CCNP OSPF及OSPF不规则区域实验

OSPF

协议本身

详细资料OSPF思维导图
OSPF(Open Shortest Path First，开放式最短路径优先协议) 基于SPF（最短路径算法）所开发，是一个链路状态型路由协议，路由与路由间所传为拓扑状态，无类别协议，更新时携带子网掩码；组播更新地址为224.0.0.5/6。但是需要结构化部署（区域划分、地址规划）区域内传拓扑，区域间传路由。

5种数据包

1. hello包—用于发现、建立、维持、周期保活邻居关系
2. DBD包（数据库描述包)—本地数据库
3. LSR(链路状态请求)—收到邻居DBD后查询其他未知信息
4. LSU(链路状态更新)—回答邻居的LSU并分享本地LSA的信息
5. LSack(链路状态确认)

7个状态机

1. down—本地发出hello包进入下一状态
2. lint—接收到存在本地router-id的hello包后，进入下一状态
3. 2way—邻居关系建立，点到点网络直接进入下一状态，MA网络进行DR/BDR选举，DRother不进入下一状态
4. Exstart—发送类DBD包进行主从选举，router-id大进入下一状态
5. Exchange—使用真正的DBD包，进行数据库目录的共享，需要ACK确认
6. Loading—使用LSR/LSU/lsack获取未知拓扑信息
7. Full—邻接关系建立

起初本地为down状态，一旦本地发出hello包就进入lint初始化；接收到hello包后，若存在本地的RID，则进入2way状态；2way双向通信标志着邻居关系的建立（条件匹配：点到点网络直接进入下一状态，MA网络将进行DR/BDR的选举 DRother不得进入下一状态）Exstart预启动：发送类hello的DBD包进行主从关系的选举，RID数字大的为主优先进入Exchange准交换状态；准交换状态使用真正的DBD包进行数据库目录的共享，需要ack来进行确认，确认完毕进入Loading加载状态；加载状态使用LSR/LSU/LSack来获取未知的lsa信息，获取完毕进入full转发状态；转发状态标志着邻接关系的建立

6类LSA

类别	传播范围	通告者	携带信息
LSA1router	本区域	该区域所有路由器	本地直连拓扑
LSA2network	本区域	DR	MA部分网络拓扑
LSA3summary	本区域	ABR	O IA域间路由
LSA4asbr-summary	除ASBR外其他区域	ABR	ASBR的位置，所在区域用LSA1告知
LSA5external	整个OSPF区域	ASBR	OE域外路由
LSA7nssa-external	NSSA区域	ASBR	ON域外路由

类别	Link id	通告者
LSA1router	通告者的RID（直连信息）	本区域所有路由器
LSA2network	DR的接口IP地址	DR
LSA3summary	O IA路由目标地址（域内路由）	ABR,经过一个ABR 会修改
LSA4asbr-summary	ASBR的RID（位置）	ABR,经过一个ABR 会修改
LSA5external	OE路由目标地址（域内路由）	ASBR
LSA7nssa-external	ON路由目标地址	ASBR

工作过程

启动配置完成后，本地使用组播发送hello包到所有邻居处，若收集到其他邻居的hello包，那么建立邻居关系，生成邻居表；
和所有邻居间进行条件匹配，若失败将停留于邻居关系，仅hello包周期保活即可；
若匹配成功，将建立邻接关系；邻接关系间将使用DBD/LSR/LSU/LSack来获取未知的LSA信息；当收集齐所有的LSA信息后，本地生成LSDB–链路状态数据库—数据库表；
再本地基于LSDB计算到达所有未知网段的最佳路径，然后将其加载到路由表中；

不规则区域的解决方法

1. tunnel —在两台ABR上创建tunnel，然后将其宣告到OSPF协议中
   缺点：选路不佳且周期hello和更新均对中间区域进行影响
2. 虚链路—OSPF自带，在两台ABR上配置，使未连接骨干的ABR得知骨干的存在，之后将域间路由进行交互；取消周期的更新和邻居保活
   优点：选路佳、占用中间区域资源少；
   缺点：不可靠
3. 多进程双向重发布，不同的进程拥有不同的RID和数据库，不同进程间的数据库是不共享的；且计算所得路径同时放置于路由表中；若多个进程同时工作于一个接口，那么仅最先工作进程生效## ospf的优化

ospfLSA的优化

1. 优化非骨干区域
   【1】不存在ASBR
   1.末梢区域—拒绝4、5类LSA；产生一条3类缺省，需在该区域内所有设备修改
   2.完全末梢区域—在末梢区域的基础上进一步拒绝3类的LSA，仅保留一条3类的缺，先将该区域配置为末梢区域，然后仅需要在ABR上定义为完全末梢即可
   【2】存在ASBR
   1.NSSA—拒绝4、5的LSA，不自动产生3类缺省（华为设备产生一条缺省，思科设备需手工添加）；5类在NSSA区域内被转换为7类转发；离开该区域后还原为5类
   2.完全的NSSA----在NSSA的基础上，进一步拒绝3/4/5类LSA，5类转7类；自动产生缺省指向ABR；先将该区域配置为NSSA，然后仅需要在ABR上定义为完全即可

2. 优化骨干区域
   在ABR上进行域间路由汇总；在ASBR上进行域外路由汇总

链路类型

类型type	link id	数据data
P2P	邻居的router id	该网段本地接口的IP地址
Transnet	DR的接口IP地址	该网段本地接口的IP地址
Stubnet	该stub网段的IP地址	该stub网段的网络掩码
Virtual	虚链路邻居的router id	该虚链路邻居的本地接口IP地址

SPF算法

SPF算法将每一个路由器作为root来计算到每一个路由器的距离，形成一个有向图，SPF算法会优先记录最小cost值的路径
优点：
域间汇总减少路由条目数量
汇总路由是在所有明细路由均消失后才删除，网络更稳定
区域划分后不同类别的LSA传播范围不同，控制更新量

不规则区域实验

实验要求：
1.R4为ISP
2.R1-R3中R3为DR，无BDR，IP为192.168.1.0/24
3.R5-R14ip地址为172.16.0.0/16
4.合理规划ip，减少LSA更新量
5.两边区域可以互相通信

子网划分（OSPFip可按区域划分）

区域	IP网段	细分网段	IP网段
A0	172.16.0.0/19	R5-8	172.16.0.0/20
-	-	R5环回	172.16.16.0/22
-	-	R6环回	172.16.20.0/22
-	-	R7环回	172.16.24.0/22
-	-	R8环回	172.16.28.0/22
A1	172.16.32.0/19	R9骨干+环回	172.16.32.0/20
-	-	R10骨干+环回	172.16.48.0/20
A2	172.16.64.0/19	R11骨干	172.16.64.0/21
-	-	R11环回	172.16.72.0/21
-	-	R12骨干	172.16.80.0/21
A3	172.16.96.0/19	R13骨干+环回	172.16.96.0/19
A4	172.16.128.0/19	R14骨干+环回	172.16.128.0/19
A5	172.16.160.0/19	R12环回	172.16.160.0/19

网段	IP地址
R1环回	192.168.1.0/26
R2环回	192.168.1.64/26
R3环回	192.168.1.128/26
R1-3	192.168.1.192/26

R3-R4和R4-R5之间使用34.1.1.0/24和45.1.1.0/24网段
实验及各区域网段如下：

1.基本ip配置略
2.在两个区域分别启两个OSPF协议

R1(config)#router ospf 10
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1
R1(config-router)#exit 
R1(config)#interface loopback 0
R1(config-if)#ip ospf 10 area 0      可以在接口进行宣告
R1(config-if)#exit 
R1(config)#interface f0/0
R1(config-if)#ip ospf 10 area 0
R1(config-if)#exit     
R12右边两个环回启的RIPV2协议
R12(config)#router rip 
R12(config-router)#version 2
R12(config-router)#no auto-summary 
R12(config-router)#network 172.16.160.0
R12(config-router)#network 172.16.176.0

3.R1-R3区域修改接口优先级 使R3为DR 无BDR

R1(config)#interface f0/0
R1(config-if)#ip ospf priority 0   接口等级为0表示放弃选举
R1(config-if)#end
R1#clear ip ospf process   因为OSPF选举为非抢占行性，所以修改优先级后要重启进程
Reset ALL OSPF processes? [no]: y
R2略

4.R3，R5直接用tunnel

R3(config)#interface tunnel 0
R3(config-if)#ip address 35.1.1.1 255.255.255.0 配置缺省
R3(config-if)#tunnel source fastEthernet 1/0   隧道源
R3(config-if)#tunnel destination 45.1.1.2   隧道目标，必须为真是IP地址
R3(config-if)#ip ospf 100 area 0    tunnel接口划入ospf
R3(config)#ip route 172.16.0.0 255.255.0.0 tunnel 0 流量引入接口

R5(config)#interface tunnel 0
R5(config-if)#ip address 35.1.1.2 255.255.255.0
R5(config-if)#tunnel source f0/0
R5(config-if)#tunnel destination 34.1.1.1
R5(config-if)#ip ospf 100 area 0  
R5(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 tunnel 0 

5.R7,R14做虚链路virtual-link

R7(config)#router ospf 100
R7(config-router)#area 3 virtual-link 1.0.1.3   Area 3为穿越区域   后面跟对端的router-id
R13(config)#router ospf 100
R13(config-router)#area 3 virtual-link 7.7.7.7

6.R12上做重发布

R12(config)#router ospf 100
R12(config-router)#redistribute rip subnets 因为R12右边是环回接口，所以只需要将环回的路由信息导入到area2即可

7.进行区域优化

Area1区域为末梢区域，可配置完全末梢
R8(config)#router ospf 100 
R8(config-router)#area 1 stub
R9(config)#router ospf 100 
R9(config-router)#area 1 stub
R10(config)#router ospf 100
R10(config-router)#area 1 stub
R8(config)#router ospf 100
R8(config-router)#area 1 stub no-summary

Area2为nssa区域，可进行优化
R6(config)#router ospf 100
R6(config-router)#area 2 nssa
R11(config)#router ospf 100
R11(config-router)#area 2 nssa
R12(config)#router ospf 100
R12(config-router)#area 2 nssa
R6(config)#router ospf 100
R6(config-router)#area 2 nssa no-summary 

每个区域可以进行路由信息的汇总进行优化
R5(config)#router ospf 100
R5(config-router)#area 0 range 172.16.0.0 255.255.224.0每个区域的每个路由器都需要配置

8.R5和R3上写缺省，做NAT并下放缺省

R5(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 45.1.1.1   写一条缺省指向ISP
R5(config)#access-list 1 permit 172.16.0.0 0.0.255.255   定义感兴趣流量
R5(config)#ip nat inside source list 1 interface f0/0   做nat
R5(config)#interface f0/0
R5(config-if)#ip nat outside 
R5(config-if)#exit 
R5(config)#interface f1/0
R5(config-if)#ip nat inside
R5(config)#router ospf 100
R5(config-router)#default-information originate   向ospf区域内路由器下方缺省

R3(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 34.1.1.2
R3(config)#access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
R3(config)#ip nat inside source list 1 interface f1/0
R3(config)#interface f1/0
R3(config-if)#ip nat outside 
R3(config-if)#ex 
R3(config)#interface f0/0
R3(config-if)#ip nat inside 
R3(config-if)#exit 
R3(config)#router ospf 10
R3(config-router)#default-information originate 

测试

R10可以ping通R4的环回

R1可以ping通R10的环回