路由与交换技术课程设计

信息工程学院路由与交换技术课程设计报告

题目多区域OSPF配置与NAT技术

专业：信息管理与信息系统班级：10级姓名：卜晓燕学号： 12

完成时间： 2012 年 6 月 16 日

指导教师：李红卫

二、主要研究内容

OSPF：

IETF为了满足建造越来越大基于IP网络的需要，形成了一个工作组，专门用于开发开放式的、链路状态路由协议，以便用在大型、异构的IP网络中。新的路由协议已经取得一些成功的一系列私人的、和生产商相关的、最短路径优先（SPF）路由协议为基础，在市场上广泛使用。包括OSPF在内，所有的SPF路由协议基于一个数学算法—Dijkstra算法。这个算法能使路由选择基于链路-状态，而不是距离向量。OSPF由IETF在20世纪80年代末期开发，OSPF是SPF类路由协议中的开放式版本。

链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。

OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。

OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Link-state）的路由协议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统（Autonomous System），即AS，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。在这个AS中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。

作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据LSA（Link State Advertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。

NAT的实现方式有三种，即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat 和端口多路复用Overload。

静态转换是指将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址，IP地址对是一对一的，是一成不变的，某个私有IP地址只转换为某个公有IP地址。

三、方案设计

OSPF的工作原理：

路由器R1 、R2 、R3组建成一个网络，将其划分成三个区域，area 0、area 1、area 2。它们都有自己的网络号、内部网络。在R1上设置了一个回环接口lo0：。R2上设置了三个回环接口lo0：、lo1：、lo2：。R3上设置一个回环接口lo0：，它们都各自代表一个网络。接下来在路由器R1上设置多区域OSPF，router ospf 1：network area 0 network area 2 network area 0。同样的设置方法在路由器R2上配置多区域OSPF, router ospf 1: network area 0 network area 1。路由器R3配置多区域OSPF, router ospf 1：network area 2。

在区域1内部的主机上进行IP地址和默认网关的配置。主机PC1的IP 地址和默认网关分别为，主机PC2的IP地址。

在区域0内部的主机上同样进行IP 地址和默认网关的配置。主机PC3的IP 地址和默认网关为。

四、主要设备命令配置

R1上的配置操作命令

interface Loopback0

ip address FastEthernet0/0 ip address Serial0/0/0

ip address rate 64000 interface Serial0/0/1

ip address rate 64000 router ospf 1

log-adjacency-changes network area 0

network area 0

network area 2

line con 0

logging synchronous

line vty 0 4

login

R2上的配置操作命令

interface Loopback0

ip address Loopback1

ip address Loopback2

ip address FastEthernet0/0 ip address nat inside interface Serial0/0/0

ip address nat outside

router ospf 1

network area 0

network area 1

ip nat pool mypool netmask nat inside source list 1 pool mypool access-list 1 permit con 0

logging synchronous

line vty 0 4

login

R3上的配置操作命令：

interface Loopback0

ip address Serial0/0/0

ip address ospf 1

log-adjacency-changes

network area 2

ip classless

ip route con 0

logging synchronous

line vty 0 4

login

五、测试结果与分析

在路由器R3上未配置动态NAT的，主机PC1不可以ping通路由器R3 :

六、设计总结

OSPF的工作原理：

开放式最短路径优先OSPF协议是一种为IP网络开发的内部网关路由选择协议，是IEIF开发并推介使用。在多区域OSPF几种类型中，该实验选择了DR和ABR。

类型1：路由器链路条目，由区域内的每台路由器为所在的区域产生的LSA，描述本区域路由器链路到该区域的状态和开销。一个边界路由器可能产生多个LSA类型1，路由表中用O表示。

类型2：网络链路条目，由DR在多路访问型网络中产生，含有连接某个区域路由器的所有链路状态和代价信息。只有在DR可以监视该信息，路由表中用O表示。

类型3：汇总链路条目，由ABR(区域边界路由)产生，含有ABR与本地内部路由器连接信息可以描述本区域到主干区域的链路信息，通过主干区域扩散到其他ABR，路由信息表示为IA。

动态NAT技术：

动态NAT转换是指将内部网络的私有IP地址（）转换为公用IP地址时，IP地址是不确定的，是随机的，所有被授权访问上Internet的私有IP地址可随机转换为任何指定的合法IP地址。也就是说，只要指定哪些内部地址都可以进行转换，以及用哪些合法地址作为外部地址时，就可以进行动态转换。动态转换可以使用多个合法外部地址集。使用动态转换可以访问外部网络。使用NAT技术解决了私有地址可以访问外网的局限。

在本次试验中，我未对区域边界路由器R1和R2的路由信息进行汇总，那么每条链路LSA都会传进OSPF骨干区,导致网络数据流和路由器开销。

动态NAT违反了IP地址结构模型的设计原则。IP地址结构模型的基础是每个IP地址均标识了一个网络的连接。Internet的软件设计就是建立在