网络规划与设计ospf单区域和多区域

____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________网络规划与设计课程设计报告(OSPF)姓名：______成鹏___________学号：____201101050502_____班级：___网络工程11-1班___指导老师：____王妍凤_______完成日期：___2013-12-28_________________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________一、实验目的1.了解ospf运作原理，并掌握其配置方法。2.熟悉中小型网络的规划设计流程。二、实验要求1.根据网络需求实例，自行命题设计网络。2.主要采用ospf动态路由协议。3.分别设计ospf单区域和多区域。三、实验内容第一部分：单区域OSPF3.1网络需求及需求分析现有一家小型公司，公司主要由市场部、财务部、人事部、研发部构成，每个部门约有150人。现要为其实现公司内部的网络互联，并能够与外部通信。为保证网络高效稳定的运行，需要对网络实施高可用性方案，其中最重要的就是要提供足够的冗余以便在网络出现故障时的快速收敛。3.2网络详细设计对该公司的网络设计我采用了如下图所示的经典网络拓扑。在该拓扑中，将园区网分为核心层，分布层，接入层三个层次，其中核心层与分布层之间采用的是三层链路，而分布层与接入层之间的链路是二层的。之所以采用分层化模型，是因为其具有以下几点优势：提供了模块化的设计方案易于理解灵活性强____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________易于扩展提高了网络的可预测性降低了排错的难度在分层化模型的基础上，我又在核心层和分布层中提供了设备的冗余，在这里说明一下，为了使拓扑图看起来更加清晰简单，在此拓扑上我并没有对设备之间的连接使用双链路。下面，我将对该网络的各个功能做详细的分析说明，并附上主要的配置。单区域ospf拓扑图IP编址方案核心层1F0/1F0/2F0/5F0/1F0/3192.168.1.1/24192.168.2.1/24192.168.5.1/24192.168.1.2/24192.168.3.2/24核心层2____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________F0/4F0/2F0/3F0/6F0/4F0/5F0/6192.168.4.2/24192.168.2.3/24192.168.3.3/24192.168.6.3/24192.168.4.4/24192.168.5.4/24192.168.6.4/24分布层1分布层2市场部财务部人事部研发部Vlan10192.168.10.10/24Vlan20192.168.20.10/24Vlan30192.168.30.10/24Vlan40192.168.40.10/24该编址方案为每一个子网分配了一个网段，每个网段的块大小为254，这样做不仅为各部门提供了足够大冗余ip，而且使网络编址看起来简单易懂，方便后期的管理。在编址完成之后，我首先在核心层与分布层之间建立起了连接。由于3560交换机接口默认是二层接口，所以要使用noswichport命令将其改为三层接口，并在全局配置模式下用iprouting命令打开路由功能。下面为核心层1交换机的配置示例：Switch>enaSwitch#conftEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Switch(config)#hoshexin1hexin1(config)#linecon0hexin1(config-line)#noehexin1(config-line)#loggshexin1(config-line)#intrangef0/1-6hexin1(config-if-range)#noswhexin1(config-if-range)#intf0/1hexin1(config-if)#ipadd192.168.1.1255.255.255.0____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________hexin1(config-if)#intf0/2hexin1(config-if)#ipadd192.168.2.1255.255.255.0hexin1(config-if)#intf0/5hexin1(config-if)#ipadd192.168.5.1255.255.255.0hexin1(config-if)#iproutinghexin1(config)#routeros1hexin1(config-router)#net192.168.1.10.0.0.0a0hexin1(config-router)#net192.168.2.10.0.0.0a0hexin1(config-router)#net192.168.5.10.0.0.0a0之后，将进行分布层与接入层交换机的配置，为了减少vlan配置的工作量以及减少错误发生的概率，我使用了vtp。其中分布层1交换机作为server端，其余交换机作为client端。以下为主要配置示例：fenbu1(config)#vtpdomaincpChangingVTPdomainnamefromNULLtocpfenbu1(config)#vtpmosDevicemodealreadyVTPSERVER.fenbu2(config)#vtpdomaincpChangingVTPdomainnamefromctocpfenbu2(config)#vtpmocSettingdevicetoVTPCLIENTmode.在进行vlan同步的过程中要注意几个问题，包括域名的一致，如果配置了密码还要检查密码的一致，以及交换机之间的链路要封装成trunk模式，以下是trunk模式的配置示例：fenbu1(config)#intrangef0/7-9fenbu1(config-if-range)#swtrendo____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________fenbu1(config-if-range)#swmotrVtp配置完成后，要在server端配置vlan：fenbu1(config)#vlan10fenbu1(config-vlan)#nameshichangbufenbu1(config-vlan)#vlan20fenbu1(config-vlan)#namecaiwubufenbu1(config-vlan)#vlan30fenbu1(config-vlan)#namerenshibufenbu1(config-vlan)#vlan40fenbu1(config-vlan)#nameyanfabufenbu1(config-vlan)#exit为了加快生成树的收敛速度，以及在交换机上实现负载均衡，我采用了PVRST+。其中分布层1交换机成为vlan10,vlan30的根桥，分布层2交换机成为vlan20，vlan30的根桥。以下是分布层1交换机上的配置示例：fenbu1(config)#spanmorapid-pvstfenbu1(config)#spanning-treevlan10,30rootprimary在接入层上，需要为主机划分vlan，注意要将与主机相连的接口模式设成access，以下为接入层1交换机上的配置示例：jieru1(config)#intf0/1jieru1(config-if)#swmoacjieru1(config-if)#swacvlan10jieru1(config-if)#intf0/6jieru1(config-if)#swmoacjieru1(config-if)#swacvlan20____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________要实现vlan间的通信，我在分布层交换机上设置了SVI接口，此外还需要采用路由协段之间互联，在此采用的是ospf协议，由于在之前已经有了相似的配置，在这议使各个网里便不再给出：fenbu1(config)#intvlan10fenbu1(config-if)#ipadd192.168.10.3255.255.255.0fenbu1(config-if)#nosh最后，为了进一步增强该网络的稳定性，我使用了HSRP协议，对主机的网关也提供了备份。在HSRP的配置中，要注意HSRP的活跃路由器与相应vlan的根网桥相同，以便防止次优路径的产生。以下为分布层1交换机上的配置示例：fenbu1(config-if)#standby10ip192.168.10.1fenbu1(config-if)#standby10pri110fenbu1(config-if)#sta10pre至此，整个园区网的配置已经完成，可以保证全网的互联互通，但由于CiscoPacketTracer软件功能的限制，导致该网络设计中的部分功能不能够很好的实现，所以这里不能给出具体测试结果。在此只给出核心层交换机的路由表，以此证明ospf配置成功：____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________除该网络设计中实现的功能之外，还可以在该园区网中实施ACL、PBR、SNMP、SLA等来改善网络功能，但由于课程设计侧重于OSPF的实施，所以在这里便不再实现过多的功能。第二部分：多区域OSPF3.3OSPF区域结构概念在小型网络中，路由器链路构成的结构并不复杂，很容易确定前往各个目的地的路径。然而，在大型网络中，路由器链路组成的结构极其复杂，前往每个目的地的潜在路径为数众多。因此对所有可能路由器进行比较的SPF算法非常复杂，需要很长的时间，这可能导致很多问题：SPF算法的频繁计算路由表庞大LSDB庞大OSPF通常将网络划分成区域，以减少SPF算法的计算量。区域内的路由器数量以及在区域内扩散的LSA数量较少，这意味着区域内的LSDB较小。其结果是，SPF算法的计算____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________量更小，需要的时间更短。在这种情况下，仍可进行区域间路由选择，但很多内部路由操作（如SPF计算）是在各个区域内进行的。例如，如果区域1存储链路时好时坏的问题，不会导致其他区域内的路由器不断运行SPF算法，因为它们不受区域1内这种问题的影响。在使用了正确的IP编址层次结构和OSPF配置的情况下，使用多个OSPF区域具有下述重要优点：SPF的计算频率更低路由表更小降低了LSU开销OSPF使用包含两层的层次区域结构：骨干区域常规区域OSPF采用严格的两层区域结构。网络的底层物理连接必须与两层区域结构匹配，即所有非骨干区域都直接与area0相连。3.4网络需求及需求分析多区域OSPF网络拓扑如下图所示，该拓扑的设计目标主要是要尽可能多的展示OSPF的各种功能，在实际应用中，并不太可能出现如此结构的拓扑。在该拓扑中，主要体现了OSPF虚链路的两种应用情况、OSPF网络运行模式、OSPF末节区域以及各种LSA。3.5网络详细设计____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________首先按照拓扑在各个接口配置完成IP地址，打开接口，检查各个直连链路能否PING通，若直连链路没有问题，继续OSPF的相关配置。由于OSPF区域必须构成层次结构，这意味着所有区域都必须直接与area0相连，且area0必须是连续的。但在实际应用中，一个公司可能由于收购了另一个公司而导致area0不连续，也可能由于网络部分故障导致一些常规暂时无法与area0直连。通过使用虚链路，可以将不连续的area0连接起来，还可以将区域通过中转区域连接到area0。但虚链路只是一种临时的解决方案，应尽快过渡到稳定的网络。以下是两种虚链路应用的配置实例，在此要注意配置中的IP地址要是对端要建立虚链路连接的路由器的router-id。将不连续的area0连接起来：R1(config-router)#area1virtual-link10.1.37.3R3(config-router)#area1virtual-link10.1.18.1将常规区域与area0直连：R2(config-router)#area2virtual-link10.1.28.8R8(config-router)#area2virtual-link10.1.245.2____________________________网络规划与设计课程设计——山东科技大学_________________________在OSPF中，还提出了网络运行模式的概念，以适应不同的底层物理拓扑结构，简化配置流程，并减少网络中的LSU流量。以下是配置示例：R2(config-router)#intf0/0R2(config-if)#ipospfnetwork[point-to-multipoint|broadcast|non-broadcast|....]在该拓扑中，路由器2,4,5之间采用的是以太网广播多路访问的方式，在多路访问的OSPF网络中，需要进行DR和BDR的选举。以下是用show命令输出的配置结果：在area3中，我将其配置成了绝对末节nssa区域。NSSA让区域具备末节区域的特征——ABR将一条默认路由通告到区域中，同时允许区域内包含ASBR。完全末节区域同时阻止了3类LSA通告到NSSA中。在ASBR上，将路由重分发到NSSA中时，将创建一种特殊的LSA——7类LSA，这种LSA只能出现在NSSA中，是它有NSSAASBR生成的，而NSSAABR将其转换为5类LSA并在OSPF域中传播。以下是配置示例：R2(config-router)#area3nssano-summaryR6