IP实验 动态路由实验

西安邮电大学

通信与信息工程学院

《IP 网络基础与实验A》实验报告

（2017/2018学年第

学期）

实验名称：OSPF 基础

2017年10月29日

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一、实验名称

OSPF 基础实验

二、实验目的

1、通过本实验，掌握路由器的硬件组成及接口功能，并实现路由器、交换机及主机之间的线路连接；

2、深刻理解三层交换机的原理，并在此基础上，激活交换机的IP 层，使其成为三层设备；

3、在路由器上配置OSPF 协议，实现动态配置路由器，以保证网络的连通性；

4、学会掌握使用超级终端配置路由器的连接方法和参数配置。

三、实验原理

路由协议是运行在路由器之间的、用于动态交换路由信息的分布式算法，它可以自动发现远端网络的信息，可计算到每个远端网络的最佳路径，将计算所得的路由信息添加到路由表中，还可以监视网络的拓扑变化，更新和维护路由表。在动态路由中，管理员不再需要与静态路由一样，手工的对路由器上的路由表进行维护，而是在每台路由器上运行一个路由协议。

1、OSPF 协议

OSPF ，全称Open Shortest Path First ，中文名为开放式最短路径优先，是一个内部网关协议，用于在单一自治系统内决策路由，使用Dijkstra 算法。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。

每台运行OSPF 的路由器都会形成自己的链路状态信息（称为链路状态通告LSA ），通过洪泛机制传送给AS/区域中的其他路由器。每台路由器都维持着一个数据库（称为链路状态数据库LSDB ），实质是一个网络地图，描述整个网络的拓扑结构。每台路由器利用SPF 算法独立计算去往目的网络的最短路径，并生成路由表。只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。

OSPF 数据包可以分为以下五种类型：1）hello 包：建立和维持邻居关系；

2）数据库描述包（DBD 或DDP ）：描述拓扑结构数据库的内容摘要；3）链路状态请求包（LSR ）：向相邻路由器请求其拓扑结构数据库的部分内容；

4）链路状态更新包（LSU ）：对链路状态请求数据包的回应；

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5）链路状态确认包（LSAck）：对链路状态更新数据包的确认，这种确认使OSPF的扩散过程更可靠。

此外，为了支持大规模网络的应用以及优化路由表，OSPF采取区域划分的概念，允许将AS内的子网划分成区域来管理。进行分区后，LSA洪泛仅仅局限于区域内，区域内路由器的得到网络拓扑是相同的，可以计算区域内任意目的网络的最短路，区域间传送的是距离矢量信息，因此，OSPF要求区域间拓扑采用星型结构，防止环路产生。

2、三层交换机

三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。三层交换技术就是：二层交换技术+三层转发技术。传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发，既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到最优网络性能。它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

四、实验要求

任务基本要求如下：

图一：实验拓扑图

1）参考上图，搭建实验拓扑，并进行IP子网、IP地址、VLAN规划。

2）按照规划设计，完成IP地址配置。

3）在R1和R2上进行合理的OSPF协议配置（单区域），使得全网能够ping通。（包括R1、R2的loopback地址）。

4）查看并分析OSPF邻居和数据库信息。

五、实验步骤

1、搭建网络拓扑如下：

图二：area、IP配置图

2.IP子网、IP地址、VLAN规划

1）IP子网和IP地址的划分

拓扑图中的四个主机掩码均为28，具体划分方法如下：

主机IP地址子网掩码网关

C1201.1.1.49255.255.255.240201.1.1.50

C2201.1.1.17255.255.255.240201.1.1.19

C3201.1.1.18255.255.255.240201.1.1.19

C4201.1.1.33255.255.255.240201.1.1.34

2）划分VLAN

VLAN的划分如下图所示：

图三：VLAN划分图

3）VLAN接口IP地址

VLAN接口IP地址掩码

10201.1.1.19255.255.255.240

11201.1.1.34255.255.255.240

12201.1.1.66255.255.255.240

13201.1.1.82255.255.255.240

3.物理连接

将主机C1接在路由器上，主机C2、C3接在交换机10002上，主机C4接在交换机10004上。

4.路由器及交换机的配置

1）路由器配置

A.划分子接口：

ZXR10#config ter

ZXR10(config)#interface fei_1/1

ZXR10(config-if)#ip add201.1.1.50255.255.255.240

ZXR10(config-if)#exit