第第六六章章 在在华华为为路路由由器器上上配配置置动动态态路路由由OSPF协协议议在在华华为为路路由由器器上上配配置置动动态态路路由由OSPF协协议议主主讲讲: :1OSPF包类型包类型 OSPF网络分类网络分类 在华为路由在华为路由在华为路由在华为路由器上配置动器上配置动器上配置动器上配置动态路由态路由态路由态路由OSPFOSPFOSPFOSPF协议协议协议协议本本 课课 目目 录录OSPF协议概述协议概述 OSPF配置配置 26.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述OSPFOSPF是是Open Shortest Path FirstOpen Shortest Path First（开放最短（开放最短路由优先协议）的缩写。它是路由优先协议）的缩写。它是IETFIETF组织开发的组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。目前普遍使用的是版本目前普遍使用的是版本2 2。OSPFOSPF利用链路状态算法来计算到所有已知目的利用链路状态算法来计算到所有已知目的的最短路径。链路状态指的是一个路由器的接的最短路径。链路状态指的是一个路由器的接口状态和路由器与它邻居间的联系，这链路状口状态和路由器与它邻居间的联系，这链路状态通告被扩散到每个路由器并用来建立一个拓态通告被扩散到每个路由器并用来建立一个拓扑数据库，这数据库是靠收到区域内所有路由扑数据库，这数据库是靠收到区域内所有路由器发来的器发来的LSALSA（链路状态通告）而产生的，这算（链路状态通告）而产生的，这算法被放置到处于树根处的路由器上，它根据到法被放置到处于树根处的路由器上，它根据到达这个网络的费用计算到达目的的最短路径。达这个网络的费用计算到达目的的最短路径。36.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述何时需要运行何时需要运行OSPFOSPF协议：协议：1.1.网络的规模网络的规模网络中的路由器在网络中的路由器在1010台以上；中等或大规模的网络台以上；中等或大规模的网络1.1.网络的拓扑结构网络的拓扑结构网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都互网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都互通的需求通的需求1.1.其它特殊的需求其它特殊的需求要求路由变化时能够快速收敛，要求路由协议自身的网要求路由变化时能够快速收敛，要求路由协议自身的网络开销尽量降低络开销尽量降低1.1.对路由器自身的要求对路由器自身的要求运行运行OSPFOSPF协议时对路由器的协议时对路由器的CPUCPU的处理能力及内存的大的处理能力及内存的大小都有一定的要求，性能很低的路由器不推荐使用小都有一定的要求，性能很低的路由器不推荐使用46.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述OSPFOSPF的主要特性如下：的主要特性如下：适应范围适应范围支持各种规模的网络，最多可支支持各种规模的网络，最多可支持几千台路由器。持几千台路由器。 快速收敛快速收敛在网络的拓扑结构发生变化后立在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。步。 无自环无自环OSPFOSPF根据收集到的链路状态用最短根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法上本身保证了不路径树算法计算路由，从算法上本身保证了不会生成自环路由。会生成自环路由。 区域划分区域划分允许自治系统的网络被划分成区允许自治系统的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽象，从而减少了占用的网络带宽。象，从而减少了占用的网络带宽。 56.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述OSPFOSPF的主要特性如下：的主要特性如下：等值路由等值路由支持到同一目的地址的多条等值支持到同一目的地址的多条等值路由。路由。路由分级路由分级使用四类不同等级的路由，按优使用四类不同等级的路由，按优先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。第一类外部路由、第二类外部路由。 支持验证支持验证支持基于接口的报文验证以保证支持基于接口的报文验证以保证路由计算的安全性。路由计算的安全性。 组播发送组播发送在有组播发送能力的链路层上以在有组播发送能力的链路层上以组播地址收发报文，既达到了广播的作用，又组播地址收发报文，既达到了广播的作用，又最大程度地减少了对其它网络设备的干扰。最大程度地减少了对其它网络设备的干扰。 66.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述OSPFOSPF能对网络的变化作出快速地响应，它能对网络的变化作出快速地响应，它是在网络变化时以触发的方式进行更新的，是在网络变化时以触发的方式进行更新的，但但OSPFOSPF也定期（也定期（3030分钟）更新整个链路状分钟）更新整个链路状态。态。OSPFOSPF检测到网络发生变化时，产生链检测到网络发生变化时，产生链路状态通告路状态通告LSALSA，LSALSA用组播的方式扩散到用组播的方式扩散到所有的近邻路由器，邻近路由器收到所有的近邻路由器，邻近路由器收到LSALSA后，用它来更新自己的链路状态数据库，后，用它来更新自己的链路状态数据库，同时来把同时来把LSALSA扩散到别的路由器。这样扩散到别的路由器。这样LSALSA被所有路由器接受，并且用来更新链路状被所有路由器接受，并且用来更新链路状态数据库。态数据库。 76.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述OSPFOSPF中有三个表：近邻表、拓扑结构表、中有三个表：近邻表、拓扑结构表、路由表。路由表。近邻表也叫近邻数据库，用来存放近邻的近邻表也叫近邻数据库，用来存放近邻的信息，近邻是指在同一条链路上共享路由信息，近邻是指在同一条链路上共享路由信息的路由器，近邻要属于相同的物理网信息的路由器，近邻要属于相同的物理网段，段，OSPFOSPF通过发送和接收一种简单的通过发送和接收一种简单的HelloHello协议包发现近邻，并不是所有在同协议包发现近邻，并不是所有在同一物理网络上的路由器就是近邻。一物理网络上的路由器就是近邻。86.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述拓扑结构表也就是链路状态数据库，它存放拓扑结构表也就是链路状态数据库，它存放整个网络的路由器的信息以及它们是如何连整个网络的路由器的信息以及它们是如何连接到网络上的，链路状态数据库是路由器通接到网络上的，链路状态数据库是路由器通过收集过收集LSALSA建立起来的。建立起来的。路由表是路由器最终用来转发数据包的表，路由表是路由器最终用来转发数据包的表，是是OSPFOSPF算法运算得出的。算法运算得出的。由于要维护这几个表，由于要维护这几个表，OSPFOSPF需要较多的内存，需要较多的内存，同时同时OSPFOSPF算法复杂，会占用较多的算法复杂，会占用较多的CPUCPU资源。资源。但是但是OSPFOSPF中的每个路由器有整个网络的拓扑中的每个路由器有整个网络的拓扑结构，并且独立运行结构，并且独立运行OSPFOSPF算法，路由的选择算法，路由的选择较为高效并且是无环路的。较为高效并且是无环路的。 96.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述整个网络可看成由多个自治系统整个网络可看成由多个自治系统ASAS（Autonomous SystemAutonomous System）组成，通过收集）组成，通过收集和传递自治系统链路状态来动态地发现并传和传递自治系统链路状态来动态地发现并传播路由达到自治系统的信息同步。每个自治播路由达到自治系统的信息同步。每个自治系统又可划分为不同的区域（系统又可划分为不同的区域（AreaArea）。如果）。如果一个路由器端口被分配到多个区域内中，这一个路由器端口被分配到多个区域内中，这个路由器就被称为区域边界路由器个路由器就被称为区域边界路由器ABRABR（Area Border RouterArea Border Router），它是指那些），它是指那些处在区域边缘的连接多个区域的路由器。通处在区域边缘的连接多个区域的路由器。通过过ABRABR可学习到其它区域的路由信息。可学习到其它区域的路由信息。106.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述所有区域边界路由器和位于它们之间的路由所有区域边界路由器和位于它们之间的路由器构成骨干区域（器构成骨干区域（Backbone AreaBackbone Area），该区），该区域以域以0.0.0.0 0.0.0.0 标识。由于所有区域都必须在标识。由于所有区域都必须在逻辑上与骨干区域保持连接，特别引入了虚逻辑上与骨干区域保持连接，特别引入了虚连接的概念，使那些物理上分割的区域仍可连接的概念，使那些物理上分割的区域仍可保持逻辑上的连通性。连接自治系统的路由保持逻辑上的连通性。连接自治系统的路由器称为自治系统边界路由器器称为自治系统边界路由器ASBRASBR（Autonomous System Broder Autonomous System Broder RouterRouter），通过），通过ASBRASBR学习该学习该OSPFOSPF自治系统之自治系统之外的路由信息（如静态路由、外的路由信息（如静态路由、RIPRIP路由、路由、BGPBGP路由等）。路由等）。 116.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述为使处于广播网和为使处于广播网和NBMANBMA（非广播型多路访问）（非广播型多路访问）网的每台路由器能将本地路由信息（如可用网的每台路由器能将本地路由信息（如可用接口信息、可达邻居信息等）广播到整个自接口信息、可达邻居信息等）广播到整个自治系统中，需要建立多个邻接关系。那么会治系统中，需要建立多个邻接关系。那么会导致每台路由器的路由变化都会多次传递，导致每台路由器的路由变化都会多次传递，这是没有必要的，且浪费了带宽资源。为解这是没有必要的，且浪费了带宽资源。为解决这一问题，决这一问题，OSPFOSPF定义了定义了“指定路由器指定路由器DR”DR”（Designated RouterDesignated Router），所有路由器都），所有路由器都只将路由信息发送给只将路由信息发送给DRDR，由，由DRDR将该网络的链将该网络的链路状态广播出去，这样就可大大减少多址访路状态广播出去，这样就可大大减少多址访问网络上各路由器之间邻居关系的数量。问网络上各路由器之间邻居关系的数量。126.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述13错误的区域划分错误的区域划分OSPF协协议议概概述述RTARTBRTCRTDArea0Area1Area2RTARTBRTCRTDArea0Area1Area0146.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述划分区域的基本原则划分区域的基本原则按照自然的地区或者行政单位划分按照自然的地区或者行政单位划分按照网络中的高端路由器来划分按照网络中的高端路由器来划分按照按照IPIP地址的规律地址的规律一些制约条件一些制约条件区域的规模区域的规模与骨干区域连通与骨干区域连通ABRABR的处理能力的处理能力156.1.1 OSPF协议概述协议概述OSPF协协议议概概述述OSPFOSPF路由器的运行分为以下路由器的运行分为以下5 5个步骤：个步骤：1.1.建立路由器邻接关系。建立路由器邻接关系。2.2.选举一个选举一个DRDR和和BDRBDR。3.3.发现路由。发现路由。4.4.选择适当的路由。选择适当的路由。5.5.维护路由选择信息。维护路由选择信息。166.1.2 5种类型的种类型的OSPF数据包数据包1 1HelloHello数据包数据包HelloHello数据包是编号为数据包是编号为1 1的的OSPFOSPF数据包。数据包。运行运行OSPFOSPF协议的路由器每隔一定的时间发协议的路由器每隔一定的时间发送一次送一次HelloHello数据包，用以发现、保持邻居数据包，用以发现、保持邻居（NeighborsNeighbors）关系并可以选举）关系并可以选举DR/BDRDR/BDR。OSPF包包类类型型172链路状态数据库描述数据包链路状态数据库描述数据包链路状态数据库描述数据包（链路状态数据库描述数据包（DataBase DataBase DescriptionDescription，DBDDBD）是编号为）是编号为2 2的的OSPFOSPF数据包。数据包。该数据包在链路状态数据库交换期间产生。它的主该数据包在链路状态数据库交换期间产生。它的主要作用有三个：要作用有三个：选举交换链路状态数据库过程中的主选举交换链路状态数据库过程中的主/ /从关系。从关系。确定交换链路状态数据库过程中的初始序列号。确定交换链路状态数据库过程中的初始序列号。交换所有的交换所有的LSALSA数据包头部。数据包头部。OSPF包包类类型型183链路状态请求数据包链路状态请求数据包链路状态请求数据包（链路状态请求数据包（LSA-REQLSA-REQ）是编号为）是编号为3 3的的OSPFOSPF数据包。数据包。该数据包用于请求在该数据包用于请求在DBDDBD交换过程发现的本路交换过程发现的本路由器中没有的或已过时的由器中没有的或已过时的LSALSA包细节。包细节。OSPF包包类类型型194链路状态更新数据包链路状态更新数据包链路状态更新数据包（链路状态更新数据包（LSA-UpdateLSA-Update）是编号）是编号为为4 4的的OSPFOSPF数据包。数据包。该数据包用于将多个该数据包用于将多个LSALSA泛洪，也用于对接收泛洪，也用于对接收到的链路状态更新进行应答。如果一个泛洪到的链路状态更新进行应答。如果一个泛洪LSALSA没有被确认，它将每隔一段时间（缺省是没有被确认，它将每隔一段时间（缺省是5 5秒）重传一次。秒）重传一次。OSPF包包类类型型205链路状态确认数据包链路状态确认数据包链路状态确认数据包（链路状态确认数据包（LSA-LSA-AcknowledgementAcknowledgement）是编号为）是编号为5 5的的OSPFOSPF数据包。数据包。该数据包用于对接收到的该数据包用于对接收到的LSALSA进行确认。该数进行确认。该数据包会以组播的形式发送。如果发送确认的据包会以组播的形式发送。如果发送确认的路由器的状态是路由器的状态是DRDR或者或者BDRBDR，确认数据包将被，确认数据包将被发送到发送到OSPFOSPF路由器组播地址：路由器组播地址：224.0.0.5224.0.0.5。如。如果发送确认的路由器的状态不是果发送确认的路由器的状态不是DRDR或者或者BDRBDR，确认将被发送到确认将被发送到OSPFOSPF路由器组播地址：路由器组播地址：224.0.0.6224.0.0.6。OSPF包包类类型型216.3 OSPF网络介质分类网络介质分类RFCRFC将网络介质类型分为：将网络介质类型分为：NBMANBMA和点到多点类和点到多点类型。型。CiscoCisco额外定义了三种网络介质：点到点、广额外定义了三种网络介质：点到点、广播和点到多点非广播。播和点到多点非广播。O OS SP PF F网网络络分分类类226.3.1 点到点（点到点（Point to Point，PTP）在点到点类型的介质中，在点到点类型的介质中，OSPFOSPF数据包以多播数据包以多播地址发送地址发送不选举不选举DRDR、BDRBDROSPFOSPF路由器之间的路由器之间的hellohello数据包每数据包每1010秒钟发送秒钟发送一次，邻居的死亡间隔时间为一次，邻居的死亡间隔时间为4040秒秒点到点链路点到点链路O OS SP PF F网网络络分分类类236.3.2 广播网络（广播网络（Broadcast）需要选举需要选举DR/BDRDR/BDR。OSPFOSPF路由器之间的路由器之间的hellohello数据包每数据包每1010秒钟发送秒钟发送一次，邻居的死亡间隔时间为一次，邻居的死亡间隔时间为4040秒。秒。 广播网络广播网络O OS SP PF F网网络络分分类类246.3.3 非广播多路访问（非广播多路访问（NBMA）非广播多路访问（非广播多路访问（Non-Broadcast Multi-Non-Broadcast Multi-AccessAccess，NBMANBMA）类型的介质包括运行帧中继、）类型的介质包括运行帧中继、X.25X.25、ATMATM等协议的网络。等协议的网络。对于对于NBMANBMA网络，需要手工指定网络，需要手工指定DR/BDRDR/BDR。之后，。之后，其运行模式将同广播网络一样。其运行模式将同广播网络一样。OSPFOSPF路由器之间的路由器之间的hellohello数据包每数据包每3030秒钟发送秒钟发送一次，邻居的死亡间隔时间为一次，邻居的死亡间隔时间为120120秒。秒。O OS SP PF F网网络络分分类类25非广播多路访问（非广播多路访问（NBMANBMA） O OS SP PF F网网络络分分类类266.3.4 点到多点（点到多点（PTMP）点到多点（点到多点（Point to Multi-PointPoint to Multi-Point，PTMPPTMP）类型的介质包括运行帧中继、类型的介质包括运行帧中继、X.25X.25、ATMATM等协等协议的网络。议的网络。在点到多点介质中，不选举在点到多点介质中，不选举DR/BDRDR/BDR。OSPFOSPF路由器之间的路由器之间的hellohello数据包每数据包每3030秒钟发送秒钟发送一次，邻居的死亡间隔时间为一次，邻居的死亡间隔时间为120120秒。秒。O OS SP PF F网网络络分分类类27点到多点点到多点O OS SP PF F网网络络分分类类286.3.5 点到多点点到多点非广播非广播（P2MP-NonBroadcast）不选举不选举DR/BDRDR/BDR。需要使用命令需要使用命令neighborneighbor手工指定近邻。手工指定近邻。OSPFOSPF路由器之间的路由器之间的hellohello数据包每数据包每3030秒钟发送秒钟发送一次，邻居的死亡间隔时间为一次，邻居的死亡间隔时间为120120秒。秒。O OS SP PF F网网络络分分类类29OSPF区域区域多区域多区域OSPFOSPFO OS SP PF F网网络络分分类类30多区域多区域OSPFOSPF中路由器的名称及用途中路由器的名称及用途区域内路由器（区域内路由器（Inter Area Router Inter Area Router ，IARIAR）：）：该路由器负责维护本区域内部路由器之间的链该路由器负责维护本区域内部路由器之间的链路状态数据库。路状态数据库。骨干（主干）路由器：可以是区域内路由器，骨干（主干）路由器：可以是区域内路由器，也可以是区域边界路由器。也可以是区域边界路由器。区域边界路由器（区域边界路由器（Area Border RouterArea Border Router，ABRABR）：该路由器拥有所连接的区域的所有链路状态数该路由器拥有所连接的区域的所有链路状态数据库并负责在区域之间发送据库并负责在区域之间发送LSALSA更新消息。更新消息。自治系统边界路由器（自治系统边界路由器（A Autonomousutonomous System System Border RouterBorder Router，ASBRASBR）。该路由器处于自治系）。该路由器处于自治系统边界，负责和自治系统外部交换路由信息。统边界，负责和自治系统外部交换路由信息。O OS SP PF F网网络络分分类类31启动启动OSPF协议的基本配置协议的基本配置配置路由器的配置路由器的Router IDRouter IDQuidway router id A.B.C.DQuidway router id A.B.C.D启动启动OSPFOSPF协议协议Quidway ospf enableQuidway ospf enable配置配置OSPFOSPF区域区域Quidway-Serial0 ospf enable area Quidway-Serial0 ospf enable area area_idarea_idOSPF配配置置 32显示显示OSPF的运行状态的运行状态显示显示OSPFOSPF主要信息主要信息 ：display ospfdisplay ospf显示显示OSPFOSPF错误信息错误信息 ：display ospf errordisplay ospf error显示显示OSPFOSPF接口信息接口信息 display ospf interfacedisplay ospf interface显示显示OSPFOSPF路由表信息：路由表信息：display ospf routing display ospf routing OSPF配配置置 33 OSPF配配置置实实例例 OSPF配置实例配置实例34路由器路由器A基础配置基础配置SystemSystemInterface eth0Interface eth0Ip address 10.1.1.1 255.255.255.0Ip address 10.1.1.1 255.255.255.0Undo shutdownUndo shutdownQuitQuitInterface s0Interface s0Ip address 20.1.1.2 255.255.255.0Ip address 20.1.1.2 255.255.255.0Clock rate 64000Clock rate 64000Undo shutdownUndo shutdownQuitQuitOSPF配配置置实实例例 35路由器路由器B基础配置基础配置SystemSystemInterface eth0Interface eth0Ip address 30.1.1.1 255.255.255.0Ip address 30.1.1.1 255.255.255.0Undo shutdownUndo shutdownQuitQuitInterface s0Interface s0Ip address 20.1.1.1 255.255.255.0Ip address 20.1.1.1 255.255.255.0Clock DTEClock DTEUndo shutdownUndo shutdownQuitQuitOSPF配配置置实实例例 36路由器路由器A的路由配置的路由配置Routerrouter id 10.1.1.1Routerrouter id 10.1.1.1（配置（配置router idrouter id）Routerinterface Ethernet0Routerinterface Ethernet0（进入以太（进入以太0 0口）口）Router-Ethernet0ip address 10.1.1.1 255.255.255.0Router-Ethernet0ip address 10.1.1.1 255.255.255.0（配置内网（配置内网IPIP地址）地址）Router-Ethernet0 Router-Ethernet0 ospf enable area 0.0.0.0ospf enable area 0.0.0.0（接口加载（接口加载ospfospf协议，属于协议，属于0 0区域区域）Routerinterface Serial0Routerinterface Serial0（进入串口（进入串口0 0口）口）Router-Serial0link-protocol pppRouter-Serial0link-protocol ppp（封装（封装pppppp协议）协议）Router-Serial0ip address 20.1.1.2 255.255.255.252Router-Serial0ip address 20.1.1.2 255.255.255.252（配置串口（配置串口IPIP地址）地址）Router-Serial0 Router-Serial0 ospf enable area 0.0.0.0ospf enable area 0.0.0.0（接口加载（接口加载ospfospf协议，属于协议，属于0 0区域）区域）Router-Serial0quit Router-Serial0quit Router Router ospf enableospf enable（启动（启动ospfospf路由协议）路由协议）OSPF配配置置实实例例 37路由器路由器B的路由配置的路由配置Routerrouter id 30.1.1.1Routerrouter id 30.1.1.1（配置（配置router idrouter id）!Routerinterface Ethernet0Routerinterface Ethernet0（进入以太（进入以太0 0口）口）Router-Ethernet0ip address 30.1.1.1 255.255.255.0Router-Ethernet0ip address 30.1.1.1 255.255.255.0（配置内网（配置内网IPIP地址）地址）Router-Ethernet0Router-Ethernet0 ospf enable area 0.0.0.0 ospf enable area 0.0.0.0（接口使能（接口使能osposp接口加载接口加载ospfospf协议协议f f，属于，属于0 0域）域）Routerinterface Serial0Routerinterface Serial0（进入串口（进入串口0 0口）口）Router-Serial0link-protocol Router-Serial0link-protocol （pppppp封装封装pppppp协议）协议）Router-Serial0ip address 20.1.1.1 255.255.255.252Router-Serial0ip address 20.1.1.1 255.255.255.252（配置串口（配置串口IPIP地址）地址）Router-Serial0Router-Serial0 ospf enable area 0.0.0.0 ospf enable area 0.0.0.0（接口加载（接口加载ospfospf协议，属于协议，属于0 0域）域）Router-Serial0quit Router-Serial0quit RouterRouter ospf enable ospf enable（启动（启动ospfospf路由协议）路由协议）OSPF配配置置实实例例 38本本 课课 总总 结结OSPF包类型包类型 OSPF网络分类网络分类 在华为路由在华为路由在华为路由在华为路由器上配置动器上配置动器上配置动器上配置动态路由态路由态路由态路由OSPFOSPFOSPFOSPF协议协议协议协议OSPF协议概述协议概述 OSPF配置配置 39谢谢谢谢大大家家！在在华华为为路路由由器器上上配配置置动动态态路路由由OSPF协协议议40