04. OSPF
文章目录
- 一. 初识OSPF
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- 1.1. OSPF概述
- 1.2. OSPF特性
- 1.3. OSPF的专业术语
- 1.4. OSPF维护的3张表
- 1.5. OSPF报文类型
- 1.6. OSPF的邻居状态
- 二. 实验题
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- 2.1. 实验1：点到点链路上的OSPF
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- 2.1.1. 实验目的
- 2.1.2. 实验拓扑图
- 2.1.3. 实验步骤
-
- （1）IP地址配置
- （2）OSPF路由协议的配置
- 2.1.3. 实验调试
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- （1）查看邻居表
- （2）查看LSDB表
- （3）查看路由表表
- （4）查看接口状态
- 2.2. 实验2：MA网络上的OSPF
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- 2.2.1. 实验目的
- 2.2.2. 实验拓扑图
- 2.2.3. 实验步骤
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- （1）配置ip地址
- （2）OSPF配置
- （3）实验调试
-
- 查看接口OSPF状态
- 查看接口邻居关系
- 2.3. 实验3：OSPF下方默认路由
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- 2.3.1. 实验目的
- 2.3.2. 实验拓扑图
- 2.3.3. 实验步骤
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- （1）IP地址配置
- （2）OSPF配置
- （3）配置默认路由
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- 查看路由表
- 2.3.4. 实验调试
- 三. OSPF命令汇总
一. 初识OSPF
1.1. OSPF概述
OSPF是开放式最短路径优先，是IETF(国际互联网工程任务组)开发的一个基于链路状态的IGP（内部网关协议）。目前针对IPV4协议使用是OSPF。
动态路由协议因其灵活性高、可靠性强、易于扩展等特点被广泛应用于现网。在动态路由协议中，OSPF是使用场景非常广泛的动态路由协议之一
1.2. OSPF特性
- 版本：V2支持IPv4，V3支持IPv6
- 基于SPF算法，也被称为Dijkstra算法
- 使用主播收发部分协议报文，主播地址为224.0.0.5、224.0.0.6
- 支持区域划分
- 支持等价路由
- 支持报文认证（明文、密文）
1.3. OSPF的专业术语
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| router-id | 用于在一个 OSPF中唯一的标识一台路由器 |
| area | 从逻辑上将设备划分为不同的组，每个组用区域号来标识 |
| Cost | Cost值等于100Mbit/s接口带宽，其中100Mbit/s为指定的默认参考值 |
| 进程号 | OSPF支持多进程，在同一台设备上可以运行多个不同的OSPF进程，它们之间互不影响彼此独立 |
1.4. OSPF维护的3张表
| 表名 | 描述 |
|---|---|
| 邻居表 | 查看OSPF路由器之间的邻居状态使用命令display ospf peer查看 |
| LSDB表 | 保存自己产生的即从邻居收到的LSA信息，使用命令display ospf lsdb查看 |
| OSPF路由表 | 包括Desttination、Cost和NextHop等指导转发的信息,使用display ospf routing命令查看 |
1.5. OSPF报文类型
| 报文类型 | 作用 |
|---|---|
| Hello | 发现和维护邻居关系 |
| Database Description | 交互链路状态数据库摘要 |
| Link State Request | 请求特定的链路状态信息 |
| Link State Update | 发送详细的链路状态信息 |
| Link State Ack | 发送确定报文 |
1.6. OSPF的邻居状态
| 项目 | Value |
|---|---|
| down | 邻居的初始状态，表示没有从邻居收到任何信息 |
| init | 收到了hello报文，但是自己不再收到的hello报文的邻居列表中 |
| two-way | 收到了对方的hello报文，而且在hello报文里看到自己的router-id，选DR/BDR |
| extart | 发送DD报文，选择主/从 |
| exchange | 相互发送包含链路状态信息摘要的DD报文，描述本地LSDB的内容 |
| loading | 相互发送LSR报文，请求LSU通告LSA |
二. 实验题
2.1. 实验1：点到点链路上的OSPF
2.1.1. 实验目的
- 学会在路由器上启用OSPF路由进程
- 学会启用参与路由协议的接口，并且通告网络级所在的区域
- 掌握度量值Cost的计算方法
- 掌握Hello相关参数的配置方法
- 了解点到点链路上的OSPF特征
- 学会查看和调试OSPF路由协议的相关信息
2.1.2. 实验拓扑图
2.1.3. 实验步骤
（1）IP地址配置
1）配置路由器R1，命令如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R1
[R1]interface s0/0/0
[R1-Serial0/0/0]ip address 192.168.12.1 24
[R1-Serial0/0/0]undo shutdown
[R1-Serial0/0/0]quit
[R1]interface LoopBack 0
[R1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 24
[R1-LoopBack0]quit
如图所示：
2）配置路由器R2，命令如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R2
[R2]interface s0/0/0
[R2-Serial0/0/0]ip address 192.168.23.2 24
[R2-Serial0/0/0]undo shutdown
[R2-Serial0/0/0]quit
[R2]interface s0/0/1
[R2-Serial0/0/1]ip address 192.168.12.2 24
[R2-Serial0/0/1]undo shutdown
[R2-Serial0/0/1]quit
[R2]interface LoopBack 0
[R2-LoopBack0]ip address 2.2.2.2 24
[R2-LoopBack0]quit
如图所示：
3）配置路由器R3，命令如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[R2]sysname R3
[R3]interface s0/0/1
[R3-Serial0/0/1]ip address 192.168.23.3 24
[R3-Serial0/0/1]undo shutdown
[R3-Serial0/0/1]quit
[R3]interface LoopBack 0
[R3-LoopBack0]ip address 3.3.3.3 24
[R3-LoopBack0]quit
如图所示：
（2）OSPF路由协议的配置
1）路由器R1的配置如下：
[R1]ospf router-id 1.1.1.1 #OSPF的进程为1，router-id为1.1.1.1
[R1-ospf-1]area 0 #进入区域0
#命令“network 192.168.12.0 0.0.0.255”的作用为匹配192.168.12.0/24网段的ip地址，并且将ip地址属于本网段的接口全部激活OSPF
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.12.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255 #通告网络1.1.1.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]quit #退出
如图所示：
技术要点: OSPF选择router-id的规则
| 场景参数 | 描述 |
|---|---|
| 手动配置router-id | 就作为本设备的路由器id |
| 已创建OSPF进程 | 系统会自动生成设备的router-id |
| 无手动配置router-id | router-id的选举原则为：设备上有环回口时，选择环回口地址大的作为本设备的router-id；设备上没有环回口时，选择接口ip地址大的作为router-id |
说明一点：手动配置的router-id将不生效时，如果想使用手动配置的router-id。可以在用户视图模式下使用reset ospf process命令重设OPF进程是新的router-id生效。还可以删除当前OSPF配置，再重新配置OSPF进程时加上对应的router-id
2）路由器R2的配置如下：
[R2]ospf router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 0 #进入区域0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.12.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.23.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.0 0.0.0.255 #通告网络2.2.2.0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]quit #退出
如图所示：
3）路由器R3的配置如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]sysname R3
[R3]undo info-center enable
[R3]ospf router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1]area 0 #进入区域0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.23.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.0 0.0.0.255 #通告网络3.3.3.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]quit #退出
如图所示：
技术要点: OSPF协议参数
| 参数名 | 描述 |
|---|---|
| 多进程 | 在同一台设备上可以运行多个不同的OSPF进程，他们之间互相不影响彼此独立 |
| 进程号 | 可以在创建OSPF进程时指定进程号，若不指定，默认进程号为1 |
说明：不同OSPF进程之间的路由交互，相当于不同路由协议之间的路由交互
2.1.3. 实验调试
（1）查看邻居表
#查看R1的邻居表
[R1]display ospf peer brief
如图所示：
技术要点: 邻居表参数名
| 参数名 | 描述 |
|---|---|
| Area Id | 表示邻居在某个区域建立的OSPF的邻居关系。这里表示在Area 0中与邻居建立了OSPF的邻居关系 |
| Interface | 路由器自己和邻居路由器相连的接口。这里表示为s0/0/0接口与邻居相连 |
| Neighbor id | 表示邻居的router-id。这里表示R1的邻居的router-id为2.2.2.2 |
| State | 邻居的状态，其中Full表示已经建立的邻接关系，并且双方的数据库已经同步了。在P2P网络中属于最终的状态。当然，在广播型网络中，非指定路由之间的状态会停留在2-Way |
（2）查看LSDB表
#查看R1的LSDB表
[R1]display ospf lsdb
如图所示：
技术要点: 数链状态数据库参数信息
| 参数名 | 描述 |
|---|---|
| Type | LSA的类型 |
| LinkState ID | 标识每个LSA |
| AdvRouter | 表示通告路由器，代表产生该LSA的设备 |
| Age | 表示本LSA的老化时间 |
| Len | 代表LSA的大小 |
| Sequence | 代表LSA的序列号 |
| Metric | 开销值 |
（3）查看路由表表
#查看R1的路由表
[R1]display ip routing-table
如图所示：
（4）查看接口状态
#查看R1的接口状态
[R1]display ospf interface s0/0/0
如图所示：
技术要点:
| 参数名 | 描述 |
|---|---|
| Cost | 接口度量值为1562 |
| State | 链路类型为P-2-P |
| Type | 网络类型为P2P |
| MTU | 最大传输单元为1500B |
| Hello | Hello报文的间隔时间为10S |
| Dead 40 | Hello报文的死亡时间为40S |
说明：OSPF邻接关系不能建立的常见原因如下
- 区域号码不一致
- 特殊区域的区域类型不匹配
- 认证类型或密码不一致
- 路由器ID相同
- Hello包被ACL deny（拒绝通行）
- 链路上的MTU不匹配
- 接口下的OSPF网络类型不匹配
2.2. 实验2：MA网络上的OSPF
2.2.1. 实验目的
- 学会在路由器上启动OSPF进程
- 学会启用参与路由协议的接口，并通告网络及所在的区域
- 学会修改参考带宽
- 学会DR选举的控制
2.2.2. 实验拓扑图
2.2.3. 实验步骤
（1）配置ip地址
1）配置路由器R1，命令让如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R1
[R1]interface g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R1-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R1]interface LoopBack 0 #创建环回口编号为0
[R1-LoopBack0]ip address 1.1.1.1 24 #配置ip地址
[R1-LoopBack0]quit
如图所示：
2）配置路由器R2，命令让如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R2
[R2]interface g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R2-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R2]interface LoopBack 0 #创建环回口编号为0
[R2-LoopBack0]ip address 2.2.2.2 24 #配置ip地址
[R2-LoopBack0]quit
如图所示：
3）配置路由器R3，命令让如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R3
[R3]interface g0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R3-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R3]interface LoopBack 0 #创建环回口编号为0
[R3-LoopBack0]ip address 3.3.3.3 24 #配置ip地址
[R3-LoopBack0]quit
如图所示：
4）配置路由器R4，命令让如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R4
[R4]interface g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R4-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R4]interface LoopBack 0 #创建环回口编号为0
[R4-LoopBack0]ip address 4.4.4.4 24 #配置ip地址
[R4-LoopBack0]quit
如图所示：
（2）OSPF配置
1）配置路由器R1，命令让如下：
<R1>system-view
[R1]ospf router-id 1.1.1.1
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
2）配置路由器R2，命令让如下：
<R2>system-view
[R2]ospf router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 2.2.2.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
3）配置路由器R3，命令让如下：
<R3>system-view
[R3]ospf router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 3.3.3.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
4）配置路由器R4，命令让如下：
<R4>system-view
[R4]ospf router-id 4.4.4.4
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.1.1.0 0.0.0.255
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 4.4.4.0 0.0.0.255
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
（3）实验调试
查看接口OSPF状态
<R1>system-view
#查看R1接口状态的OSPF状态，命令如下：
[R1]display ospf interface g0/0/0
如图所示：
技术要点
- DR的选举只在广播型网络或者非广播型多路访问网络中出现，选举原则为比较该网络中接口的优先级，数值越大越优先，数值为0，不参与选举；
- 如果优先级一样，则比较Router-id，Router-id越大越优先，其次选举为BDR，若没被选上的设备为Drother；
- DR是无法被抢占的，也就意味着在网络运行正常时，即使修改设备的优先级也不会影响该网络中DR的角色变化；
- 所有的Drother与DR和BDR建立邻接关系（Full状态），Drother之间的状态为邻接状态（2-Way）
思考要点
假如有4台路由器的优先级都为1，那么比较rouer id，根据这个原则，R4会变成DR，R3会成为BDR，为什么R1会成为DR，R2会成为BDR？
解答：因为最先配置R1，然后配置R2，如果邻居路由器没有相关DR和BDR字段，那么就等待40秒，然后开始选举DR/BDR
查看接口邻居关系
#查看R3与R4接口邻居关系
[R3]display ospf peer brief
如图所示：
2.3. 实验3：OSPF下方默认路由
2.3.1. 实验目的
- 学会在路由器上启动OSPF进程
- 学会启用参与路由协议的接口，并且通告网络及所在的区域
- 掌握OSPF下默认路由的配置
2.3.2. 实验拓扑图
2.3.3. 实验步骤
（1）IP地址配置
1）配置路由器R1，命令如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R1
[R1]interface g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.12.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R1-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R1]interface g0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.13.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
[R1-GigabitEthernet0/0/1]quit
如图所示：
2）配置路由器R2，命令如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R2
[R2]interface g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.12.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
[R2-GigabitEthernet0/0/1]quit
[R2]interface g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.24.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R2-GigabitEthernet0/0/0]quit
如图所示：
3）配置路由器R3，命令如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R3
[R2]interface g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.13.3 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R2-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R2]interface g0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.34.3 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
[R2-GigabitEthernet0/0/1]quit
如图所示：
4）配置路由器R4，命令如下：
<Huawei>system-view
[Huawei]undo info-center enable
[Huawei]sysname R4
[R4]interface g0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.34.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/0]undo shutdown
[R4-GigabitEthernet0/0/0]quit
[R4]interface g0/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.24.3 24
[R4-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
[R4-GigabitEthernet0/0/1]quit
如图所示：
（2）OSPF配置
1）配置路由器R1,命令如下：
<R1>system-view
[R1]ospf router-id 1.1.1.1
[R1-ospf-1]area 0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.12.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.13.0 0.0.0.255
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
2）配置路由器R2,命令如下：
<R2>system-view
[R2]ospf router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.12.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.24.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
3）配置路由器R3,命令如下：
<R3>system-view
[R3]ospf router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.13.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.34.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
4）配置路由器R4,命令如下：
<R4>system-view
[R4]ospf router-id 4.4.4.4
[R4-ospf-1]area 0
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.24.0 0.0.0.255
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 192.168.34.0 0.0.0.255
[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]quit
如图所示：
（3）配置默认路由
假设R4为企业网的出口，出口编号为NULL 0，命令如下：
#配置默认路由，出口为NULL 0（可以理解为垃圾桶）
[R4]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 NULL 0
如图所示：
查看路由表
#查看R4的路由表，命令如下：
[R4]display ip routing-table
#查看R1的路由表，命令如下：
[R1]display ip routing-table
如图所示：
通过以上输出结果，可以看到R4上有一条默认路由
可以看到只有R4上有静态路由，在R1、R2、R3上是没有静态路由的，如果一条一条的进行配置就比较麻烦，可以使用OSPF下发默认路由命令如下：
[R4]ospf
[R4-ospf-1]default-route-advertise #下发默认路由
[R4-ospf-1]quit
如图所示：
技术要点：
- OSPF网络注入默认路由的命令为default-route-advertise，表示其他的OSPF设备可以收到该设备下发的默认路由，从而减少配置量，在此命令后加上always参数，表示无论进行默认路由下发的设备是否默认路由，都会下发；
- 如果有默认路由，则下发，一般默认情况下，如果企业网络只有单出口，则加always参数；
- 如果有多出口冗余，则不加该参数，以免出现路由黑洞；
2.3.4. 实验调试
[R1]display ip routing-table
如图所示：
三. OSPF命令汇总
| 命令 | 作用 |
|---|---|
| display ospf brief | 查看OSPF的概要信息 |
| display ospf interface | 显示OSPF的接口信息 |
| display ospf lsdb | 显示OSPF的LSDB信息 |
| display ospf peer | 显示OSPF中各区域邻居的信息 |
| display ospf routing | 显示OSPF的路由表信息 |
| ospf | 启动OSPF路由进程 |
| rouer-id | 配置路由器id |
| Area | 设置区域 |
| Network | 通告网络 |
| default-route-advertise | 下发默认路由 |