路由交换技术电子教案-ch08-搭建中型企业网络（三）

教案序号18周次授课形式讲练结合授课章节名称项目8搭建中型企业网络（二）教学目的1.掌握OSPF区域的划分方法2.掌握OSPF的配置教学重点1.掌握OSPF协议多区域数据配置。教学难点1.掌握使用OSPF的三张表进行排错的方法。使用教具计算机、ppt、eNSP、触摸白板课外作业复习本节，预习下节课后体会同学们对本堂课的掌握情况良好授课主要内容本项目知识图谱7.11OSPF基本配置1.创建并运行OSPF进程[Huawei]ospf[process-id|router-idrouter-id]OSPF进程通过唯一的进程ID（process-id）进行识别，默认情况下，该ID被设置为1。OSPF具备多进程能力，允许在同一设备上并行运行多个独立的OSPF进程，这些进程之间不会相互干扰。此外，设备ID（router-id）可以通过手动配置来指定。若未进行手动设置，系统会自动从当前活动接口的IP地址中选择一个作为设备的ID，这样的设计确保了OSPF配置的灵活性和独立性。2.创建并进入OSPF区域[Huawei-ospf-1]areaarea-idarea命令被用于在OSPF配置中创建新的区域，并能引导用户进入该区域的配置界面。area-id作为区域标识符，可以接受两种格式：十进制整数或点分十进制。其中，十进制整数的范围广泛，从0至4294967295。这提供灵活的OSPF区域配置选项。3.指定运行OSPF的接口[Huawei-ospf-1-area-0.0.0.0]networknetwork-addresswildcard-masknetwork命令用于配置运行OSPF协议的接口及其所属区域。其中，network-address代表接口所在的网络地址，而wildcard-mask是一个特殊的掩码，通过将IP地址的标准掩码进行位反转（0变为1，1变为0）来生成。4.配置OSPF接口开销[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospfcostcostospfcost命令用于设定接口在OSPF协议下的开销值。默认情况下，OSPF会根据接口的带宽自动计算出一个开销值，这个值介于1到65535之间。5.设置OSPF带宽参考值[Huawei-ospf-1]bandwidth-referencevaluebandwidth-reference命令允许用户设定一个带宽参考值，该值用于通过特定公式计算接口的开销。这个参考值的范围是从1到2147483648，单位为Mbit/s，并且默认设置为100Mbit/s。6.设置接口在选举DR时的优先级[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ospfdr-prioritypriorityospfdr-priority命令用于配置接口在OSPF指定路由器（DR）选举过程中的优先级。该命令接受的priority值范围从0到255，数值越大意味着优先级越高。【项目实施】任务7.1公司内网运行OSPF协议1．任务描述S3和S4为公司内网核心交换机，负责内网数据的高速转发，R1和R2作为双出口网关负责连接运营商，双出口形成设备冗余，增加网络的可靠性。将内网路由10.1.1.0/24、20.1.1.0/24、30.1.1.0/24加入OSPF进程中，并将VLANIF10、VLANIF20、VLANIF30设为静默接口所示。各设备接口IP地址如表8-1所示。表8-1总部与分支设备IP地址分配表设备接口IP地址R1G0/0/0101.1.1.2/24G0/0/110.1.12.1/24R2G0/0/0102.1.1.2/24G0/0/110.1.12.2/24S3VLANIF1010.1.1.100/24VLANIF2020.1.1.100/24VLANIF3030.1.1.100/24VLANIF100100.1.1.100/24VLANIF101101.1.1.254/24S4VLANIF1010.1.1.200/24VLANIF2020.1.1.200/24VLANIF3030.1.1.200/24VLANIF100100.1.1.2/24VLANIF102102.1.1.254/24PC1E0/0/110.1.1.1/24，网关：10.1.1.254PC2E0/0/120.1.1.2/24，网关：20.1.1.254PC3E0/0/130.1.1.3/24，网关：30.1.1.254PC4E0/0/110.1.1.4/24，网关：10.1.1.254PC5E0/0/120.1.1.5/24，网关：20.1.1.254PC6E0/0/130.1.1.6/24，网关：30.1.1.2542．实施步骤注意本项目是基于上一个项目的项目实施上的，但需要将RIP协议删除掉。[R1]undorip1Warning:TheRIPprocesswillbedeleted.Continue?[Y/N]yR1上的OSPF配置。[R1]ospf1router-id1.1.1.1#R1的OSPF进程1，routerid为1.1.1.1[R1-ospf-1]area0#进入area0[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.12.00.0.0.255[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network101.1.1.00.0.0.255R2上的OSPF配置。[R2]ospf1router-id2.2.2.2#R2的OSPF进程1，routerid为2.2.2.2[R2-ospf-1]area0#进入area0[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.12.00.0.0.255[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network102.1.1.00.0.0.255（5）S3、S4的OSPF配置。在S3上将各自连接的网段宣告进OSPF进程中。[S3]ospf1router-id3.3.3.3[S3-ospf-1]area0[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network101.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network100.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network20.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]network30.1.1.00.0.0.255在S4上将各自连接的网段宣告进OSPF进程中。[S4]ospf1router-id4.4.4.4[S4-ospf-1]area0[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]network102.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]network100.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]network10.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]network20.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]network30.1.1.00.0.0.2553．测试分析（1）OSPF邻居表通过以上配置，各路由设备之间应都能建立起邻接关系，通过displayospfpeer可以查看S3的OSPF邻居表。通过表格可以看出S3的OSPF邻居有4.4.4.4和1.1.1.1，AreaId表示区域号，Interface表示通过自身的哪个接口与对端建立邻居关系，Neighborid表示邻居的Routerid，State表示与邻居的OSPF状态处于哪个阶段，这里的Full表示处于邻接状态。（2）OSPF链路状态数据库表在OSPF中，每台路由器都会建立并维护自己的LSDB。当路由器通过交互OSPF协议报文（如Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报文）与邻居路由器建立邻接关系后，它们会相互交换链路状态信息。这些信息以LSA的形式存在，并被存储在LSDB中。OSPF链路状态数据库表（以下简称LSDB表）按区域号进行展示，LSDB表中的每一行就是一条LSA。Type、LinkStateID和AdvRouter构成了一条LSA的三要素，唯一标识一条LSA。Type表示本LSA的类型，比如Router表示1类LSA，Network表示2类LSA，Sum-Net表示3类LSA。LinkStateID表示链路状态ID，相当于LSA的名字，比如在1类LSA中，LinkStateID可以由路由器自身的RouterID充当，如在2类LSA中，LinkStateID可以由DR接口的IP地址充当。AdvRouter描述了产生该LSA的路由器的RouterID。Age字段，当LSA被始发时，该字段为0，随着LSA在网络中被泛洪，该时间逐渐累加，当到达MaxAge（缺省值为3600s）时，LSA不再用于路由计算。Len是一个包含LSA头部在内的LSA的总长度值。Sequence用于判断LSA的新旧或是否存在重复的实例。Metric表示这条链路的开销。R1的LSDB表如下。因为4台路由设备（S3、S4、R1和R2）都是在同一个区域（Area0），所以4台设备LSDB表保持一致。具体的信息描述如表8-2所示。表8-2displayospflsdbrouter命令输出信息描述表项目描述LsidLSA报头中的链路状态IDAdvrtr发布或产生LSA的路由器LsageLSA的老化时间OptionsLSA选项E：允许泛洪AS-External-LSA。MC：转发IP组播报文。N/P：处理Type7LSA。DC：处理按需链路。seq#序列号，用于检查LSA顺序ChksumLSA校验和Linkcount链路数量*LinkID（RouterLSA）链路ID（按链路类型分类）链路类型是P2P时，LinkID表示邻居的RouterID。链路类型是TransNet时，LinkID表示DR的IP地址。链路类型是Stub时，LinkID表示IP地址。链路类型是VirtualLink时，LinkID表示邻居的RouterID。Data（RouterLSA）链路数据链路类型是P2P、TransNet、VirtualLink时，Data表示IP地址。链路类型是Stub时，Data表示IP地址的掩码。LinkType（RouterLSA）链路类型：P-2-P/TransNet/StubNet/VirtualMetric（RouterLSA）链路度量值Priorityospf收敛的优先级LSDB表中最后一个LSA（Type：Network，LinkStateID：100.1.1.2，AdvRouter：4.4.4.4）。这个LSA的Type为Network，表明是2类LSA，由DR产生，在产生的区域内泛洪。LinkStateID由DR接口的IP地址充当，AdvRouter表示DR的RouterID。使用displayospflsdbnetwork100.1.1.2命令来看这张LSDB表中最后一个LSA的详细信息。Netmask描述这个网络子网掩码。AttachedRouter描述与网络连接的路由器。（3）OSPF路由表华为的OSPF路由表是在华为路由器上运行OSPF协议时，根据OSPF算法计算得出的到达各个目的网络的最优路径的集合。这个路由表是基于OSPF的链路状态数据库（LSDB）计算得出的，包含了到达各个目的网络的目的地址、下一跳地址、开销以及其他相关信息。在华为设备上可以使用displayospfrouting命令来查看OSPF路由表的信息。通过建立成的邻接关系，各路由器都能学习到整个网络的拓扑信息，并形成OSPF链路状态数据库表；通过OSPF链路状态数据库表，结合Dijkstra算法，各台路由设备都能得出到全网其他节点的最短路径。现在测试网络中各个节点能否互相通信，PC1能够ping通PC3，读者可以自行尝试其他节点之间的通信情况。任务7.2配置OSPF多区域1．任务描述为了减少OSPF骨干区域Area0的负担，将10.1.1.0/24、20.1.1.0/24、30.1.1.0/24划分到非骨干区域Area1，Area0中只保留100.1.1.0/24、101.1.1.0/24、102.1.1.0/24和10.1.12.0/24这4个网段，以减小Area0中SPF树的规模，降低网络的复杂性，提高网络的可靠性和性能。2．实施步骤在S3和S4的OSPF进程1中，删除Area0中的4个网段，即10.1.1.0/24、20.1.1.0/24、30.1.1.0/24。创建非骨干区域Area1，将10.1.1.0/24、20.1.1.0/24、30.1.1.0/24划分到Area1中。（1）S3上的配置。[S3]ospf[S3-ospf-1]area0[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork10.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork20.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork30.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork40.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.0]quit[S3-ospf-1]area1[S3-ospf-1-area-0.0.0.1]network10.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.1]network20.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.1]network30.1.1.00.0.0.255[S3-ospf-1-area-0.0.0.1]network40.1.1.00.0.0.255（2）S4上的配置。[S4]ospf[S4-ospf-1]area0[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork10.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork20.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork30.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]undonetwork40.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.0]quit[S4-ospf-1]area1[S4-ospf-1-area-0.0.0.1]network10.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.1]network20.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.1]network30.1.1.00.0.0.255[S4-ospf-1-area-0.0.0.1]network40.1.1.00.0.0.2553．测试分析使用displayospflsdb命令查看S3的LSDB表，可以发现S3有两个区域，Area0和Area1，根据定义，S3为ABR，即区域边界路由器，将Area1中的路由转成3类LSA（Type为Sum-Net）在Area0中泛洪，同时将Area0中的路由转成3类LSA在Area1中泛洪。3类LSA的作用是将区域内的1、2类LSA计算出来的路由，变成3类LSA在其他区域泛洪，实现区域与区域之间的通信。S3的Area0中有4个网段，即100.1.1.0/24、101.1.1.0/24、102.1.1.0/24和10.1.12.0/24，这4个网段会转成3类LSA在Area1中泛洪。同时S4也会将自己在Area0中的同样的4个网段转成3类LSA在Area1中泛洪，所以可以看到这S3的Area1中这4个网段会成对的出现，通告者（AdvRouter）分别是3.3.3.3和4.4.4.4。S3的Area1中有3个网段，即10.1.1.0/24、20.1.1.0/24、30.1.1.0/24，这3个网段会转成3类LSA在Area0中泛洪。同时S4也会将自己在Area1中的同样的3个网段转成3类LSA在Area0中泛洪，所以可以看到S3的Area0中这3个网段会成对的出现，通告者分别是3.3.3.3和4.4.4.4。同时，S3和S4还会将VRRP中产生的3个虚拟网关转成3类LAS在Area0中泛洪，即10.1.1.254/24、20.1.1.254/24、30.1.1.254/24，通告者分别是3.3.3.3和4.4.4.4。3类LSA的Type为Sum-Net，由ABR产生，ABR特点有以下几点：（1）将直连区域的区域内路由转化为3类LSA在其他直连区域泛洪；（2）将Area0中的3类LSA转换成非骨干区域的3类LSA，AdvRouter改为自身的RouterID，Metric为自身到该路由的开销。在S3上使用displayospflsdbsummary1