如何配置公共网络OSPF核心区域

学习目标

·掌握单区域OSPF的配置

·理解链路状态路由协议的工作过程

·掌握实验环境区域验证的方法

任务引言

RIPv2在网络路由协议中起着举足轻重的作用，但它的路由汇总还存在一些问题，而OSPF是路由汇总较好的协议。

知识引入

OSPF是Open Shortest Path First(即开放最短路由优先协议)的缩写。它是IETF组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议。在IP网络上，它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路由，如图4－5－1所示。

图4－5－1　OSPF路由

每一台运行OSPF协议的路由器总是将本地网络的连接状态(如可用接口信息、可达邻居信息等)用LSA(链路状态广播)进行描述，并广播到整个自治系统中。这样，每台路由器都收到了自治系统中所有路由器生成的LSA，这些LSA的集合组成了LSDB(链路状态数据库)。由于每一条LSA是对一台路由器周边网络拓扑的描述，则整个LSDB就是对该自治系统网络拓扑的真实反映。

根据LSDB，各路由器运行SPF(最短路径优先)算法，构建一棵以自己为根的最短路径树，这棵树给出了到自治系统中各节点的路由。

OSPF可以根据自治系统的拓扑结构划分成不同的区域(AREA)，这样区域边界路由器(ABR)向其他区域发送路由信息时，以网段为单位生成摘要LSA。这样可以减少自治系统中的LSA的数量，以及路由计算的复杂度。

OSPF使用4类不同的路由，优先顺序为区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。

区域内和区域间路由描述的是自治系统内部的网络结构，而外部路由则描述了应该如何选择到自治系统以外目的地的路由。一般来说，第一类外部路由对应于OSPF从其他内部路由协议所引入的信息，这些路由的花费和OSPF自身路由的花费具有可比性；第二类外部路由对应于OSPF从外部路由协议所引入的信息，它们的花费远大于OSPF自身的路由花费，因而在计算时将只考虑外部的花费。

定义了不同的路由器类型，因此需要多种LSA。

Type1是Router LSA，所有的OSPF speaker都会产生该类LSA，只在区域内传播，包括路由器自身的拓扑信息和路由信息。

Type2是Network LSA，只在MA网络中出现的两类LSA由DR产生，包括与DR相连的所有网络的信息，只在区域内传播。

Type3是Network summary LSA，由ABR产生，告知区域内路由器区域外的路由条目。当有多个ABR时，使用cost来确定，这个cost是由区域内路由器将外部路由cost和内部cost简单相加所得(metric－Type 1)，而不是运行SPF算法，因此，可以说在区域内OSPF是一种链路状态协议，而在区域间是一种距离矢量协议。

Type4是ASBR summary，由ABR产生，用来广播ASBR的位置。用“show ip ospf database”命令可以看到Type4 LSA总是一个hostmask 255.255.255.255，并且Type4是数据库中唯一没有Area属性的LSA。

Type5是external summary，由ASBR产生，是非OSPF设备的路由信息。通常在一个大型网络中，路由器的数据库中都会存在大量的此类LSA，给路由器产生较重的负荷，因此，可以用stub a来限制此类LSA的传播。

Type7是在NSSA这个特殊区域内产生的，用来描述重发布注入进来的路由信息。由于NSSA不允许有Type5，所以开发了Type7，其只允许在本区域防洪，出去的时候转换成Type5。

另外，OSPF根据物理链路的类型定义了几种网络类型。在每种网络类型中，OSPF的邻居建立方式及配置命令有所不同。下面简单介绍一下这些网络类型。

①点到点网络:即Point－to－Point(P2P)型网络，是指该接口通过点到点的方式与一台路由器相连。此类型网络不需要进行OSPF的DR、BDR选举。当链路层协议是PPP或HDLC时，OSPF默认认为网络类型是P2P。在此类型的网络中，OSPF以组播方式(224.0.0.5)发送协议报文。

②广播型多路访问网络:即Broadcast型网络，网络本身支持广播功能。当链路层协议是Ethernet、FDDI时，OSPF默认认为网络类型是广播型。此类型网络需要进行OSPF的DR、BDR选举。在此类网络中，OSPF通常以组播方式(224.0.0.5和224.0.0.6)发送协议报文。

③非广播型多路访问网络:即NBMA(Non－Broadcast Multiple Access)型网络，虽然从一个接口可以到达多个目的节点，但是网络本身不支持广播功能，当链路层协议是帧中继、ATM或X.25时，OSPF默认认为网络类型是NBMA。此时OSPF的邻居需要管理员手动指定。在此类网络中，以单播方式发送协议报文。

④点到多点网络:即Point－to－Multipoint(P2MP)型网络，是指该接口通过点到多点的网络与多台路由器相连。P2MP型网络比较特殊，没有一种链路层协议会被默认为是点到多点类型。点到多点必须由其他网络类型强制更改而来。常用做法是将NBMA改为点到多点的网络。在该类型的网络中，默认情况下以组播方式(224.0.0.5)发送协议报文，也可以根据用户需要，以单播形式发送协议报文。

工作任务——公共网络OSPF核心区域配置

【工作任务背景】

电信公司需要建立区域网络，以进行网络结构改造，对互联网进行系统化管理。建立区域网络配合OSPF区域路由协议，首要的工作任务是建立OSPF核心区域。拓扑图如图4－5－2所示。

图4－5－2　核心区域OSPF配置

【工作任务分析】

在模拟拓扑中，在边缘设备Isprtr1、Isprtr2和Isprtr3上部署动态OSPF路由，本任务仅采用根区域(Area 0)进行交互路由信息，最终实现总公司网络和分公司网络之间互联互通。若动态OSPF路由配置成功，则在所有节点之间都能够正常通信。详细的地址要求见表4－5－1。

表4－5－1　公共网络信息

续表

(www.xing528.com)

【任务实现】

1.先对路由器进行初始化设置，配置路由器的主机名、日志自动换行、禁止域名查询、配置安全加密的特权密码，并根据表4－5－1配置网络地址。

2.在Isprtr1中启用OSPF进程号为1，路由ID号手动设置为1.1.1.1。手动设置路由ID有利于构建更稳定的OSPF网络。使用network宣告直连网段到OSPF进程中，所有接口均宣告到Area0。

3.在Isprtr2中启用OSPF进程号为1，路由ID设置为2.2.2.2，使用network宣告直连网段到OSPF进程中，所有接口均宣告到Area0。

4.在Isprtr3中启用OSPF进程号为1，路由ID设置为3.3.3.3，使用network宣告直连网段到OSPF进程中，所有接口均宣告到Area0。

5.在Isprtr1上检查OSPF邻居。通过测试可以看到，当前路由器邻居分别为2.2.2.2(Isprtr2)和3.3.3.3(Isprtr3)。

6.为了确保路由信息之间的安全交互，建议启用路由身份验证。在所有路由器上进入OSPF进程1，启用区域性的MD5身份认证。

7.在Isprtr2上检查OSPF区域性的MD5身份认证。

8.在Isprtr2上检查OSPF路由表，当前已经学习到对应的路由信息。

9.在Isprtr2上使用“ping”指令进行网络连通性测试。

问题探究

1.简述RIP和OSPF路由协议的相同点与区别。

2.简述OSPF是否一定要加子网掩码。

3.简述OSPF形成邻居的要求。

4.简述不同网络类型对OSPF的影响。

5.简述不允许传输广播和组播的邻居如何建立OSPF邻居。

图4－5－3　OSPF动态路由配置

知识拓展

router ospf process－id:配置OSPF路由。其中，process－id标识OSPF路由处理进程。

项目拓展

利用所学路由器OSPF路由配置方法，完成图4－5－3、表4－5－2和表4－5－3所示的路由配置。

表4－5－2　网络设备信息

续表

表4－5－3　PC信息