项目10：动态路由协议OSPF的配置

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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 1. OSPF路由协议的术语 （10）LSA和LSU。运行OSPF路由协议的路由器在发 现链路状态发生变化时，会触发地发出链路状态通告 （Link-State Advertisement，LSA）。 （11）OSPF网络类型。根据路由器所连接的物理网络 不同，OSPF接口自动识别三种类型的网络：广播多路访 问型（Broadcast multiAccess）、非广播多路访问型 （None Broadcast MultiAccess，NBMA）和点到点型 （Point-to-Point）网络。 （12）OSPF数据包。OSPF路由器是依靠5种不同种 类的数据包来识别它们的邻居并更新链路状态路由信息，
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 3. OSPF基本算法
10
A 10 B 5 C 122.123.0.0 5 218.12.226.5 5 D
122.123.0.0
10
图10.6 OSPF最短路径树

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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 3. OSPF基本算法
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10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识 5. 链路状态路由协议的要求
在这些区域内不 泛洪LSP，不需要 重新运算SPF算法 Area 0 重新运算 SPF算法
Area 1
Area 10
仅在区域 内LSP泛洪
图10.3 多区域和SPF算法
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10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识 4.链路状态路由协议的优点
外 部 路 由 域
1
A
骨干区 域
B
C
D
E
G Area 2 图10.2 链路状态路由协议使用双层结构
F Area 1
H Area 3
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10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识 （1）区域。一组连续的网络。从逻辑上对自治系统 进行划分后，每一部分叫做一个区域。每个区域都必须直 接连接到骨干区域（area 0）。 （2）自治系统（AS）。使用相同路由策略的一系列 网络。自治系统又叫路由域，能被逻辑地划分为多个区域。 在每个自治域中，必须定义一个连续的骨干区域，所有非 骨干区域必须与骨干区域相连。骨干区域是一个传递区域， 因为其他区域都要通过它进行通信。对于OSPF，非骨干 区域可以被设置为末节区域、完全末节的区域或不完全末 节区域（NSSA）以减少链路状态数据库和路由表的大小。
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10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识 4.链路状态路由协议的优点
（1）创建拓扑图：每台路由器自行创建网络拓扑图以确定 最短路径
（2）快速收敛：立即泛洪，更加快速收敛 （3）由事件驱动的更新：仅当拓扑变化时才发送LSP，而 且仅包含变化的信息。 （4）层次式设计：多区域环境中采用了层次式设计
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10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识 2. 链路状态过程 第二步：向邻局发送Hello数据包 每台路由器负责“问候”直连网络中的相邻路由器。 采用链路状态路由协议的路由器使用 Hello 协议来发 现其链路上的所有邻居。这里，邻居是指启用了相同的链 路状态路由协议的其它任何路由器。 第三步：建立链路状态数据包 每台路由器创建一个链路状态数据包 (LSP)，其中包 含与该路由器直连的每条链路的状态。 路由器一旦建立了相邻关系，即可创建链路状态数据 包 (LSP)，其中包含与该链路相关的链路状态信息。
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 2．OSPF的工作过程
OSPF路由协议最多可以支持1024台路由器联合工作， 一般跨区域或跨国的企业内部网络,国家机关在各地的办公 网络，城域网甚至大规模的电信网络都可以应用OSPF路 由协议来提供自动的路由学习和对路由信息正确性维护的 能力，特别是网络拓扑中为了增加冗余性而大量应用环路 设计的网络，尤其适合应用OSPF路由协议。 OSPF的良好扩展能力是通过体系化设计而获得的。 网络管理员可以将一个OSPF网络划分成多个区域，它们 允许进行全面的路由更新控制。
R1-LAN 10.1.0.0/16
F0/0 2
5
10.3.0.0/16 R3 10 10.7.0.0/16 2 R4 2
R3-LAN 10.6.0/16
20
R5-LAN 10.11.0.0/16
2 R5
10 10.10.0.0/16
R4-LAN 10.8.0.0/16
图10.1 最短路径优先算法
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 3. OSPF基本算法
（1） SPF算法及最短路径树 SPF算法是OSPF路由协议的基础。SPF算法有时也被 称为Dijkstra算法，这是因为最短路径优先算法SPF是 Dijkstra发明的。SPF算法将每一个路由器作为根（ROOT） 来计算其到每一个目的地路由器的距离，每一个路由器根 据一个统一的数据库会计算出路由器的拓扑结构图，该结 构图类似于一棵树，在SPF算法中，被称为最短路径树， 然后使用这个树来路由网络数据流。
在图10.6中，路由器A是根。 在OSPF路由协议中，最短路径树的树干长度，即 OSPF路由器至每一个目的地路由器的距离，称为OSPF的 Cost，其算法为：Cost = 100×106/链路带宽 在这里，链 路带宽以bps来表示。也就是说，OSPF的Cost 与链路的 带宽成反比，带宽越高，Cost越小，表示OSPF到目的地 的距离越近。举例来说，FDDI或快速以太网的Cost为1， 2M串行链路的Cost为48，10M以太网的Cost为10等。
类型4：链路状态更新 类型5：链路状态确认
向相邻路由器发送链路状态通告（LSA）。 确认收到了邻居路由器的LSA。
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 1. OSPF路由协议的术语 （13）指派路由器（DR）和备份指派路由器（BDR）。 在多路访问网络上可能存在多个路由器，为了避免路由器 之间建立完全相邻关系而引起的大量开销，OSPF要求在 区域中选举一个DR。每个路由器都与之建立完全相邻关系。 DR负责收集所有的链路状态信息，并发布给其他路由器。 选举指派路由器（DR）的同时也选举出一个备份指派路由 器（BDR），在DR失效的时候，BDR担负起DR的职责。
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10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识 2. 链路状态过程 第四步：将链路状态数据包泛洪给邻居 每台路由器将 LSP 泛洪到所有邻居，然后邻居将收 到的所有 LSP 存储到数据库中。 每台路由器将其链路状态信息泛洪到路由区域内的其 它所有链路状态路由器。路由器一旦接收到来自相邻路由 器的 LSP，立即将该 LSP 从除接收该 LSP 的接口以外的 所有接口发出。此过程在整个路由区域内的所有路由器上 形成 LSP 的泛洪效应。
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 2．OSPF的工作过程
首先和相邻路由器建立邻居关系，形成邻居表，然后 互相交换自己所了解的网络拓扑。路由器在没有学习到全 部网络拓扑之前，是不会进行任何路由操作的，因为这时 路由表是空的。只有当路由器学习到了全部网络拓扑，建 立了拓扑表（也称链路状态数据库）之后，它们会使用最 短路径优先（SPF）算法，从拓扑表中计算出路由来。因 此，所有运行OSPF路由协议的路由器都维护着相同的拓 扑表，路由器可以自己从中计算路由，所以，这些路由器 不必周期性地传递路由更新包，OSPF路由协议的更新是 增量的更新。
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 1. OSPF路由协议的术语
网络类型 广播多路访问型 非广播多路访问型 点到点型 点到多点型 决定特征 以太网、令牌环网或FDDI Frame Relay、X.25、SMDS PPP、HDLC 由管理员配置 选举DR吗？ 是 是 否 否
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10.2 相关知识
10.2.1 链路状态路由选择协议
10.2.2 OSPF路由协议概述
10.2.3 OSPF协议配置
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10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识
R2-LAN 10.5.0.0/16 10.2.0.0/16 s0/0/0 20 10 s0/0/1 R1 s0/1/0 10.4.0.0/16 10.9.0.0/16 2 R2
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10.1 用户需求
某高校学校新近兼并了2个学校，这两个学校都建有 自己的校园网。先需要将这两个校区的校园网通过路由器 连接到本部的路由器，再连接到互联网。现要在路由器上 做动态路由协议OSPF配置，实现各校区校园网内部主机 的相互通信，并且通过主校区连接到互联网。
10.2.1 链路状态路由选择协议 1.2 相关知识 2. 链路状态过程
第一步：了解直连网络 每台路由器了解其自身的链路，即与其直连的网络。这通过 检测哪些接口处于工作状态（包括第3层地址）来完成。 （1）链路 对于链路状态路由协议来说，链路是路由器接口上的一个接 口。 （2）链路状态 路由器链路状态的信息称为链路状态，这些信息包括： 接口的IP地址和子网掩码； 网络类型，例如以太网（广播）链路或串行点对点链路； 该链路的开销； 该链路上的所有相邻路由器；
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 1. OSPF路由协议的术语
（4）邻居。两台运行OSPF路由协议的相邻路由器位于同 一区域里，它们就可以形成相邻关系。只有两台路由器成为了 邻居，它们之间才可能交换网络拓扑的信息。 （5）链路开销。OSPF路由协议依靠计算链路的带宽，来 得到到达目的地的最短路径（路由）。每条链路根据它的带宽 不同会有一个度量值，OSPF路由协议称该度量值为“开销”。 （6）邻居表。运行OSPF路由协议的路由器会维护三个表， 邻居表是其中的一个表。凡是路由器认为和自己有邻居关系的 路由器，都会出现在这个表中。只有形成了邻居表，路由器才 可能向其他路由器学习网络拓扑。
10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 1. OSPF路由协议的术语 （1）链路。运行OSPF路由协议的路由器所连接的网 络线路称为链路.路由器会检查其所连接网络的状态,然后 将其信息由自己的所有接口向邻居传送,这个过程称为“洪 泛（flooding）”。 （2）链路状态。OSPF路由器收集其所在网络区域上 各路由器的连接状态信息，即链路状态信息（LinkState），生成链路状态数据库(Link-State Database)。 （3）区域。OSPF协议引入“分层路由”的概念，将大 型互连网络（自主系统）化分成多个区域，这种功能被称 为层次性路由选择。
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10.2.2 OSPF路由协议概述 1.2 相关知识 1. OSPF路由协议的术语
（7）拓扑表。当路由器建立了邻居表之后，运行OSPF路由 协议的路由器会互相通告自己所了解的网络拓扑建立拓扑表。 在一个区域里，所有的路由器应该形成相同的拓扑表。只有建 立了拓扑表之后，路由器才能使用SPF算法从拓扑表里计算出路 由。 （8）路由表。路由器依靠路由表来为数据包进行路由操作。 在运行OSPF路由协议的路由器中，当完整的拓扑表建立起来之 后，路由器就会按照链路的带宽不同，使用SPF算法从拓扑表里 计算出路由，记入路由表。 （9）路由器标识（Router ID）。路由器标识不是我们为路 由器起的名字，而是路由器在OSPF路由协议操作中对自己的标 识。
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参数 类型1：hello数据包
类型2：数据库描述数据包 类型3：状态请求
描述 与邻居建立和维护毗邻关系。
描述一个OSPF路由器的链路状态数据内容。 请求相邻路由器发送链路状态数据库中的具 体条目。