[网络协议]eNSP实验三：OSPF路由协议

一 实验介绍、目的及拓扑图

1.1 实验介绍

开放式最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议（Interior Gateway Protocol）。目前针对IPv4协议使用的是OSPF Version 2（RFC2328）；OSPF作为基于链路状态的协议，OSPF具有以下优点：

? OSPF采用组播形式收发报文，这样可以减少对其它不运行OSPF路由器的影响。

? OSPF支持无类型域间选路（CIDR）。

? OSPF支持对等价路由进行负载分担。

? OSPF支持报文认证。

由于OSPF具有以上优势，使得OSPF作为优秀的内部网关协议被快速接收并广泛使用。

1.2 实验目的

• 通过OSPF动态路由协议，来实现这些网络之间的互联互通。

掌握OSPF的基本配置命令

掌握如何查看OSPF的运行状态

掌握如何通过cost控制OSPF的选路

掌握OSPF发布默认路由的方法

掌握OSPF认证配置方法

1.3 组网图

拓扑图就是按照前面第一个实验的图，可按照前文配置物理接口和LoopBack接口的IP地址。

或者 使用 undo ip route-static all 命令删除前实验配置的静态路由。

二 实验步骤

2.1 设备基础配置

设备命名、物理及逻辑接口的ip地址略去。

也可以在第一个实验基础上 使用 undo ip route-static all 命令可以删除前文第一个实验配置的静态路由。这样可以减小工作量。

# 查看AR1的路由表

可以看出是没有Loopback接口的相关路由，即loopback接口之间是ping不通的。

# ping Loopback接口

2.2 OSPF基本配置

# 创建OSPF进程

[AR1]ospf 1 router-id  10.0.1.1  # 创建进程，并将逻辑接口设为设备id号

创建OSPF进程是配置与OSPF协议有关参数的首要步骤。

• OSPF支持多进程，在同一台设备上可以运行多个不同的OSPF进程，它们之间互不影响，彼此独立。不同OSPF进程之间的路由交互相当于不同路由协议之间的路由交互。可以在创建OSPF进程时指定进程号，若不指定，默认进程号为“1”。

• router-id：用于手工指定设备的ID号，一般设为逻辑接口地址。如果没有通过命令指定ID号，系统会从当前接口的IP地址中自动选取一个作为设备的ID号。

# 创建OSPF区域并使能相应的接口

[AR1-ospf-1]area 0

area：命令用来创建OSPF区域，并进入OSPF区域视图。

[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.1 0.0.0.255 
[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.1 0.0.0.255 
[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.1.1 0.0.0.0   # Loopback逻辑接口

此时三个接口都被使能，同时属于区域0

network network-address wildcard-mask：用来指定运行OSPF协议的接口和接口所属的区域。

network-address为接口所在的网段地址。

wildcard-mask：通用符掩码、反掩码。

满足下面两个条件，OSPF协议才能在接口上运行：

• 接口的IP地址掩码长度≥network命令中的掩码长度。OSPF使用反掩码，例如0.0.0.255表示掩码长度24位。

• 接口的IP地址必须在network命令指定的网段范围之内。

[AR2]ospf router-id 10.0.1.2    # 默认进程1
[AR2-ospf-1]area 0
[AR2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.2 0.0.0.255 
[AR2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.23.2 0.0.0.255 
[AR2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.1.2 0.0.0.0 

当network命令配置的wildcard-mask为全0时，如果接口的IP地址与network-address配置的IP地址相同，则此接口也会运行OSPF协议。

[AR3]ospf 1 router-id 10.0.1.3
[AR3-ospf-1]area 0
[AR3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.3 0.0.0.255  
[AR3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.23.3 0.0.0.255 
[AR3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.1.3 0.0.0.0

2.3 查看OSPF状态

# 查看OSPF邻居

[AR1]display ospf peer 

	 OSPF Process 1 with Router ID 10.0.1.1
		 Neighbors 

 Area 0.0.0.0 interface 10.0.12.1(GigabitEthernet0/0/0)'s neighbors
 Router ID: 10.0.1.2         Address: 10.0.12.2       
   State: Full  Mode:Nbr is  Master  Priority: 1
   DR: 10.0.12.2  BDR: 10.0.12.1  MTU: 0    
   Dead timer due in 39  sec 
   Retrans timer interval: 0 
   Neighbor is up for 00:02:19     
   Authentication Sequence: [ 0 ] 

		 Neighbors 

 Area 0.0.0.0 interface 10.0.13.1(GigabitEthernet0/0/1)'s neighbors
 Router ID: 10.0.1.3         Address: 10.0.13.3       
   State: Full  Mode:Nbr is  Master  Priority: 1
   DR: 10.0.13.3  BDR: 10.0.13.1  MTU: 0    
   Dead timer due in 34  sec 
   Retrans timer interval: 5 
   Neighbor is up for 00:01:47     
   Authentication Sequence: [ 0 ] 

display ospf peer：命令用来显示OSPF中各区域邻居的信息。包括邻居所属的区域、邻居Router ID、邻居状态、DR和BDR路由器等信息。

• OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1∶ 本地OSPF进程号为1与本端OSPF Router lD为1.1.1.1
• Router ID：邻居OSPF路由器ID
• Address:邻居接口地址
• GR State：使能OSPF GR功能后显示GR的状态（GR为优化功能），默认为Normal
• State:邻居状态，正常情况下LSDB同步完成之后，稳定停留状态为Full
• Mode:用于标识本台设备在链路状态信息交互过程中的角色是Master还是Slave
• Priority:用于标识邻居路由器的优先级（该优先级用于后续DR角色选举)
• DR:指定路由器
• BDR:备份指定路由器
• MTU:邻居接口的MTU值
• Retrans timer interval:重传LSA的时间间隔，单位为秒
• Authentication Sequence:认证序列号

# 查看IP路由表中由OSPF学习到的路由

[AR1]display ip routing-table protocol ospf 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Public routing table : OSPF
         Destinations : 3        Routes : 4        

OSPF routing table status : <Active>
         Destinations : 3        Routes : 4

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

       10.0.1.2/32  OSPF    10   1           D   10.0.12.2       GigabitEthernet0/0/0
       10.0.1.3/32  OSPF    10   1           D   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.23.0/24  OSPF    10   2           D   10.0.12.2       GigabitEthernet0/0/0
                    OSPF    10   2           D   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1

OSPF routing table status : <Inactive>
         Destinations : 0        Routes : 0

2.4 配置OSPF认证（以加密方式）

OSPF认证分为两种：

• 区域认证：在OSPF区域视图下配置，对本区域的所有接口下的报文进行认证。

• 接口认证：在接口视图下配置，对本接口的所有报文进行认证。

# 在R1上配置接口认证

[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/0  # 与AR2的接口
[AR1- GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher huawei # 配置密码为 huawei，且用加密的方式
[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/1  # 与AR3的接口
[AR1- GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher huawei # 配置密码为 huawei，且用加密的方式
[AR1-GigabitEthernet0/0/1]display this
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.13.1 255.255.255.0 
 ospf authentication-mode md5 1 cipher %$%$>V0V$=pU#M(N8f&=lKS>s]MA%$%$  # 加密后的密码
#
return

由于cipher是密文口令类型，所以查看配置时以密文方式显示口令。

# 再次查看当前的邻居状态

[AR1]display ospf peer brief 

	 OSPF Process 1 with Router ID 10.0.1.1
		  Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 ----------------------------------------------------------------------------

由于其他路由器还未配置认证，所以认证不通过，无邻居。
配置认证的密码要相同。

# 配置R2上的接口认证

[AR2]interface GigabitEthernet 0/0/0  # 与AR1的接口
[AR2- GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher huawei # 配置密码为 huawei，且用加密的方式
[AR2]interface GigabitEthernet 0/0/1  # 与AR3的接口
[AR2- GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher huawei # 配置密码为 huawei，且用加密的方式
[AR2-GigabitEthernet0/0/1]display this
[V200R003C00]
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.23.2 255.255.255.0 
 ospf authentication-mode md5 1 cipher %$%$x.y0~cMjg*HujNVEtZc3saW1%$%$
#
return

# 查看R2的邻居状态

[AR2]display ospf peer brief

	 OSPF Process 1 with Router ID 10.0.1.2
		  Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/0             10.0.1.1         Full        
 ----------------------------------------------------------------------------

此时R2已经可以和R1建立起正常的邻居关系。

# 在R3上配置区域认证

[AR3]ospf # 默认进程 1，已创建好则进入。
[AR3-ospf-1]area 0
[AR3-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher huawei

# 查看R3上的邻居状态

[AR3]display ospf peer brief 

	 OSPF Process 1 with Router ID 10.0.1.3
		  Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/0             10.0.1.1         Full        
 0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/1             10.0.1.2         Full        
 ----------------------------------------------------------------------------

此时R3已经和R1与R2建立邻接关系。

说明OSPF接口认证与区域认证产生的效果都是在设备的OSPF接口上实现OSPF报文认证。

别忘了所有设备 save 保存

2.5 宣告默认路由

假设R1为所有网络的出口，所以在R1上向OSPF宣告默认路由

# 在R1上宣告默认路由

[AR1]ospf
[AR1-ospf-1]default-route-advertise always

default-route-advertise：命令用来将默认路由通告到普通OSPF区域，如果没有配置always参数，本机路由表中必须有激活的非本OSPF默认路由时才向其他路由器发布默认路由。本例中，本地路由表中没有默认路由，所以需要增加always参数。

# 查看R2与R3上的IP路由表

[AR2]display ip routing-table 

R2与R3上已经学习到相应的默认路由。

[AR3]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 15       Routes : 16       

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        0.0.0.0/0   O_ASE   150  1           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/0  # 默认路由
       10.0.1.1/32  OSPF    10   1           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/0
       10.0.1.2/32  OSPF    10   1           D   10.0.23.2       GigabitEthernet0/0/1
…………………………………… # 略去 

2.6 修改cost值改变ospf路由路径

通过修改R1相应接口的Cost值，使得R1的 LoopBack0 接口通过 R1->R3->R2 的路径访问R2的 LoopBack0 接口

# 从R1的路由表可知，R1通过R1->R2的路径访问R2的LoopBack0接口的路由开销为1，从R1->R3->R2的路由开销为2，故只要使R1->R2的路由开销大于2即可。

[AR1]interface GigabitEthernet 0/0/0   # 与AR2的接口
[AR1- GigabitEthernet0/0/0]ospf cost 10  # 开销值设为 10

# 查看R1的路由表

[AR1-GigabitEthernet0/0/0]display ip routing-table 

如图，此时R1访问R2的 LoopBack0 接口的下一跳为R3的 GigabitEthernet0/0/1 接口

# 通过Tracert命令验证

[AR1]tracert -a 10.0.1.1 10.0.1.2

 traceroute to  10.0.1.2(10.0.1.2), max hops: 30 ,packet length: 40,press CTRL_C
 to break 

 1 10.0.13.3 30 ms  10 ms  20 ms 

 2 10.0.23.2 30 ms  30 ms  20 ms 

由此可看出，ospf 路由路径已改变，R1是通过路径 R1->R3->R2 的路径访问 R2。

三 总结

删除OSPF时，要注意需要先将OSPF认证删除，接口认证的就依次进入认证过的接口进行删除，区域认证的进入区域删除即可。

# 接口认证删除
[AR1-GigabitEthernet0/0/0]undo ospf authentication-mode   
# 区域认证删除
[AR2-ospf-1-area-0.0.0.0]undo authentication-mode   

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