OSPF笔记+实验报告

发布于：2025-08-05 ⋅ 阅读:(19) ⋅ 点赞:(0)

一、OSPF 基础原理

  1. 协议背景与特点：针对 RIP 的跳数限制、带宽占用高、收敛慢等问题设计，支持大规模组网，以 Cost 为度量值，采用 SPF 算法防环，通过组播更新增量路由，30 分钟周期性更新 LSA（链路状态通告）。
  2. 核心组件：
    • 三张表：邻居表（记录邻居状态）、拓扑表（LSDB，链路状态数据库）、路由表（SPF 计算结果）。
    • 五种报文：Hello（发现 / 保活邻居）、DBD（数据库描述，含 LSA 摘要）、LSR（请求缺失 LSA）、LSU（发送完整 LSA）、LSAck（确认 LSU），直接封装在 IP 中（协议号 89）。

二、工作机制与状态机

  1. 工作过程：先通过 Hello 建立邻居关系，再经 DBD、LSR、LSU、LSAck 同步 LSDB，最终用 SPF 算法计算路由形成邻接关系。
  2. 状态机：邻居关系（Down→Init→2-way）与邻接关系（Exstart→Exchange→Loading→Full），2-way 和 Full 为稳定状态，需满足掩码、区域 ID、Hello/Dead 时间等匹配条件。
  3. DR/BDR 选举：在广播 / NBMA 网络中选举，优先级（0-255，默认 1）高者优先，无抢占性，减少邻接关系数量以优化资源。

三、链路状态通告（LSA）

  1. LSA 头部：含老化时间、类型、ID、通告路由器、序列号等关键字段，用于标识和验证 LSA。
  2. 主要 LSA 类型：
    • Type1（Router LSA）：路由器描述自身直连链路，区域内传播。
    • Type2（Network LSA）：由 DR 生成，描述广播 / NBMA 网络的路由器信息。
    • Type3（Summary LSA）：ABR 生成，传递跨区域子网路由。
    • Type4（ASBR Summary LSA）：ABR 生成，标识 ASBR 位置。
    • Type5（AS External LSA）：ASBR 生成，传递域外路由。
    • Type7（NSSA LSA）：NSSA 区域 ASBR 生成，域外路由在区域内传播，经 ABR 转为 Type5。

四、网络类型与区域管理

  1. 网络类型：根据二层链路特性分为 Broadcast（以太网默认，需 DR/BDR，Hello 10s）、P2P（PPP 默认，无 DR/BDR）、NBMA（帧中继默认，单播报文）、P2MP（手动配置，无 DR/BDR）。
  2. 区域划分：骨干区域（Area 0）为核心，非骨干区域需直接连接骨干区域以防环；支持虚连接解决非骨干区域与骨干隔离或骨干分割问题，仅能穿越普通区域。

五、高级特性

  1. 特殊区域：优化 LSDB 和路由表规模，包括：
    • Stub/Totally Stub：拒绝 4/5 类 LSA（Totally Stub 额外拒绝 3 类），由 ABR 下发 3 类缺省路由。
    • NSSA/Totally NSSA：允许区域内引入域外路由（Type7），Totally NSSA 拒绝 3 类 LSA，ABR 下发缺省。
  2. 路由聚合：ABR 对 3 类 LSA 聚合，ASBR 对 5/7 类 LSA 聚合，减少路由条目并防环，需手动配置。

六、安全与优化

  1. 安全特性：支持区域 / 接口验证（MD5 等）、静默接口（禁止端口发 OSPF 报文）、路由过滤（ACL 控制 LSA 传播）。
  2. 收敛与控制：可调整 Hello/Dead 时间、重传计时器，修改接口 Cost 或参考带宽优化选路；缺省路由分 3 类（特殊区域自动下发）、5 类（手工配置）、7 类（NSSA 区域）。
  3. 防环与选路：区域内依赖 SPF 算法，区域间靠骨干区域互联原则防环；选路优先级：区域内路由＞区域间路由＞一类外部路由＞二类外部路由。

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一、拓扑

二、要求

1、R4为ISP，其上只配置IP地址；R4与其他所直连设备间均使用公有IP；
2、R3-R5、R6、R7为MGRE环境，R3为中心站点；
3、整个OSPF环境IP基于172.16.0.0/16划分；除了R12有两个环回，其他路由器均有一个环回IP
4、所有设备均可访问R4的环回；
5、减少LSA的更新量，加快收敛，保障更新安全；
6、全网可达；

三、配置

1.配置IP地址

[R1]int g 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.33.1 24
[R1]int l 0
[R1-LoopBack0]ip address 172.16.34.1 24


[R2]int g 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.33.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]q
[R2]int l 0
[R2-LoopBack0]ip address 172.16.35.2 24


[R3]int g 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip add	
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.33.3 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]q
[R3]int l 0
[R3-LoopBack0]ip address 172.16.36.3 24
[R3-LoopBack0]q
[R3]int s 4/0/0	
[R3-Serial4/0/0]ip address 34.0.0.3 24


[R4]int g 0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip add	
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ip address 47.0.0.4 24
[R4-GigabitEthernet0/0/0]q
[R4]int s 3/0/0
[R4-Serial3/0/0]ip address 46.0.0.4 24
[R4-Serial3/0/0]q
[R4]int s 4/0/0
[R4-Serial4/0/0]ip address 34.0.0.4 24
[R4-Serial4/0/0]q
[R4]int s 4/0/1	
[R4-Serial4/0/1]ip address 45.0.0.4 24
[R4-Serial4/0/1]q
[R4]int l 0	
[R4-LoopBack0]ip address 172.16.2.4 24


[R5]int s 4/0/0
[R5-Serial4/0/0]ip address 45.0.0.5 24
[R5-Serial4/0/0]q
[R5]int l 0
[R5-LoopBack0]ip address 172.16.3.5 24


[R6]int s 4/0/0	
[R6-Serial4/0/0]ip address 46.0.0.6 24
[R6-Serial4/0/0]q
[R6]int g 0/0/0
[R6-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.65.1 30
[R6-GigabitEthernet0/0/0]q
[R6]int l 0
[R6-LoopBack0]ip address 172.16.4.6 24
[R6-LoopBack0]q


[R7]int g 0/0/0
[R7-GigabitEthernet0/0/0]ip address 47.0.0.7 24
[R7-GigabitEthernet0/0/0]q
[R7]int g 0/0/1
[R7-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.97.1 30
[R7-GigabitEthernet0/0/1]q
[R7]int l 0
[R7-LoopBack0]ip address 172.16.5.7 24


[R8]int g 0/0/0
[R8-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.97.2 30
[R8-GigabitEthernet0/0/0]q
[R8]int g 0/0/1
[R8-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.97.5 30
[R8-GigabitEthernet0/0/1]q
[R8]int l 0
[R8-LoopBack0]ip address 172.16.98.8 24


[R9]int g 0/0/0
[R9-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.97.6 30
[R9-GigabitEthernet0/0/0]q
[R9]int g 0/0/1
[R9-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.129.1 30
[R9-GigabitEthernet0/0/1]q
[R9]int l 0
[R9-LoopBack0]ip address 172.16.130.9 24


[R10]int g 0/0/0
[R10-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.129.2 30
[R10-GigabitEthernet0/0/0]q
[R10]int l 0
[R10-LoopBack0]ip address 172.16.131.10 24


[R11]int g 0/0/0
[R11-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.65.2 30 
[R11-GigabitEthernet0/0/0]q
[R11]int g 0/0/1
[R11-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.65.5 30
[R11-GigabitEthernet0/0/1]q
[R11]int l 0
[R11-LoopBack0]ip address 172.16.66.11 24


[R12]int g 0/0/0
[R12-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.65.6 30
[R12-GigabitEthernet0/0/0]q
[R12]int l 0
[R12-LoopBack0]ip address 172.16.160.12 24
[R12-LoopBack0]q
[R12]int l 1
[R12-LoopBack1]ip address 172.16.161.12 24
[R12-LoopBack1]q

2.公网通

[R3]ip route-static 0.0.0.0 0 34.0.0.4

[R5]ip route-static 0.0.0.0 0 45.0.0.4

[R6]ip route-static 0.0.0.0 0 46.0.0.4

[R7]ip route-static 0.0.0.0 0 47.0.0.4

测试

3.内网通

area 0

[R5]ospf 1 rout	
[R5]ospf 1 router-id 5.5.5.5
[R5-ospf-1]a 0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]net	
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.3.0 0.0.0.255


[R6]ospf 1 router-id 6.6.6.6
[R6-ospf-1]a 0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.4.0 0.0.0.255


[R7]ospf router-id 7.7.7.7
[R7-ospf-1]a 0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.5.0 0.0.0.255

area 1

[R1]ospf 1 router-id 1.1.1.1
[R1-ospf-1]a 1
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]network 172.16.33.1 0.0.0.0
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]network 172.16.34.1 0.0.0.0


[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
[R2-ospf-1]a 1
[R2-ospf-1-area-0.0.0.1]network 172.16.33.0 0.0.0.255
[R2-ospf-1-area-0.0.0.1]network 172.16.35.0 0.0.0.255


[R3]ospf 1 router-id 3.3.3.3
[R3-ospf-1]a 1
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]network 172.16.33.0 0.0.0.255
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]network 172.16.36.0 0.0.0.255

area 2

[R6-ospf-1]a 2
[R6-ospf-1-area-0.0.0.2]network 172.16.65.1 0.0.0.0


[R11]ospf 1 router-id 11.11.11.11
[R11-ospf-1]a 2
[R11-ospf-1-area-0.0.0.2]network 172.16.65.2 0.0.0.0
[R11-ospf-1-area-0.0.0.2]network 172.16.65.5 0.0.0.0
[R11-ospf-1-area-0.0.0.2]network 172.16.66.0 0.0.0.255


[R12]ospf 1 router-id 12.12.12.12
[R12-ospf-1]a 2
[R12-ospf-1-area-0.0.0.2]network 172.16.65.6 0.0.0.0
R12上还有rip也一起配置
[R12]rip 1
[R12-rip-1]version 2
[R12-rip-1]undo summary 
[R12-rip-1]network 172.16.0.0
进行路由引入（单向）
[R12]ospf 1
[R12-ospf-1]import rip 1

area 3

[R7]ospf 1
[R7-ospf-1]a 3
[R7-ospf-1-area-0.0.0.3]network 172.16.97.1 0.0.0.0


[R8]ospf 1 router-id 8.8.8.8
[R8-ospf-1]a 3
[R8-ospf-1-area-0.0.0.3]network 172.16.97.2 0.0.0.0
[R8-ospf-1-area-0.0.0.3]network 172.16.97.5 0.0.0.0


[R9]ospf 1 router-id 9.9.9.9
[R9-ospf-1]a 3
[R9-ospf-1-area-0.0.0.3]network 172.16.97.6 0.0.0.0

area 4

[R9]ospf 2
[R9-ospf-2]a 4
[R9-ospf-2-area-0.0.0.4]network 172.16.129.1 0.0.0.0
[R9-ospf-2-area-0.0.0.4]network 172.17.130.0 0.0.0.255
进行路由引入（双向）
[R9]ospf 1
[R9-ospf-1]import-route ospf 2
[R9-ospf-1]q
[R9]ospf 2
[R9-ospf-2]import-route ospf 1
[R9-ospf-2]


[R10]ospf 1 router-id 10.10.10.10
[R10-ospf-1]a 4
[R10-ospf-1-area-0.0.0.4]network 172.16.129.2 0.0.0.0
[R10-ospf-1-area-0.0.0.4]network 172.16.131.10 0.0.0.255

测试

area 1

area 2

area 3

area 4

4.配置mgre vpn

配置nhrp

[R3]int t 0/0/0
[R3-Tunnel0/0/0]ip address 172.16.6.3 24
[R3-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp 
[R3-Tunnel0/0/0]source 34.0.0.3
[R3-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 1000
[R3-Tunnel0/0/0]nhrp entry multicast dynamic 
[R3-Tunnel0/0/0]ospf network-type broadcast 

[R5]int t 0/0/0
[R5-Tunnel0/0/0]ip address 172.16.6.5 24
[R5-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp
[R5-Tunnel0/0/0]source s 4/0/0
[R5-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 1000
[R5-Tunnel0/0/0]nhrp entry 172.16.6.3 34.0.0.3 register 
[R5-Tunnel0/0/0]ospf network-type broadcast

[R6]int t 0/0/0
[R6-Tunnel0/0/0]ip address 172.16.6.6 24
[R6-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp
[R6-Tunnel0/0/0]source s 4/0/0
[R6-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 1000
[R6-Tunnel0/0/0]nhrp entry 172.16.6.3 34.0.0.3 register 
[R6-Tunnel0/0/0]ospf network-type broadcast


[R7]int t 0/0/0
[R7-Tunnel0/0/0]ip address 172.16.6.7 24
[R7-Tunnel0/0/0]tunnel-protocol gre p2mp
[R7-Tunnel0/0/0]source g 0/0/0
[R7-Tunnel0/0/0]nhrp network-id 1000
[R7-Tunnel0/0/0]nhrp entry 172.16.6.3 34.0.0.3 register
[R7-Tunnel0/0/0]ospf network-type broadcast

传递子网路由

[R3]ospf 1
[R3-ospf-1]a 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.6.0 0.0.0.255


[R5]ospf 1
[R5-ospf-1]a 0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.6.0 0.0.0.255


[R6]ospf 1
[R6-ospf-1]a 0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.6.0 0.0.0.255


[R7]ospf 1
[R7-ospf-1]a 0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.6.0 0.0.0.255

 测试[R1 ping R10]

5.配置NAT（easy-ip）

[R3]acl 2000
[R3-acl-basic-2000]rule permit source 172.16.0.0 0.0.255.255
[R3-acl-basic-2000]q
[R3]int s 4/0/0	
[R3-Serial4/0/0]nat outbound 2000


[R5]acl 2000
[R5-acl-basic-2000]rule permit source 172.16.0.0 0.0.255.255
[R5-acl-basic-2000]q
[R5]int s 4/0/0
[R5-Serial4/0/0]nat outbound 2000


[R6]acl 2000
[R6-acl-basic-2000]rule permit source 172.16.0.0 0.0.255.255
[R6-acl-basic-2000]q
[R6]int s 4/0/0	
[R6-Serial4/0/0]nat outbound 2000


[R7]acl 2000
[R7-acl-basic-2000]rule permit source 172.16.0.0 0.0.255.255
[R7-acl-basic-2000]q
[R7]int g 0/0/0
[R7-GigabitEthernet0/0/0]nat outbound 2000

6.进行区域间路由聚合

[R3]ospf 1
[R3-ospf-1]a 1
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]abr-summary 172.16.32.0 255.255.224.0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]q
[R3-ospf-1]q
防环	
[R3]ip route-static 172.16.32.0 19 null 0


[R6]ospf 1
[R6-ospf-1]a 2
[R6-ospf-1-area-0.0.0.2]abr-summary 172.16.64.0 255.255.224.0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.2]q
[R6-ospf-1]q
[R6]ip route-static 172.16.64.0 19 null 0


[R7]ospf 1
[R7-ospf-1]a 3
[R7-ospf-1-area-0.0.0.3]abr-summary 172.16.96.0 255.255.224.0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.3]q
[R7-ospf-1]q
[R7]ip route-static 172.16.96.0 19 null 0

7.进行域外路由聚合--精简area 0区域的lsdb/路由表

[R12]ospf 1	
[R12-ospf-1]asbr-summary 172.16.160.0 255.255.224.0
[R12-ospf-1]q
[R12]ip route-static 172.16.160.0 19 null 0


[R9]ospf 1	
[R9-ospf-1]asbr-summary 172.16.128.0 255.255.224.0
[R9-ospf-1]q
[R9]ip route-static 172.16.128.0 19 null 0

8.配置特殊区域--精简除area 0以外区域的lsdb/路由表

area 1

[R1]ospf 1
[R1-ospf-1]a 1
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no	
[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary 


[R2]ospf 1
[R2-ospf-1]a 1
[R2-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary 


[R3]ospf 1
[R3-ospf-1]a 1
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no	
[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary

area 2

[R6]ospf 1
[R6-ospf-1]a 2
[R6-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa no-summary


[R11]ospf 1
[R11-ospf-1]a 2
[R11-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa no-summary


[R12]ospf 1
[R12-ospf-1]a 2
[R12-ospf-1-area-0.0.0.2]nssa no-summary

area 3

[R7]ospf 1
[R7-ospf-1]a 3	
[R7-ospf-1-area-0.0.0.3]nssa no-summary 


[R8]ospf 1
[R8-ospf-1]a 3
[R8-ospf-1-area-0.0.0.3]nssa no-summary 


[R9]ospf 1
[R9-ospf-1]a 3
[R9-ospf-1-area-0.0.0.3]nssa no-summary

最后给R10手动配置一个缺省路由指向R9

[R10]ip route-static 0.0.0.0 0 172.16.129.1

或者用R9下发缺省路由

[R9]ospf 2
[R9-ospf-2]default-route-advertise

测试

9.加快收敛【更改hello时间】

[R1]int g 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R2]int g 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R3]int g 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R4]int g 0/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R4]int s 4/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R4]int s 4/0/1
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R4]int s 3/0/0
[R4-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R5]int s 4/0/0
[R5-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R6]int g 0/0/0
[R6-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R6]int s 4/0/0
[R6-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R7]int g 0/0/0
[R7-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R7]int g 0/0/1
[R7-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R8]int g 0/0/0
[R8-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R8]int g 0/0/1
[R8-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R9]int g 0/0/0
[R9-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R9]int g 0/0/1
[R9-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R10]int g 0/0/0
[R10-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R11]int g 0/0/0
[R11-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2
[R11]int g 0/0/1
[R11-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

[R12]int g 0/0/0
[R11-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 2

10.做区域认证、接口认证

[R3]ospf 1
[R3-ospf-1]a 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher 123456


[R5]ospf 1
[R5-ospf-1]a 0
[R5-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher 123456


[R6]ospf 1
[R6-ospf-1]a 0
[R6-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher 123456


[R7]ospf 1
[R7-ospf-1]a 0
[R7-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher 123456

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