 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0127.0.0.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
127.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0172.16.1.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.3.1 GigabitEthernet
0/0/0OSPF 10 2 D 172.16.2.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.2.0/24 Direct 0 0 D 172.16.2.2 GigabitEthernet
0/0/1172.16.2.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.2.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1172.16.3.0/24 Direct 0 0 D 172.16.3.2 GigabitEthernet
0/0/0172.16.3.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0172.16.3.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0192.168.10.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.2.1 GigabitEthernet
0/0/1192.168.20.0/24 Direct 0 0 D 192.168.20.254 GigabitEthernet
0/0/2192.168.20.254/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2192.168.20.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack04、实验结果
