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构建互联互通的ip网络——（实验二：OSPF路由协议基础实验）

作者：IT小白 | 2024-03-22 11:52:29

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实验介绍

关于本实验

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

本实验将通过配置单区域OSPF，帮助学员理解OSPF基本配置与原理。

实验目的

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

实验组网介绍

OSPF路由协议基础实验拓扑

实验背景

R1、R2、R3都是各自网络的网关设备，现在需要通过OSPF动态路由协议，来实现这些网络之间的互联互通

实验任务配置

配置思路

1. 创建设备上的OSPF进程并使能接口上的OSPF功能

2. 配置OSPF认证

3. 通过OSPF发布默认路由

4. 通过修改Cost值控制OSPF选路

配置步骤

步骤一设备基础配置

# 按照实验一的步骤1、2、3、4完成路由器的命名、物理接口和LoopBack接口的IP地址配置

# 查看设备的路由表，以R1为例


[R1]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 11       Routes : 11       
 
Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags  NextHop         Interface
 
       10.0.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
      10.0.12.0/24  Direct  0    0           D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/3
      10.0.12.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
    10.0.12.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
      10.0.13.0/24  Direct  0    0           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    10.0.13.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

此时设备上仅存在直连路由。

步骤二完成OSPF基本配置

# 创建OSPF进程

[R1]ospf 1

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”。

# 创建OSPF区域并使能相应的接口

[R1-ospf-1]area 0

area命令用来创建OSPF区域，并进入OSPF区域视图


[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.1 0.0.0.255 
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.1 0.0.0.255 
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.1.1 0.0.0.0

network network-address wildcard-mask用来指定运行OSPF协议的接口。满足下面两个条件，OSPF协议才能在接口上运行：

1. 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。

2. 接口的IP地址必须在network命令指定的网段范围之内。

此时三个接口都被使能，同时属于区域0


[R2]ospf 
[R2-ospf-1]area 0
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.12.2 0.0.0.0 
[R2-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.23.2 0.0.0.0 
[R2-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。


[R3]ospf 
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.13.3 0.0.0.0 
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.23.3 0.0.0.0 
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]network 10.0.1.3 0.0.0.0

步骤三查看OSPF状态

# 查看OSPF邻居


[R1]display ospf peer 
 
         OSPF Process 1 with Router ID 10.0.1.1
                 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 36  sec 
   Retrans timer interval: 0 
   Neighbor is up for 00:00:30     
   Authentication Sequence: [ 0 ] 
                 Neighbors 
 Area 0.0.0.0 interface 10.0.12.1(GigabitEthernet0/0/3)'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: 4 
   Neighbor is up for 00:00:28     
   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。

# 查看IP路由表中由OSPF学习到的路由


[R1]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       	GigabitEthernet0/0/3
       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   	10.0.13.3       	GigabitEthernet0/0/1
                  OSPF    10   2           D   	10.0.12.2       	GigabitEthernet0/0/3
 
OSPF routing table status : <Inactive>
         Destinations : 0        Routes : 0

步骤四配置OSPF认证

# 在R1上配置接口认证


# 在R1上配置接口认证
[R1]interface GigabitEthernet0/0/1
[R1- GigabitEthernet0/0/1]ospf authentication-mode md5 1 cipher HCIA-Datacom
[R1]interface GigabitEthernet0/0/3
[R1- GigabitEthernet0/0/3]ospf authentication-mode md5 1 cipher HCIA-Datacom
[R1- GigabitEthernet0/0/3]display this 
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 ip address 10.0.12.1 255.255.255.0
 ospf authentication-mode md5 1 cipher foCQTYsq-4.A\^38y!DVwQ0#
#

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

# 查看当前的邻居状态


[R1]display ospf peer brief 
 
	 OSPF Process 1 with Router ID 10.0.1.1
		  Peer Statistic Information
 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Area Id          Interface                        Neighbor id      State    
 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Total Peer(s):     0

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R2上的接口认证


[R2]interface GigabitEthernet0/0/3
[R2- GigabitEthernet0/0/3]ospf authentication-mode md5 1 cipher HCIA-Datacom
[R2]interface GigabitEthernet0/0/4
[R2- GigabitEthernet0/0/4]ospf authentication-mode md5 1 cipher HCIA-Datacom

# 查看R2的邻居状态


[R2]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          GigabitEthernet0/0/3                    10.0.1.1        		Full        
 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Total Peer(s):     1

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


[R3]ospf
[R3-ospf-1]area 0
[R3-ospf-1-area-0.0.0.0]authentication-mode md5 1 cipher HCIA-Datacom

# 查看R3上的邻居状态


[R3]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          GigabitEthernet0/0/1             	10.0.1.1         Full        
 0.0.0.0          GigabitEthernet0/0/3             	10.0.1.2         Full        
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Total Peer(s):     2

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。

步骤五假设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


[R1]ospf 
[R1-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


 [R2]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   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/3
       10.0.1.1/32  OSPF   10   1           D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/3
       10.0.1.2/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
       10.0.1.3/32  OSPF   10   1           D   10.0.23.3       GigabitEthernet0/0/4
      10.0.12.0/24  Direct  	0    0           D   10.0.12.2       GigabitEthernet0/0/3
      10.0.12.2/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
    10.0.12.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
      10.0.13.0/24  OSPF   10   2           D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/3
                  OSPF   10   2           D   10.0.23.3       GigabitEthernet0/0/4
      10.0.23.0/24  Direct  	0    0           D   10.0.23.2       GigabitEthernet0/0/4
      10.0.23.2/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/4
    10.0.23.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/4
      127.0.0.0/8   Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
 
[R3]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       GigabitEthernet0/0/1
       10.0.1.1/32  OSPF   10   1           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
       10.0.1.2/32  OSPF  	10   1           D   10.0.23.2       GigabitEthernet0/0/3
       10.0.1.3/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
      10.0.12.0/24  OSPF   10   2           D   10.0.23.2       GigabitEthernet0/0/3
                  OSPF   10   2           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.0/24  Direct  	0    0           D   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.3/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    10.0.13.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.23.0/24  Direct  	0    0           D   10.0.23.3       GigabitEthernet0/0/3
      10.0.23.3/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
    10.0.23.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
      127.0.0.0/8   Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

R2与R3上已经学习到相应的默认路由。

步骤六通过修改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。


[R1]interface GigabitEthernet0/0/3 
[R1- GigabitEthernet0/0/3]ospf cost 10

# 查看R1的路由表


[R1]display ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 14       Routes : 14       
 
Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags   NextHop         Interface
 
       10.0.1.1/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       LoopBack0
       10.0.1.2/32  OSPF   10   2           D   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1
       10.0.1.3/32  OSPF   10   1           D   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.12.0/24  Direct  	0    0           D   10.0.12.1       GigabitEthernet0/0/3
      10.0.12.1/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
    10.0.12.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/3
      10.0.13.0/24  Direct  	0    0           D   10.0.13.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.13.1/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
    10.0.13.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet0/0/1
      10.0.23.0/24  OSPF   10   2           D   10.0.13.3       GigabitEthernet0/0/1
      127.0.0.0/8   Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
      127.0.0.1/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
127.255.255.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0
255.255.255.255/32  Direct  	0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

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


[R1]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 40 ms  50 ms  50 ms 
 
 2 10.0.23.2 60 ms  110 ms  70 ms

结果验证

1. 通过ping功能检查设备各接口之间的联通性。

2. 通过关闭接口模拟链路故障，查看路由表的变化。

配置参考

R1的配置


#
 sysname R1
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.13.1 255.255.255.0
 ospf authentication-mode md5 1 cipher %^%#`f*R'6q/RMq(+5*g(sP~SB8oQ49;%7WE:07P7X:W%^%#
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 ip address 10.0.12.1 255.255.255.0
 ospf cost 10
 ospf authentication-mode md5 1 cipher %^%#]e)pBf~7B0.FM~U;bRAVgE$U>%X;>T\M\tLlYRj2%^%#
#
interface LoopBack0
 ip address 10.0.1.1 255.255.255.255
#
ospf 1
 default-route-advertise always
 area 0.0.0.0
  network 10.0.1.1 0.0.0.0
  network 10.0.12.0 0.0.0.255
  network 10.0.13.0 0.0.0.255
#
return

R2的配置


#
 sysname R2
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 ip address 10.0.12.2 255.255.255.0       
 ospf authentication-mode md5 1 cipher %^%#z+72ZaTk2+v/g7E~AmR"NFYAKC>LZ8~Y`[**Gh=&%^%#
#
 interface GigabitEthernet0/0/4
 ip address 10.0.23.2 255.255.255.0
 ospf authentication-mode md5 1 cipher %^%#=@2jEBu!{&UYoB*(RDVLc5t~<1B_a-PwC$WH%jQ3%^%#
#
interface LoopBack0
 ip address 10.0.1.2 255.255.255.255
#
ospf 1
 area 0.0.0.0
  network 10.0.1.2 0.0.0.0
  network 10.0.12.2 0.0.0.0
  network 10.0.23.2 0.0.0.0
#
return

R3的配置


#
 sysname R3
#
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 10.0.13.3 255.255.255.0
#
interface GigabitEthernet0/0/3
 ip address 10.0.23.3 255.255.255.0
#                                         
interface LoopBack0
 ip address 10.0.1.3 255.255.255.255
#
ospf 1
 area 0.0.0.0
  authentication-mode md5 1 cipher %^%#Rl<:SVln1M>[Gk"v/OeSEW|:0:4*h;b|-d:N"s{>%^%#
  network 10.0.1.3 0.0.0.0
  network 10.0.13.3 0.0.0.0
  network 10.0.23.3 0.0.0.0
#
return

思考题

1. 步骤6中，R2回复R1的ICMP报文的路径是什么样的？试着解释一下原因。

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构建互联互通的ip网络——（实验二：OSPF路由协议基础实验）

实验介绍

关于本实验

实验目的

实验组网介绍

实验背景

实验任务配置

配置思路

配置步骤

步骤一 设备基础配置

步骤二 完成OSPF基本配置

步骤三 查看OSPF状态

步骤四 配置OSPF认证

步骤五 假设R1为所有网络的出口，所以在R1上向OSPF宣告默认路由

步骤六 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

结果验证

配置参考

R1的配置

R2的配置

R3的配置

思考题

步骤一设备基础配置

步骤二完成OSPF基本配置

步骤三查看OSPF状态

步骤四配置OSPF认证

步骤五假设R1为所有网络的出口，所以在R1上向OSPF宣告默认路由

步骤六通过修改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