华为路由器静态路由协议（华为路由器动态路由协议OSPF详细及单域配置）

一、OSPF的特点

路由器之间交流的语言是报文，而报文是通过协议承载的，路由协议有静态的，也有动态的，OSPF是动态协议中使用较为广泛的一种。

在OSPF网络中，每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告LSA（Link State Advertisement），并通过更新报文将LSA发送给网络中的其它路由器。

OSPF交互的是链路状态信息，路由器的选路是一种“自主行为”，LSA只是一种选路的参考信息。

每台路由器都通过链路状态数据库LSDB(Link State DataBase)掌握全网的拓扑结构。如下图所示，每台路由器都会收集其它路由器发来的LSA，所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库LSDB。

LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述。

路由器将LSDB转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反映。在网络拓扑稳定的情况下，各个路由器得到的有向图是完全相同的。

路由器根据最短路径优先(Shortest Path First)算法计算到达目的网络的路径，而不是根据路由通告来获取路由信息。

每台路由器根据有向图，使用SPF算法计算出一棵以自己为根的最短路径树，这棵树给出了到自治系统中各节点的路由。

总之，LSDB保证路由器能够时刻掌握全网的拓扑结构，SPF算法保证路由器能够迅速计算出到达目的网络的最短路径。

二、OSPF的运行机制

1、通过交互Hello报文形成邻居关系

2、通过泛洪LSA通告链路状态信息

3、通过组建LSDB形成带权有向图

4、通过SPF算法计算并形成路由

5、维护和更新路由表

三、OSPF报文类型

一共有5种报文类型，包括

1、Hello报文

2、DD报文（Database Description packet），

3、LSR报文（Link State Request packet）

4、LSU报文（Link State Update packet）

5、LSAck报文（Link State Acknowledgment packet）

四、OSPF支持的网络类型

1、广播类型（Broadcast）

2、NBMA类型（Non-Broadcast Multi-Access）

3、点到多点P2MP类型（Point-to-Multipoint）

4、点到点P2P类型（Point-to-Point）

五、相关概念1、Router ID

如果要运行OSPF协议，必须存在Router ID。Router ID是一个32比特无符号整数，是一台路由器在自治系统中的唯一标识。

Router ID的设定有两种方式：

通过命令行手动配置，在实际网络部署中，建议手工配置OSPF的Router ID，因为这关系到协议的稳定。

通过协议自动选取。

如果没有手动配置Router ID，设备会从当前接口的IP地址中自动选取一个作为Router ID。其选取顺序是：

• 优先从Loopback地址中选择最大的IP地址作为Router ID。
• 如果没有配置Loopback接口，则在接口地址中选取最大的IP地址作为Router ID。

在路由器运行了OSPF并确定了Router ID后，如果该Router ID对应的接口Down或者接口消失（例如执行了undo interface loopback loopback-number）或者出现更大的IP地址，OSPF将仍然保持原Router ID。只有重新配置系统的Router ID或者OSPF的Router ID，并且重新启动OSPF进程后，才会进行Router ID的重新选取。

2、COST

OSPF使用cost“开销”作为路由度量值。

每一个激活OSPF的接口都有一个cost值。OSPF接口cost=100M/接口带宽，其中100M为OSPF的参考带宽（reference-bandwidth）。

一条OSPF路由的cost由该路由从路由的起源一路到达本地的所有入接口cost值的总和。

OSPF使用接口带宽来衡量路径开销，带宽更优（开销越小）的路由被优选，目前有两个版本，V2版本适用于IPv4的环境，V3版本适用于IPv6的环境。

由于默认的参考带宽是100M，这意味着更高带宽的传输介质（高于100M）在OSPF协议中将会计算出一个小于1的分数，这在OSPF协议中是不允许的（会被四舍五入为1）。而现今网络设备很多都是大于100M带宽的接口，这时候路由cost的计算其实就不精确了。所以可以使用bandwidth-reference命令修改，但是这条命令要谨慎使用，一旦要配置，则建议全网OSPF路由器都配置。

六、单区域OSPF配置

OSPF的配置

1、开启OSPF进程

• 在全局模式下使用ospf进程号来开启ospf进程
• 设备上可以运行多个OSPF进程，因此后边要跟个进程号，不同进程之间相当于不同路由协议，他们之间不会交互路由信息。
• 进程号只是具有本地意义，不会在邻居之间传递。

2、划分普通区域

area0表示将这些网段的接口划分到区域0内。OSPF为了在大型网络中提高效率，将网络按照区域分割开，这里我们将所有接口划分到区域0内。

3、发布路由信息

• 使用network命令发布路由信息，建立邻居关系。由网络位、反掩码和区域号组成。
• 网络位和反掩码合并起来，表示一个IP地址的范围，如果接口IP地址在这个范围以内，则OSPF将这个接口IP地址所在的网段发布给邻居，并且尝试在这条链路上和对方建立邻居关系。
• 反掩码一般用来表示一段IP地址和范围，掩码中的0对应必须匹配的位置，1对应不用匹配的位置。

七、网络拓扑

八、IP规划九、配置9.1 PC1

IP：172.16.1.1

掩码：255.255.255.0

网关：192.16.1.254

9.2 PC2

IP：172.16.2.1

掩码：255.255.255.0

网关：192.16.2.254

9.3 PC3

IP：172.16.3.1

掩码：255.255.255.0

网关：192.16.3.254

9.4 AR1

[huawei]sys AR1

[AR1]int g0/0/0

[AR1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.12.1 24

[AR1-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1

[AR1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.13.1 24

[AR1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2

[AR1-GigabitEthernet0/0/2]ip address 172.16.1.254 24

查看

[AR1]display ip interface brief

9.5 AR2

[huawei]sys AR2

[ar2]int g0/0/0

[ar2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.12.2 24

[ar2-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1

[ar2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.23.1 24

[ar2-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2

[ar2-GigabitEthernet0/0/2]ip address 172.16.2.254 24

查看配置情况

[ar2]display ip interface brief

9.6 AR3

[huawei]sys ar3

[ar3]int g0/0/0

[ar3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.23.2 24

[ar3-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1

[ar3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.13.2 24

[ar3-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2

[ar3-GigabitEthernet0/0/2]ip address 172.16.3.254 24

查看配置情况

[ar3]disp ip interface brief

现在查看路由表

在AR1上

<AR1>disp ip routing-table

由上图可知，在AR1上没有到172.16.2.0和172.16.3.0网段的路由，所以PC1无法与PC2，PC3进行正常通信。

由上图知悉，PC1不能与PC2进行通信。

由上图知悉，PC1与PC3不能进行通信。

9.7 配置OSPF

在每个经过OSPF的路由器上都要配置。

9.7.1 在AR1上配置

[AR1]ospf 1

[AR1-ospf-1]area 0

[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.12.0 0.0.0.255

[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.13.0 0.0.0.255

[AR1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255

9.7.2 在AR2上配置

[ar2]ospf 1

[ar2-ospf-1]area 0

[ar2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.12.0 0.0.0.255

[ar2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.23.0 0.0.0.255

[ar2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.2.0 0.0.0.255

由于AR1的GE0/0/0接口和AR2的GE0/0/0接口相连，并且AR1的GE0/0/0接口以及配置OSPF协议，所有在AR2上的接口GE0/0/0配置OSPF后，该接口出现OSPF邻居状态的7种变化。Down—init—2way—ExStart—Exchange—Loading—Full。

9.7.3 在AR3上配置

[ar3]ospf 1

[ar3-ospf-1]area 0

[ar3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.23.0 0.0.0.255

[ar3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.13.0 0.0.0.255

[ar3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.3.0 0.0.0.255

9.8查看9.8.1 ospf邻居关系详细信息

<AR1>disp ospf peer brief

由上图知悉，以上表示 R1 上能看到 R2 和R3邻居，有邻居的 route-ID, 状态，本地接口和区域等。

9.8.2查看邻居状态

<AR1>dis ospf peer

OSPF Process 1 with Router ID 172.16.12.1

Neighbors

Area 0.0.0.0 interface 172.16.12.1(GigabitEthernet0/0/0)'s neighbors

Router ID: 172.16.12.2 Address: 172.16.12.2

State: Full Mode:Nbr is Master Priority: 1

DR: 172.16.12.1 BDR: 172.16.12.2 MTU: 0

Dead timer due in 38 sec

Retrans timer interval: 5

Neighbor is up for 00:29:00

Authentication Sequence: [ 0 ]

Neighbors

Area 0.0.0.0 interface 172.16.13.1(GigabitEthernet0/0/1)'s neighbors

Router ID: 172.16.23.2 Address: 172.16.13.2

State: Full Mode:Nbr is Master Priority: 1

DR: 172.16.13.1 BDR: 172.16.13.2 MTU: 0

Dead timer due in 34 sec

Retrans timer interval: 5

Neighbor is up for 00:08:47

Authentication Sequence: [ 0 ]

<AR1>

其中

OSPF Process 1 with Router ID 172.16.12.1

//是本路由器的Router ID，由于本实验没有手动配置Router ID，也没有使用Loopback接口，所有是从该路由器的接口地址中选取。

Area 0.0.0.0

//邻居所属的区域0

interface 172.16.12.1(GigabitEthernet0/0/0)'s neighbors

//本路由器与邻居相连的接口,IP地址是172.16.12.1，接口是GigabitEthernet0/0/0

Router ID: 172.16.12.2

//邻居Router ID

Address: 172.16.13.2

//邻居接口地址

State: Full

//邻居状态：

Full：该状态说明，邻居的LSDB已经同步完成，双方建立了Full邻接关系

还有几种状态说明

Mode:Nbr is Master

//邻居是Master，主动发送DD报文

//Mode

DD交换进程中的作用为Master或Slave：

Nbr is Master：邻居是Master，主动发送DD报文

Nbr is Slave：邻居是Slave，配合Master发送DD报文

Priority: 1

// Priority，邻居的优先级是1

DR: 172.16.12.1

// DR,指定路由器

BDR: 172.16.12.2

//BDR,备份指定路由器

MTU: 0

//MTU,邻居接口MTU的值

Dead timer due in 38 sec

//Dead定时器在38秒后到时

Retrans timer interval: 5

//重传LSA的时间间隔为5，单位为秒

Authentication Sequence: [ 0 ]

//认证序列号

查看OSPF路由协议

<AR1>display ip routing-table protocol ospf

<AR1>display ospf brief

由上图知悉，接口的的开销，状态，接口网络类型。

9.8.3 查看 LSDB 表项

<AR1>display ospf lsdb

以上输出表示能看到一类的和 2 类的 LSA。

LSA类型

十、测试

PC1到PC2

经过的路径

PC1到PC3

经过的路径

PC>tracert 172.16.3.1

此时OSPF单域的实验完成。

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