OSPF路由协议实战

OSPF路由协议

原理概述

为了弥补距离矢量路由协议的不足，IETF组织于20世纪80年代末开发了一种基于链路状态的内部网关协议，OSPF（Open Shortest Path First）。

最初的OSPF规范体现在RFC 113中，这个第1版( OSPFv1 )很快被进行了重大改进的版本所代替，新版本体现在RFC 1247文档中，称为OSPFv2，版本2在稳定性和功能性方面的做出了很大的改进。现在IPv4网络中所使用的都是OSPFv2。

OSPF作为基于链路状态的协议，具有收敛快、路由无环、扩展性好等优点，被快速接受并广泛使用。链路状态算法路由协议互相通告的是链路状态信息，每台路由器都将自己的链路状态信息（包含接口的IP地址和子网掩码、网络类型、该链路的开销等）发送给其他路由器，并在网络中泛洪，当每台路由器收集到网络内所有链路状态信息后，就能拥有整个网络的拓扑情况，然后根据整网拓扑情况运行SPF算法，得出到所有网段的最短路径。

OSPF支持区域的划分，区域是从逻辑上将路由器划分为不同的组，每个组用区域号（Area ID）来标志。一个网段（链路）只能属于一个区域，或者说每个运行OSPF的接口必须指明属于哪一个区域。区域0为骨干区域，骨干区域负责在非骨干区域之间发布区域间的路由信息，在一个OSPF区域中只能有一个骨干区域。

在OSPF单区域中，每台路由器都需要收集其他所有路由器的链路状态信息，如果网络规模不断扩大，链路状态信息也会随之不断的增多，这将使得单台路由器上链路状态数据库非常庞大，导致路由器负担加重，也不便于维护管理。为了解决上述问题，OSPF协议可以将整个自治系统划分为不同的区域（Area），就像一个国家的国土面积很大时，会把整个国家划分为不同的省份来管理一样。

区域是从逻辑上将路由器划分为不同的组，每个组用区域号（Area ID）来标志，区域0为骨干区域，就像一个国家必须有首都一样，OSPF必须有骨干区域，且只能有一个，其他区域为非骨干区。一台路由器的不同接口可以属于不同的区域，但是同一网段（链路）必须属于同一区域。

链路状态信息只在区域内部泛洪，区域之间传递的只是路由条目而非链路状态信息，因此大大减小了路由器的负担。当一台路由器属于不同区域时称它为区域边界路由器（Area Border Router），负责传递区域间路由信息。区域间的路由信息传递类似距离矢量算法，为了防止区域间产生环路，所有非骨干区域之间的路由信息必须经过骨干区域，也就是非骨干区域必须和骨干区域相连，且非骨干区域之间不能直接进行路由信息交互。

实验目的

掌握OSPF单区域及多区域的基本配置；掌握NSSA区域及相关参数的配置方法；掌握OSPF路由过滤的配置方法；掌握OSPF路由汇总的配置方法；掌握OSPF认证的配置方法；掌握利用OSPF发布缺省路由的配置方法；掌握修改OSPF计时器的配置方法；掌握OSPF虚连接的配置方法；掌握LSA过滤的配置方法；

实验内容

公司A网络如实验拓扑所示，请根据如下需求对网络进行部署：

1）按照拓扑所示配置OSPF多区域，另外R3与R6，R4与R6间配置RIPv2。R1，R2，R3，R4的环回接口0通告入Area 0，R5的通告入Area 1，R6的通告入RIP中；

2）R6上的公司内部业务网段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24通告入RIP中，R5上的公司外部业务网段172.16.10.0/24和172.16.20.0/24引入OSPF中；

3）在R3，R4上配置OSPF与RIP间的双点双向路由引入，将业务网段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24引入到OSPF中；

4）通过配置减少Area 2中的维护的LSA条目数量，包括Type-3 LSA和Type-5 LSA；

5）通过配置使得R5上的业务网段通过R1访问192.168.10.0/24网段，通过R2访问192.168.20.0/24网段，仅在R3上配置；

6）通过配置解决当前OSPF网络中存在的次优路径问题；

7）R1与R2间的物理链路状态时而不稳定，尝试通过适当配置以提高OSPF网络的健壮性；

8）优化R5的OSPF路由表，减少其需要维护的LSA条目，并汇总R5上的两条业务网段；

9）根据R2与R4间的链路状况，适当调整OSPF相关计时器；

10）为了提高OSPF网络安全性，部署OSPF区域密文认证；

实验拓扑

实验编址表

验证与提示

1、按照拓扑所示配置OSPF多区域，另外R3与R6，R4与R6间配置RIPv2。R1，R2，R3，R4的环回接口0通告入Area 0，R5的通告入Area 1，R6的通告入RIP中。

根据实验编址表进行相应的基本配置，配置完成后检查OSPF的邻居建立情况，各设备间关于各环回接口0网段所在路由的接收情况，以及RIP路由域的工作情况。下面仅以R3为例（以下仅为关键信息，部分信息省略）：

在验证时也可以借助以下命令进行：

display ospf peer brief；

display ip routing-table protocol rip；

2、R6上的公司内部业务网段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24通告入RIP中，R5上的外部业务网段172.16.10.0/24和172.16.20.0/24引入OSPF中。

在R5上配置路由引入时需注意，要求是引入172.16.10.0/24与172.16.20.0/24该两个网段，不要将其余无关网段一并引入。

配置完成后，以R1为例，将观察到如下现象（以下仅为关键信息，部分信息省略）：

3、在R3，R4上配置OSPF与RIP间的双点双向路由引入，将业务网段192.168.10.0/24和192.168.20.0/24引入到OSPF中。

在配置将RIP路由引入至OSPF时需注意，仅要求引入192.168.10.0/24与192.168.20.0/24该两个业务网段。

配置完成后，以R5为例，将观察到如下现象（以下仅为关键信息，部分信息省略）：

4、通过配置减少Area 2中的维护的LSA条目数量，包括Type-3 LSA和Type-5 LSA。

由于目前Area 2中的R3，R4为ASBR，通过将其配置为NSSA区域方可实现要求。

配置完成后，以R3为例，将观察到如下现象：

5、通过配置使得R5上的业务网段通过R1访问192.168.10.0/24网段，通过R2访问192.168.20.0/24网段，仅在R3上配置。

分析在默认情况下所产生现象的原因，结合仅在R3上进行配置的要求，可以采用修改cost值的方法进行配置。

6、通过配置解决当前OSPF网络中存在的次优路径问题。

观察拓扑可知，R2与R4间的链路为串行链路，其带宽远小于以太网链路。结合该点进行分析，以环回接口0作为测试对象，使得OSPF网络中的每台设备上，其所拥有的其余设备的环回接口0所在网段的路由条目选路最优。

7、R1与R2间的物理链路状态时而不稳定，尝试通过适当配置以提高OSPF网络的健壮性。

根据要求，假设R1与R2之间的物理链路发生故障断开，分析此时会导致什么后果？根据分析结果，完成适当的OSPF配置。

8、优化R5的OSPF路由表，减少其需要维护的LSA条目，并汇总R5上的两条业务网段。理解OSPF过滤路由与过滤LSA的异同，选用合适的命令完成需求。

9、根据R2与R4间的链路状况，适当调整OSPF相关计时器。

理解OSPF的邻居建立规则，根据实际情况做相应调整。

10、为了提高OSPF网络安全性，部署OSPF区域密文认证。

在三个OSPF区域中分别部署区域密文认证，密钥可采用huawei。

思考

完成需求6之后，反观需求5是否仍满足？如果不满足，请分析原因并找到解决方案。

配置清单

<R1>display current-configuration#sysname R1#acl number 2000rule 5 permit source 10.0.12.0 0.0.0.255rule 10 permit source 10.0.13.0 0.0.0.255rule 15 permit source 10.0.24.0 0.0.0.255rule 20 permit source 10.0.34.0 0.0.0.255rule 25 permit source 202.101.34.0 0.0.0.255#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.12.1 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.13.1 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.15.1 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.1.1 255.255.255.255#ospf 1 router-id 10.0.1.1area 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.1.1 0.0.0.0network 10.0.12.1 0.0.0.0network 10.0.13.1 0.0.0.0area 0.0.0.1authentication-mode md5 1 plain huaweifilter route-policy R1 importnetwork 10.0.15.1 0.0.0.0vlink-peer 10.0.2.2#route-policy R1 deny node 10if-match acl 2000#route-policy R1 permit node 20#return<R2>display current-configuration#sysname R2#acl number 2000rule 5 permit source 10.0.12.0 0.0.0.255rule 10 permit source 10.0.13.0 0.0.0.255rule 15 permit source 10.0.24.0 0.0.0.255rule 20 permit source 10.0.34.0 0.0.0.255rule 25 permit source 202.101.34.0 0.0.0.255#interface Serial1/0/0link-protocol pppip address 10.0.24.2 255.255.255.0ospf timer hello 60#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.12.2 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.25.2 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.2.2 255.255.255.255#ospf 1 router-id 10.0.2.2area 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.2.2 0.0.0.0network 10.0.12.2 0.0.0.0network 10.0.24.2 0.0.0.0area 0.0.0.1authentication-mode md5 1 plain huaweifilter route-policy R2 importnetwork 10.0.25.2 0.0.0.0vlink-peer 10.0.1.1#route-policy R2 deny node 10if-match acl 2000#route-policy R2 permit node 20#user-interface con 0authentication-mode passwordidle-timeout 0 0user-interface vty 0 4user-interface vty 16 20#Return<R3>display current-configuration#sysname R3#acl number 2000rule 5 permit source 192.168.10.0 0.0.0.255acl number 2001rule 5 permit source 192.168.20.0 0.0.0.255#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.13.3 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.34.3 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.36.3 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.3.3 255.255.255.255#interface Tunnel0/0/0ip address 202.101.34.3 255.255.255.0tunnel-protocol gresource 10.0.34.3destination 10.0.34.4ospf cost 1ospf network-type broadcast#ospf 1 router-id 10.0.3.3import-route rip 1 route-policy R2Oarea 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.3.3 0.0.0.0network 10.0.13.3 0.0.0.0network 202.101.34.3 0.0.0.0area 0.0.0.2authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.34.3 0.0.0.0nssa no-summary#rip 1network 10.0.0.0import-route ospf 1#route-policy R2O permit node 10if-match acl 2000#route-policy R2O permit node 20if-match acl 2001apply cost 50#return<R4>display current-configuration#sysname R4#acl number 2000rule 5 permit source 192.168.10.0 0.0.0.255rule 10 permit source 192.168.20.0 0.0.0.255#interface Serial1/0/0link-protocol pppip address 10.0.24.4 255.255.255.0ospf timer hello 60#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.34.4 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/2ip address 10.0.46.4 255.255#interface LoopBack0ip address 10.0.4.4 255.255.255.255#interface Tunnel0/0/0ip address 202.101.34.4 255.255.255.0tunnel-protocol gresource 10.0.34.4destination 10.0.34.3ospf cost 1ospf network-type broadcast#ospf 1 router-id 10.0.4.4import-route rip 1 route-policy R2Oarea 0.0.0.0authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.4.4 0.0.0.0network 10.0.24.4 0.0.0.0network 202.101.34.4 0.0.0.0area 0.0.0.2authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.34.4 0.0.0.0nssa no-summary#rip 1network 10.0.0.0import-route ospf 1#route-policy R2O permit node 10if-match acl 2000#return<R5>display current-configuration#sysname R5#acl number 2000rule 5 permit source 172.16.10.0 0.0.0.255rule 10 permit source 172.16.20.0 0.0.0.255#acl number 3001rule 5 permit ip source 172.16.0.0 0.0.255.255 destination 192.168.20.0 0.0.0.255#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.15.5 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.25.5 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.5.5 255.255.255.255#interface LoopBack1ip address 172.16.10.1 255.255.255.0#interface LoopBack2ip address 172.16.20.1 255.255.255.0#ospf 1 router-id 10.0.5.5asbr-summary 172.16.0.0 255.255.0.0import-route direct route-policy D2Oarea 0.0.0.1authentication-mode md5 1 plain huaweinetwork 10.0.5.5 0.0.0.0network 10.0.15.5 0.0.0.0network 10.0.25.5 0.0.0.0#route-policy D2O permit node 10if-match acl 2000#policy-based-route R5 permit node 10if-match acl 3001apply ip-address next-hop 10.0.25.2policy-based-route R5 permit node 20#return<R6>display current-configuration[V200R003C00]#sysname R6#interface GigabitEthernet0/0/0ip address 10.0.36.6 255.255.255.0#interface GigabitEthernet0/0/1ip address 10.0.46.6 255.255.255.0#interface LoopBack0ip address 10.0.6.6 255.255.255.255#interface LoopBack1ip address 192.168.10.1 255.255.255.0#interface LoopBack2ip address 192.168.20.1 255.255.255.0#rip 1network 10.0.0.0network 192.168.10.0network 192.168.20.0#return