OSPF网络类型
原理概述：
OSPF协议定义了4种不同的网络类型，分别为广播网络(也称为Broadcast网络)、NBMA(Non-Broadcast Multi-Access)网络、点到点网络(也称为Point-to-Point 网络,或P2P网络)和点到多点网络(也称为Point-to-Multipoint 网络，或P2MP网络)。不同类型的网络上OSPF协议的工作机制会存在一些差别。例如，前两种类型的网络都要DR和BDR的选举，而后两种类型的网络不进行DR和BDR的选举，也不存在DR和BDR。
默认情况下，OSPF协议会根据接口的链路层封装协议去自动设定接口的网络类型，以太网接口的默认网络类型为Broadcast，串行接口如果链路层封装协议是PPP协议(Point-to-Point Protocol)或HDLC(High-level Data Link Control Protocol)协议，则默认网络类型为点到点类型，ATM或帧中继(Frame-Relay)接口的默认网络类型为NBMA。需要强调的是，接口的网络类型是可以根据需要而进行人为修改的，这一特点使得OSPF协议具备了更多的灵活性和更强的适应能力，可以满足复杂网络中的各种不同需求。
实验目的：
理解OSPF不同网络类型的主要差别
掌握OSPF不同网络类型的配置方法
实验拓扑：
?
1:基本配置：
?
R1：
#
interface Serial4/0/0
?link-protocol fr
?fr map ip 10.0.123.2 102 broadcast
?fr map ip 10.0.123.3 103 broadcast
?ip address 10.0.123.1 255.255.255.0
#
interface LoopBack0
?ip address 10.0.1.1 255.255.255.255
R2:
#
interface Serial4/0/0
?link-protocol fr
?fr map ip 10.0.123.1 201 broadcast
?ip address 10.0.123.2 255.255.255.0
#
interface LoopBack0
?ip address 10.0.2.2 255.255.255.255
配置完成后，检测R1与R2之间的连通性
?
2:配置OSPF点到点网络类型
在R1和R2上配置OSPF协议
R1:
[R1]ospf 10
[R1-ospf-10]a 0
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]net
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 10.0.123.0 0.0.0.255
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]net
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 10.0.1.1 0.0.0.0
R2:
[R2]ospf 10
[R2-ospf-10]a 0
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]net
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]network 10.0.123.0 0.0.0.255
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]net
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]network 10.0.2.2 0.0.0.0
?配置完成后，查看R1的串行接口Serial4/0/0在OSPF协议中的默认网络类型
?
可以看到，帧中继接口在OSPF协议中的默认网络类型为NBMA，并且需要选择DR和BDR，默认的Hello报文间隔为30s，Dead Timer的是时间是Hello报文间隔的4倍。
由于企业总部目前只需与一个分支机构通信，所以决定在R1和R2上将Serial 1/0/0接口的网络类型修改为点到点类型。
R1：
[R1-Serial4/0/0]ospf network-type p2p
R2:
[R2-Serial4/0/0]ospf network-type p2p配置完成后，在R1上查看OSPF邻居状态和路由表
?
现在，公司有了一个新增的分支机构，增加的路由器是R3，为了使R3也能加入原来的OSPF网络，可在R1与R3之间再建立一条帧中继PVC，并将其OSPF网络类型配置为点对点类型。
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.3 103 br
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.3 103 broadcast
[R3-Serial4/0/0]link-protocol fr
[R3-Serial4/0/0]fr interface-type dte
[R3-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 301 broadcast
[R3-Serial4/0/0]ospf network-type p2p
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]dis th
[V200R003C00]
#
?area 0.0.0.0
??network 10.0.3.3 0.0.0.0
??network 10.0.123.0 0.0.0.255
#配置完成后，在R1上查看OSPF邻居信息：
?
?
观察发现，虽然R1与R2建立起了邻接关系，但R1与R3却不能建立邻接关系。原来，点到点网络的两端只能允许一个专门的接口，现在R1、R2、R3的Serial 1/0/0接口都配置成了点到点网络类型，这就意味着R1的Serial 4/0/0接口既要对应R1到R2这个点到点网络，又要对应R1到R3这个点到点网络，而这种情况是无法实现的。解决这一问题的方法之一是在R1上增加一个物理接口，其中一个接口对应R1到R2这个点到点网络，另一个接口对应R1到R3这个点到点网络；还有一个方法就是在R1的Serial 4/0/0接口下配置两个子接口，两个子接口使用不同网段的IP地址，并分别用来与R2和R3建立点到点网络，其实，除了这些方法之外，采用NBMA网络类型应该更能有效地解决问题。
3：配置OSPF的NBMA及Broadcast网络类型
[R1-Serial4/0/0]ospf network-type ?nbma
[R2-Serial4/0/0]ospf network-type ?nbma
[R3-Serial4/0/0]ospf network-type ?nbmaNBMA类型是帧中继串行接口运行OSPF时的默认网络类型，NB表示广播，其含义是指NBMA接口不支持广播或组播报文；MA表示多路访问，在多路访问的网络中，OSPF是需要进行DR和BDR的选举的。
为了验证NBMA网络特点，可在R1、R2、R3的Serial 4/0/0接口配置帧中继时不添加关键词Broadcast，这样一来，即使OSPF希望通过组播形式发送Hello报文，链路层也无法对组播Hello报文进行封装，从而导致无法建立邻接关系。
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.2 102
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.2 103
[R2-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 201
[R3-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 301配置完成后，在R1上查看OSPF邻居关系
?
可以看到，R1与R2、R1与R3都无法建立邻接关系，原因是此时每个接口都无法发送组播OSPF Hello报文。NBMA网络类型不支持通过组播方式自动发现邻居，而需要通过手动配置来指定邻居，并通过单播OSPF Hello报文来建立邻接关系。
在R1、R2、R3上使用peer命令指定OSPF邻居
[R1-ospf-10]peer 10.0.123.2
[R1-ospf-10]peer 10.0.123.3
[R2-ospf-10]peer 10.0.123.1
[R3-ospf-10]peer ?10.0.123.1配置完成后，查看R1的OSPF邻居信息
?
可以看到，R1与R2、R1与R3现在已经成功建立起了邻接关系
观察R1、R2、R3的路由表
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观察发现,R1和R3相互都接收到了对方Loopback 0 的路由，但是R1的路由表中没有去往R2的Loopback 0 的路由，R2的路由表中没有去往R1和R3的Loopback 0 的路由，R3的路由表中没有去往R2的Loopback 0 的路由。
查看R1的OSPF邻居的详细信息
可以看到，R1在Serial 4/0/0接口上存在两个邻居，但是同时也有两个不同的DR。在多路访问的网络中，DR只能有一个，这说明网络存在故障。
在R1上查看S4/0/0接口的OSPF详细信息
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可以看到，R1认为R3是OSPF网络的DR，自己是BDR，尽管在R1的邻居表中显示R2也是DR，但是在R1的Serial 4/0/0接口的详细信息中显示的DR却是R3，导致的结果是，R1和R3之间路由信息可以正常传递，但R1与R2之间的路由信息传递却出现了问题。
要解决这个问题，就必须要确保DR有且只有一个。对于目前这个具有Hub-Spoke结构的网络，应该保证Hub端R1成为DR的路由器，Spoke端R2和R3成为DRother路由器。
[R1]int s4/0/0
[R1-Serial4/0/0]ospf dr-priority 10
[R2]int s4/0/0
[R2-Serial4/0/0]ospf dr-priority 0
[R3]int s4/0/0
[R3-Serial4/0/0]ospf dr-priority 0配置完成后，在R1上查看S4/0/0接口的详细信息
?
可以看到，现在R1已经成为DR
查看R1、R2、R3的路由表
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可以看到，现在每台路由器都获得了其他路由器的Loopback 0的路由，R2去在10.0.3.3的下一跳是R3的10.0.123.3，R3去往R2的下一跳时R2的10.0.123.2。
测试R2和R3的Loopback的连通性
?
可以看到，R2与R3的连通性存在问题
在R2上测试去往R3的Loopback 0 接口的下一跳10.0.123.3是否可达
可以看到10.0.123.3是不可达的
在R2上查看是否存在去往10.0.123.3的映射，在R3上查看是否存在去往10.0.123.2的映射
?
可以看到，R2的帧中继中缺少了去往10.0.123.3的映射，R3的帧中继映射表缺少了10.0.123.2的映射。
解决R2与R3之间的互通性问题的另外一种方法
[R2]int s4/0/0
[R2-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.3 201
[R3]int s4/0/0
[R3-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.2 301配置完成后，在R2、R3上查看映射信息
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可以看到，R2有了去往10.0.123.3的映射，R3有了去往10.0.123.2 的映射
?
可以看到，现在R2与R3之间实现了互通，R2与R3之间实现了互通，R2和R3的Loopback 0接口之间可以正常通信了。至此，R1、R2、R3构成了一个典型的OSPF NBMA网络，它不支持通过组播OSPF Hello报文自动发现邻居并建立邻接关系，而需要通过手工指定邻居，同时网络还需要进行DR和BDR的选举。
在配置帧中继映射时，不添加关键词Broadcast，会是什么情况
[R1]int s4/0/0
[R1-Serial4/0/0]ospf network-type ?broadcast
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.2 102
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.3 103
[R1-ospf-10]un peer 10.0.123.2
[R1-ospf-10]un peer 10.0.123.3
[R2]int s4/0/0
[R2-Serial4/0/0]ospf network-type broadcast
[R2-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 201
[R2-Serial4/0/0]ospf 10
[R2-ospf-10]un peer 10.0.123.1
[R3]int s4/0/0
[R3-Serial4/0/0]ospf network-type broadcast
[R3-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 301
[R3-Serial4/0/0]ospf 10
[R3-ospf-10]un peer 10.0.123.1配置完成后，查看OSPF邻居关系
可以看到，R1没有建立起任何邻居关系
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.2 102 broadcast
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.3 103 broadcast
[R2-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 201 broadcast
[R3-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 301 broadcast配置完成后，查看OSPF邻居信息
?
可以看到，R1被选举成为了DR，而R2和R3的接口因为DR优先级的值已被设置为0，所以没有参加选举
测试R2和R3的Loopback 0 接口之间的连通性
可以看到，R2与R3之间可以互通。
4：配置OSPF的点到多点网络类型
接下来，将现在的网络类型修改配置为点到多点网络
[R1]int s4/0/0
[R1-Serial4/0/0]ospf network-type p2mp
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.2 102 broadcast
[R1-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.3 103 broadcast
[R2]int s4/0/0
[R2-Serial4/0/0]ospf network-type p2mp
[R2-Serial4/0/0]undo ospf dr-priority
[R2-Serial4/0/0]undo fr map ip 10.0.123.3 201
[R2-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 201 broadcast
[R3]int s4/0/0
[R3-Serial4/0/0]ospf network-type p2mp
[R3-Serial4/0/0]undo ospf dr-priority
[R3-Serial4/0/0]undo fr map ip 10.0.123.2 301
[R3-Serial4/0/0]fr map ip 10.0.123.1 301 broadcast
上述配置完成后，在R1上查看OSPF邻居信息和路由表
可以看到，R1自动与R2和R3建立了OSPF邻接关系，不存在DR和BDR，R1的路由表中拥有去往R2和R3的Loopback 0 接口的路由。
在R2和R3上查看OSPF邻居关系和路由表
测试R2和R3的Loopback 0 接口之间的连通性
可以看到，通信正常。至此，R1、R2、R3构成了一个OSPF点到多点网络，最后需要指出的是，与其他OSPF网络类型相比，在Hub-Spoke的网络结构上应用点到多点网络类型是最为合适的，配置工作也最为简便。
备注：如有错误，请谅解！
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