链路状态路由协议 OSPF (一)

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前言

本章将会学习链路状态路由协议OSPF，理解OSPF的基本概念，工作原理，掌握OSPF配置基本命令

本章重点： OSPF的基本概念 OSPF配置

一.OSPF的基本概念

1.什么是OSPF

开放式最短路径优先协议（Open Shortest Path First，OSPF)是基于开放标准的链路状态路由选择协议，它完成各路由选择协议算法的两大主要功能：①路径选择 ②路径交换。Internet工程任务协会(IETF)于1988年开发了OSPF，其最新的版本是OSPF版本2，在RFC 2328中进行了描述。

2.OSPF路由协议概述

OSPF是目前最广泛使用的一种动态路由协议，它属于链路状态路由协议，具有路由变化收敛速度快，无路由环路，支持变长子网掩码（VLSM）和汇总，层次区域划分等优先点。在网络中使用OSPF协议后，大部分路由将由OSPF协议自行计算和生成，无需网络管理员人工配置，当网络拓扑发生变化时，协议可以自动计算，更正路由，极大地方便了网络管理。但如果使用时不结合具体网络应用环境，不做好细致的规划，OSPF协议的使用效果会大打折扣，甚至引发故障。

(1)内部网关协议和外部网关协议

1. 自治系统（AS）：可以自主决定 使用什么动态路由协议实现网络互通的一个网络范围 一般相当于一个公司 一般一个自制系内内部只有一种动态路由协议
2. 内部网关协议（IGP）:用于在单一AS内决策路由。内部网关路由协议包括RIP,OSPF等
3. 外部网关协议（EGP）：用于在多个AS之间执行路由。例如BGP就是外部网关路由协议
4. IGP是用来解决AS内部通信的，而EGP是用来解决AS之间通信的。

（2） 运行链路状态路由协议

运行链路状态路由协议的路由器就好像各自‘绘制’自己所了解的网络信息，然后通过与邻居路由器建立领接关系，相互交流链路信息。然后学习整个区域内的链路信息，‘绘制’出整个区域内的链路图。在一个区域内的所有路由器都保存着完全相同的链路状态数据库。

①

各自绘制

②

相互交流

③

绘制整个链路图

二.ospf 的工作过程简述

1. 建立领接关系 就是邻近的路由器之间相互打招呼 认识一下彼此
2. 路由器彼此之间传送自己的链路状态（相当于自己的地图）
3. 建立链路状态数据库 路由器收到临近的链路状态后 整合为完成的关于整个网络的链路状态图
4. 根据链路状态图 以自己路由器为参照算出到其他各个节点的最短路径形成以自己为中心的最短路径树
5. 根据最短路径树形成路由表

例子：

三.ospf 的区域概念

1.OSPF区域的作用

OSPF路由协议与RIP相比，前者适合更大型的网络环境，那么SPF是如何实现适应大型网络环境的要求呢？

1. 为了适应大型网络OSPF将AS分割成多个小区域。
2. OSPF的路由器只在区域内部学习完整的链路状态信息，而不必了解整个AS内部所有的链路状态。

2.区域ID

区域是通过一个32位的区域ID（Area ID）来标识的。

区域可以表示成一个十进制的数字，也可以表示成一个点分十进制的数字。在思科路由器中这两种表示方式都可以使用。

3.区域

区域（或者区域0.0.0.0）是为骨干区域保留的区域ID号。

骨干区域： area 0
在一个ospf 环境中必须有且只能有一个骨干区域
骨干区域 负责不同区域之间链路状态数据库的传递
骨干区域必须和所有其他非骨干区域相

四.ospf 配置命令

配置：
router ospf 1
router-id 路由器标识
network 直连网段地址 子网掩码反码 area 区域号

启动OSPF路由进程

Router(config)# router ospf process-id

指定OSPF协议运行的接口和所在的区域

Router(config-router)# network address inverse-mask area area-id

修改接口的优先级

Router(config-if)#ip ospf priority priority

修改接口的Cost值

Router(config-if)#ip ospf cost cost

查看路由表

Router#show ip route

查看邻居列表及其状态

Router#show ip ospf neighbor

查看OSPF的配置

Router#show ip ospf

查看OSPF接口的数据结构

Router#show ip ospf interface type number

五.本章小实验

实现全网通，使用OSPF协议。

（1）路由器1（R1）

配置接口

Router#config

Router(config)#int f0/0

Router(config-if)#ip add 10.0.0.1 255.255.255.252

Router(config-if)#no sh

Router(config-if)#int f0/1

Router(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0

Router(config-if)#no sh

配置OSPF

Router(config)#router ospf 1

Router(config-router)#router-id 1.1.1.1

Router(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0

Router(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0

(2) 路由器2 （R2）

配置接口

Router(config)#int f0/1

Router(config-if)#ip add 10.0.0.2 255.255.255.252

Router(config-if)#no sh

Router(config-if)#int f0/0

Router(config-if)#ip add 10.0.0.5 255.255.255.252

Router(config-if)#no sh

Router(config-if)#int f1/0

Router(config-if)#ip add 10.0.0.9 255.255.255.252

Router(config-if)#no sh

配置OSPF

Router(config)#router ospf 1

Router(config-router)#router-id 2.2.2.2

Router(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0

Router(config-router)#network 10.0.0.4 0.0.0.3 area 0

Router(config-router)#network 10.0.0.8 0.0.0.3 area 0

(3) 路由3（R3）

配置接口

Router(config)#int f0/0

Router(config-if)#ip add 10.0.0.10 255.255.255.252

Router(config-if)#no sh

Router(config-if)#int f0/1

Router(config-if)#ip add 192.168.2.1 255.255.255.0

Router(config-if)#no sh

配置OSPF

Router(config)#router ospf 1

Router(config-router)#router-id 3.3.3.3

Router(config-router)#network 10.0.0.8 0.0.0.3 area 0

Router(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0

(4) 路由4（R4）

配置接口

Router(config)#int f0/0

Router(config-if)#ip add 10.0.0.6 255.255.255.252

Router(config-if)#no sh

Router(config-if)#int f0/1

Router(config-if)#ip add 192.168.3.1 255.255.255.0

Router(config-if)#no sh

配置OSPF

Router(config)#router ospf 1

Router(config-router)#router-id 4.4.4.4

Router(config-router)#network 10.0.0.4 0.0.0.3 area 0

Router(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0

（5）配置主机

   IP                   子网掩码           网关

pc0 192.168.1.2 255.255.255.0 192.168.1.1

pc1 192.168.2.2 255.255.255.0 192.168.2.1

pc2 192.168.3.2 255.255.255.0 192.168.3.1

配置完成后通过查看R1 R2 R3 R4 的路由表，并使用ping命令验证网络是否正常。

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