多區(qū)域OSPF路由協(xié)議實驗的設計與實現(xiàn)

郭佳

摘 要：對于中小型園區(qū)網(wǎng)絡架構來說，RIP路由協(xié)議有著小型、快速的特點。但是對于較大范圍的網(wǎng)絡來說RIP這種基于距離矢量路由協(xié)議就顯得無能為力了，為了彌補這種不足，IETF組織于20世紀80年代末開發(fā)了一種基于鏈路狀態(tài)的內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議——OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優(yōu)先）。本文主要闡述OSPF協(xié)議多區(qū)域的原理及實驗設計，讓學生更好的理解OSPF協(xié)議的應用環(huán)境和網(wǎng)絡工程實現(xiàn)。

關鍵詞：OSPF；RIP路由協(xié)議；原理；配置

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）29-0114-02

1 OSPF路由協(xié)議原理

OSPF協(xié)議具有種收斂快、路由無環(huán)、擴展性好等優(yōu)點，被快速接受并廣泛使用。鏈路狀態(tài)算法路由協(xié)議互相通告的是鏈路狀態(tài)信息，每臺路由器都將自己的鏈路狀態(tài)信息（包含接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)絡類型、該鏈路的開銷等）發(fā)送給其他路由器，并在網(wǎng)絡中泛洪，當每臺路由器收集到網(wǎng)絡內(nèi)所有鏈路狀態(tài)信息后，就能擁有整個網(wǎng)絡的拓撲情況，然后根據(jù)整網(wǎng)拓撲情況運行SPF算法，得出所有網(wǎng)段的最短路徑。

2 OSPF多區(qū)域配置

在OSPF單區(qū)域中，每臺路由器都需要收集其他所有路由器的鏈路狀態(tài)信息，如果網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大，鏈路狀態(tài)信息也會隨之不斷增多，這將使得單臺路由器上鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫非常龐大，導致路由器負擔加重，也不便于維護管理。為了解決上述問題，OSPF協(xié)議可以將整個自治系統(tǒng)劃分為不同的區(qū)域（Area）。

鏈路狀態(tài)信息只在區(qū)域內(nèi)部泛洪，區(qū)域之間傳遞的只是路由條目而非鏈路狀態(tài)信息，因此大大減少了路由器的負擔。當一臺路由器屬于不同區(qū)域時稱它為區(qū)域邊界路由器（Area Border Router，ABR），負責傳遞區(qū)域間路由信息。區(qū)域間的路由信息傳遞類似距離矢量算法，為了防止區(qū)域間產(chǎn)生環(huán)路，所有非骨干區(qū)域之間的路由信息必須經(jīng)過骨干區(qū)域，也就是說非骨干區(qū)域必須和骨干區(qū)域相連，且非骨干區(qū)域之間不能直接進行路由信息交互。

3 OSPF多區(qū)域?qū)嶒炘O計

3.1 實驗內(nèi)容

根據(jù)企業(yè)常見的工程案例情景來設計本實驗。R1、R2、R3、R4為企業(yè)總部核心區(qū)域設備，屬于區(qū)域0，R5屬于新增分支機構A的網(wǎng)關設備，R6屬于新增分支機構B的網(wǎng)關設備。PC-1和PC-2分別屬于分支機構A和B，PC-3和PC-4屬于總部管理員登錄設備，用于管理網(wǎng)絡。在該網(wǎng)絡中，如果設計方案采用單區(qū)域配置，則會導致單一區(qū)域LSA數(shù)目過于龐大，導致路由器開銷過高，SPF算法過于頻繁。因此網(wǎng)絡管理員選擇配置多區(qū)域方案進行網(wǎng)絡配置，將兩個新分支運行在不同的OSPF區(qū)域中，其中R5屬于區(qū)域1，R6屬于區(qū)域2。

3.2 實驗編址（見表1）

3.3 實驗拓撲（見圖1）

3.4 實驗步驟

（1）配置骨干路由器

在公司總部路由器R1、R2、R3、R4上創(chuàng)建OSPF進程，并在骨干區(qū)域0視圖下通告總部各網(wǎng)段。

[R1]ospf 1

[R1-ospf-1]area 0

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.0 0.0.0.255

[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.0 0.0.0.255

[R2]ospf 1

[R2-ospf-1]area 0

[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.0 0.0.0.255

[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.24.0 0.0.0.255

[R3]ospf 1

[R3-ospf-1]area 0

[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.0 0.0.0.255

[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.34.0 0.0.0.255

[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.3.0 0.0.0.255

[R4]ospf 1

[R4-ospf-1]area 0

[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.34.0 0.0.0.255

[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.24.0 0.0.0.255

[R4-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.4.0 0.0.0.255

（2）配置非骨干路由器

在分支A的路由器R5上創(chuàng)建OSPF進程，創(chuàng)建并進入?yún)^(qū)域1，并通告分支A的相應網(wǎng)段。

[R5]ospf 1

[R5-ospf-1]area 1

[R5-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.0.15.0 0.0.0.255

[R5-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.0.35.0 0.0.0.255

[R5-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.0.1.0 0.0.0.255

在R1和R3上也創(chuàng)建并進入?yún)^(qū)域1視圖，將與R5相連的接口進行通告。

[R1]ospf 1

[R1-ospf-1]area 1

[R1-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.0.15.0 0.0.0.255

[R3]ospf 1

[R3-ospf-1]area 1

[R3-ospf-1-area-0.0.0.1]network 10.0.35.0 0.0.0.255

配置完成后查看OSPF鄰居狀態(tài)。

4 結束語

從各路由器信息表狀態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)R5與R1和R3的OSPF鄰居關系建立正常，除OSPF區(qū)域2內(nèi)的路由外，相關OSPF路由條目都已經(jīng)獲得。在拓撲中，R1和R3兩臺連接不同區(qū)域的路由器成為ABR，可以同時屬于兩個以上的區(qū)域。其他區(qū)域路由條目都是通過“Sum-Net”這類LSA獲得，而這類LSA是不參與本區(qū)域的SPF算法運算的。至此，OSPF多區(qū)域配置完成。

參考文獻：

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[3]盛偉.淺析OSPF協(xié)議的算法[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（19）：95.