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OSPF路由协议配置

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OSPF(开放式最短路径优先)是一种基于链路状态的内部网关协议(IGP),广泛应用于接入网和城域网中。与RIP不同,OSPF支持动态路由配置和复杂的区域划分功能。配置OSPF时需要为路由器接口分配IP地址,并创建相应的区域和邻居关系。通过简单的配置即可建立完整的OSPF网络拓扑结构,并通过命令查看路由信息和邻居状态。

1、OSPF 简介

该OSPF(开放式最短路径优先)协议是由IETF组织开发的一个基于链路状态的网络内AS域IGP系统,并广泛应用于接入网和城域网。

在OSPF之前出现时,在网络中主要依赖RIP作为内网关协议。然而由于其基于距离矢量算法的特点,在收敛速度较慢、容易产生循环路径以及缺乏良好的扩展性方面存在明显缺陷。因此最终逐渐被具备全面解决这些问题能力的OSPF所取代

相较于RIP动态路由协议而言,OSPF路由的配置更加复杂。其功能也更加的强大。

该系统具有明显特性:不仅支持一台路由器配置多种OSPF路由进程(OIGP),还能将一个自治系统(AS)分割为多个区域(Area),并根据路由器的地理位置和功能划分不同类型的OSPF路由器以及相应的路由类型;同时能够实现不同网络架构间的互联。

然而,在性能方面与RIP相当的情况下,OSPF仍属于IGP(内部网关协议)范畴内的动态路由协议之一。因此,在实际应用中,OSPF也只能在单个自治系统(AS)内部运行其路由机制。总体而言,在网络架构设计中选择OSPF作为核心动态路由协议时,默认会采用其基于链路状态通告(LSA)的信息交换机制,并依靠Hello报文、DBD报文、LSR报文、LSU报文以及LCk报文等五种特定的通信报文来实现邻居节点间的连接建立以及同一区域内所有路由器之间 LSDB 数据库信息的一致性同步过程。最终的结果是构建起一个完整统一区域内的拓扑结构数据库。

动态路由具有一个显著的共同特征:即协议的整体功能相对较为复杂。然而最基本的部分相对来说较为简单。例如,在OSPF路由器中就可观察到这一现象——通过简单的OSPF基本功能配置即可构建出最基础的OSPF网络架构。然而在开始配置OSPF的基本功能之前,则需要先设置相关接口的网络层地址以确保各相邻节点间的网络层可达性

OSPF基本功能的配置任务和流程如下:

  1. 初始化OSPF过程。
  2. 设置OSPF区域。
  3. 启用OSPF协议。
  4. (可选)配置虚拟连接以支持网络间通信。
  5. (可选)调整LSA更新频率以优化网络性能。

该网络的基本拓扑架构通过图示呈现,在此架构下所有路由器均运行OSPF协议,并将整个自治系统划分为三个独立的区域。其中RouterA和RouterB分别作为Area Border Router(ABR)负责转发不同区域的路由信息。经过配置后,在该网络中每台路由器应当能够掌握其内部AS域至所有网络段的完整路由信息。

2、基本配置思路分析

OSPFRS的基本配置相对简单,在网络设备中通常包括以下步骤:首先启动OSPF进程,在此基础上划分所需网络区域;随后,在相关路由器或接口上启用OSPF协议;然而,在开展上述操作前,请确保预先设置好所有相关路由器接口的IP地址以避免连接冲突。

本示例通过网络层视图中启用 OSPF 方式完成配置设置,避免在每个具体接口上单独进行启动设置。

3、具体配置步骤

对多个路由器的端口进行 IP 地址设置。作为示范案例,在此详细说明 RouterA 端口的配置方案。对于 RouterB、RouterC、RouterD、RouterE 和 RouterF 端口,则采用了相同的技术路线。

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 <Huawei> system-view

    
 [Huawei] sysname RouterA
    
 [RouterA] interface gigabitethernet 1/0/0
    
 [RouterA-GigabitEthernet1/0/0] ip address 192.168.0.1 24
    
 [RouterA-GigabitEthernet1/0/0] quit
    
 [RouterA] interface gigabitethernet 2/0/0
    
 [RouterA-GigabitEthernet2/0/0] ip address 192.168.1.1 24
    
 [RouterA-GigabitEthernet2/0/0] quit
    
    
    
    
    AI助手

设置OSPF基础功能。在本示例中仅涉及单个进程中运行,在生成OSPF进程时,默认采用1号进程。

在RouterA上进行配置:因为RouterA作为ABR设备,需要分别创建其所属的两个网络区域,并在每个区域内声明或指定相应的接口与网段连接。

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 [RouterA] ospf router id 1.1.1.1

    
 [RouterA-ospf-1] area 0
    
 [RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.0.0 0.0.0.255
    
 [RouterA-ospf-1-area-0.0.0.0] quit
    
 [RouterA-ospf-1] area 1
    
 [RouterA-ospf-1-area-0.0.0.1] network 192.168.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterA-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
    
    
    
    
    AI助手

在配置OSPF基础功能时,最核心的要点在于各个OSPF接口的网络段广播。类似于RIP的网络段广播方式,在OSPF中也可以通过单条network命令实现对同一网络下所有子接口的一次性广播。值得注意的是,在OSPF中使用的network命令与RIP中的工作原理存在显著差异。

在RIP协议中所宣布的道路只能限于直接指定对应IP地址所在的自然网络内的路劲由于这种机制不需要明确声明子网络分界因此其路劲描述较为简洁;相比之下OSPF协议则更加灵活它不仅支持直接声明对应IP地址所在的基础网络还能通过指定相应的网络接口实现跨网络广播这种机制允许其支持包括单个网络到多网络范围内的复杂路劲配置具体配置则需结合目标网络范围及对应的反向通配符掩码信息以确保通信的有效性

另外,在OSPF网段通告时要特别注意的是,在不同区域、不同进程中所通告的网段路由不能有包含、交叉关系,当然更不能是完全重叠关系(这种情况主要发生在连接多个区域的 ABR 上)。如本示例中的 RouterA 上的 GE1/0/0 接口所连接的网段是192.168.0.0/24,GE2/0/0接口连接的网段是192.168.1.0/24,如果它们是在同一区域中,则完全可以用 192.168.0.0/16 的路由进行通告,但因为现在它们是在不同区域中,所以两个区域中都不能这样宣告,只能分别宣告,以免重叠。

同时这些接口位于不同OSPF进程的情况下也不行——它们都不能被配置为相同接口类型的...子网的原因是因为这会导致这两个OSPF进程所管理的网络范围出现重叠的情况。例如,在本示例中的RouterB也同样面临这一问题

RouterB上的配置:与RouterA一样属于ABR,配置方法也一样。

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 [RouterB] ospf router id 2.2.2.2

    
 [RouterB-ospf-1] area 0
    
 [RouterB-ospf-1-area-0.0.0.0] network 192.168.0.0 0.0.0.255
    
 [RouterB-ospf-1-area-0.0.0.0] quit
    
 [RouterB-ospf-1] area 2
    
 [RouterB-ospf-1-area-0.0.0.2] network 192.168.2.0 0.0.0.255
    
 [RouterB-ospf-1-area-0.0.0.2] quit
    
    
    
    
    AI助手

在RouterC上进行配置时,在该设备属于Area1区域内的内部路由器范畴内;因此,只需针对Area1网络架构展开设置,并对其中所有接口所连接的子网段进行声明即可完成配置工作。

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 [RouterC] ospf router id 3.3.3.3

    
 [RouterC-ospf-1] area 1
    
 [RouterC-ospf-1-area-0.0.0.1] network 192.168.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterC-ospf-1-area-0.0.0.1] network 172.16.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterC-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
    
    
    
    
    AI助手

RouterD上的配置:与RouterC一样属于区域内部路由器,配置方法也一样。

复制代码
 [RouterD] ospf router id 4.4.4.4

    
 [RouterD-ospf-1] area 2
    
 [RouterD-ospf-1-area-0.0.0.2] network 192.168.2.0 0.0.0.255
    
 [RouterD-ospf-1-area-0.0.0.2] network 172.17.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterD-ospf-1-area-0.0.0.2] quit
    
    
    
    
    AI助手

RouterE上的配置:与RouterC一样属于区域内部路由器,配置方法也一样。

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 [RouterE] ospf router id 5.5.5.5

    
 [RouterE-ospf-1] area 1
    
 [RouterE-ospf-1-area-0.0.0.1] network 172.16.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterE-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
    
    
    
    
    AI助手

RouterF上的配置:与RouterC一样属于区域内部路由器,配置方法也一样。

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 [RouterF] ospf router id 6.6.6.6

    
 [RouterF-ospf-1] area 2
    
 [RouterF-ospf-1-area-0.0.0.2] network 172.17.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterF-ospf-1-area-0.0.0.2] quit
    
    
    
    
    AI助手

通过采用一种简洁明了的配置方案就实现了所有网络段上的OSPF基本路由设置。在所有路由器上都可以运行展示OSPF邻居关系的查看命令来观察各自的情况。以下是RouterA上的实例输出结果,在此可以看到该路由器与RouterB以及RouterC之间建立了完整的邻接连接关系。

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 [RouterA] display ospf peer

    
 OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
    
 Neighbors
    
 Area0.0.0.0 interface 192.168.0.1(GigabitEthernet1/0/0)'s neighbors
    
 Router ID: 2.2.2.2 Address: 192.168.0.2
    
 State:Full Mode:Nbr is Master Priority: 1
    
 DR: 192.168.0.2 BDR: 192.168.0.1 MTU: 0
    
 Dead timer due in 36 sec
    
 Retrans timer interval: 5
    
 Neighbor is up for 00:15:04
    
 Authentication Sequence: [ 0 ]
    
 Neighbors
    
 Area0.0.0.1 interface 192.168.1.1(GigabitEthernet2/0/0)'s neighbors
    
 Router ID: 3.3.3.3 Address: 192.168.1.2
    
 State:Full Mode:Nbr is Master Priority: 1
    
 DR: 192.168.1.2 BDR: 192.168.1.1 MTU: 0
    
 Dead timer due in 39 sec
    
 Retrans timer interval: 5
    
 Neighbor is up for 00:07:32
    
 Authentication Sequence: [ 0 ]
    
    
    
    
    AI助手

改写说明

通过查看RouterA的输出信息, 我们可以看到该路由器已经实现了对所有非直接连接网络段的支持. 在此过程中, 直接与该路由器进行通信连接的道路级网络不会出现在OSPF路径规划结果中; 相反, 这些相关的道路级链接会以IP路径规划的形式呈现于相关设备. 这一结果验证了上述配置方案的成功实施.

复制代码
 [RouterC-ospf-1] area 1

    
 [RouterC-ospf-1-area-0.0.0.1] network 192.168.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterC-ospf-1-area-0.0.0.1] network 172.16.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterC-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
    
    
    
    
    AI助手

RouterD上的配置:与RouterC一样属于区域内部路由器,配置方法也一样。

复制代码
 [RouterD] ospf router id 4.4.4.4

    
 [RouterD-ospf-1] area 2
    
 [RouterD-ospf-1-area-0.0.0.2] network 192.168.2.0 0.0.0.255
    
 [RouterD-ospf-1-area-0.0.0.2] network 172.17.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterD-ospf-1-area-0.0.0.2] quit
    
    
    
    
    AI助手

RouterE上的配置:与RouterC一样属于区域内部路由器,配置方法也一样。

复制代码
 [RouterE] ospf router id 5.5.5.5

    
 [RouterE-ospf-1] area 1
    
 [RouterE-ospf-1-area-0.0.0.1] network 172.16.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterE-ospf-1-area-0.0.0.1] quit
    
    
    
    
    AI助手

RouterF上的配置:与RouterC一样属于区域内部路由器,配置方法也一样。

复制代码
 [RouterF] ospf router id 6.6.6.6

    
 [RouterF-ospf-1] area 2
    
 [RouterF-ospf-1-area-0.0.0.2] network 172.17.1.0 0.0.0.255
    
 [RouterF-ospf-1-area-0.0.0.2] quit
    
    
    
    
    AI助手

完成所有节点的OSPF基础配置只需进行简洁设置。接下来可以在各个路由器上使用display ospf peer命令显示各自对应的OSPF 邻居状态。以RouterA为例展示输出结果:该设备发现其直接邻居RouterB和RouterC均处于连接状态,并显示完整的邻接信息。

复制代码
 [RouterA] display ospf peer

    
 OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1
    
 Neighbors
    
 Area0.0.0.0 interface 192.168.0.1(GigabitEthernet1/0/0)'s neighbors
    
 Router ID: 2.2.2.2 Address: 192.168.0.2
    
 State:Full Mode:Nbr is Master Priority: 1
    
 DR: 192.168.0.2 BDR: 192.168.0.1 MTU: 0
    
 Dead timer due in 36 sec
    
 Retrans timer interval: 5
    
 Neighbor is up for 00:15:04
    
 Authentication Sequence: [ 0 ]
    
 Neighbors
    
 Area0.0.0.1 interface 192.168.1.1(GigabitEthernet2/0/0)'s neighbors
    
 Router ID: 3.3.3.3 Address: 192.168.1.2
    
 State:Full Mode:Nbr is Master Priority: 1
    
 DR: 192.168.1.2 BDR: 192.168.1.1 MTU: 0
    
 Dead timer due in 39 sec
    
 Retrans timer interval: 5
    
 Neighbor is up for 00:07:32
    
 Authentication Sequence: [ 0 ]
    
    
    
    
    AI助手

该系统可通过 display ospf routing 视图功能观察各路由器上的 OSPF 路由信息分布情况。通过查看 RouterA 的输出实例可知,在其 OSPF 路由表中可观察到所有未与之直接连接的网络段信息(值得注意的是:直连网络段对应的路由不会包含于 OSPF 路由表中;相反地,在 IP 本地路由表中可能出现的相关数据)。这表明上述配置已成功实施。

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