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试验二 开放式最短路径优先协议 OSPF

网工1301班 吴兴龙 26810917

【试验目】

1. 掌握 OSPF 报文格式
2. 掌握 OSPF 工作过程
3. 了解常见 LSA 结构及 LSDB 结构

【试验课时】

提议 4 课时

【试验环境配置】

采取网络结构三

【试验原理】

一. OSPF 报文格式

二. OSPF 工作过程

三. OSPF 链路状态公告类型
路由器链路 LSA: 用来通知路由器全部链路。

网络链路 LSA: 用来宣告连接到某个网络上链路。

汇总链路到网络 LSA: 用来宣告在这个区域以外其她网络存在。

汇总链路到 AS 边界路由器 LSA: 用来宣告到 AS 边界路由器路由。

外部链路 LSA: 用来宣告在 AS 外部全部网络。

【试验步骤】

练习一: 分析 OSPF 报文, 了解 OSPF 工作过程
1. 主机 C、 D 开启协议分析器开始捕捉数据, 并设置过滤条件（提取 OSPF 协议）。
2. 主机 B 和主机 E 开启 OSPF 协议并添加新接口:
a. 主机 B 开启 OSPF 协议（在命令行方法下, 输入“ospf_config routerid 1.1.1.1”）; b. 主机 E 开启 OSPF 协议（在命令行方法下, 输入“ospf_config routerid 2.2.2.2”）; c. 添加主机 B 接口:
添加 IP 为 192.168.0.2 接口: 在命令行方法下输入 “ospf_config interface "192.168.0.2 接口名" 0.0.0.0 192.168.0.2 255.255.255.0”;
d. 添加主机 E 接口:
添加 IP 为 192.168.0.1 接口: 在命令行方法下输入 “ospf_config interface "192.168.0.1 接口名" 0.0.0.0 192.168.0.1 255.255.255.0”;

3. 观察主机 B、 E OSPF 相关信息, 宏观了解该路由器基础信息:
a. 在命令行方法下, 经过输入“ospf_config showarea”察看区域信息。
b. 在命令行方法下, 经过输入“ospf_config showlsdb”察看链路状态数据库信息。
c. 在命令行方法下, 经过输入“ospf_config showneighbor”察看邻居信息。

4. 观察路由表, 假如出现了 OSPF 路由, 则路由表示到稳定态,表明两台路由器成功建 立邻居关系并交换路由信息。
. 在命令行下使用“netsh routing ip show rtmroutes”, 分析主机 B 和主机 E 路由表条 目。

主机B路由表中除了含有172.16.0.0和192.168.0.0网络信息外, 还含有172.16.1.0网络信息。 主机E路由表中除了含有172.16.1.0和192.168.0.0网络信息外, 还含有172.16.0.0网络信息。
5. 察看主机 C、 D 捕捉数据, 分析 OSPF 5 种协议报文, 了解 OSPF 工作过程:
a. Hello 报文
在会话分析中找到 “192.168.0.2—224.0.0.5” 会话, 观察该会话第一个报文
B_PKT1, 填写表格;
找出第一个含有字段“邻站 IP 地址”报文 B_PKT2, 填写表格; 找出第一个字段“指定路由器 IP 地址”值不为 0.0.0.0 报文 B_PKT3, 填写表格; 在会话分析中找到“192.168.0.1—224.0.0.5”会话, 观察该会话第一个报 文 E_PKT1,
填写表格;
找出第一个含有字段“邻站 IP 地址”报文 E_PKT2, 填写表格; 找出第一个字段“指定路由器 IP 地址”值不为 0.0.0.0 报文 E_PKT3, 填写表格;
192.168.0.2—224.0.0.5 会话

类型
路由器
ID
区域
ID
路由器优 先级
指定路由器 IP
地址
备份指定路由器
IP 地址
邻站 IP 地址
(若有)
B_PKT1
1
111.111.111.111
0.0.0.0
1
0.0.0.0
0.0.0.0
无
B_PKT2
1
111.111.111.111
0.0.0.0
1
0.0.0.0
0.0.0.0
222.222.222.222
B_PKT3
1
111.111.111.111
0.0.0.0
1
192.168.0.1
192.168.0.2
222.222.222.222
192.168.0.5—224.0.0.5 会话

类型
路由器
ID
区域
ID
路由器优 先级
指定路由器 IP
地址
备份指定路由器
IP 地址
邻站 IP 地址
(若有)
E_PKT1
1
222.222.222.222
0.0.0.0
1
0.0.0.0
0.0.0.0
无
E_PKT2
1
222.222.222.222
0.0.0.0
1
0.0.0.0
0.0.0.0
111.111.111.111
E_PKT3
1
222.222.222.222
0.0.0.0
1
192.168.0.1
192.168.0.2
111.111.111.111
依据基础理论和上面填写数据, 回复下面问题:
1. Hello 报文作用是什么？
发觉及维持邻居关系, 选举DR、 BDR。
2. 路由器间邻接关系是怎样建立？
所谓“邻接关系”是指OSPF路由器以交换路由信息为目, 在所选择相邻路由器之间建立一个关系。路由器首先发送拥有本身ID信息（Loopback端口或最大IP地址）Hello报文。与之相邻路由器假如收到这个Hello报文, 就将这个报文内ID信息加入到自己Hello报文内。假如路由器某端口收到从其她路由器发送含有本身ID信息Hello报文, 则它依据该端口所在网络类型确定是否能够建立邻接关系。
3. 指定路由器(DR)、 备份指定路由器(BDR)是怎样选举出来？
不一样类型网络选举DR和BDR方法不一样。MultiAccess网络支持多个路由器, 在这种情况下,OSPF需要建立起作为链路状态和LSA更新中心节点。选举利用Hello报文内ID和优先权字段值来确定。优先权字段值大小从0到255, 优先权值最高路由器成为DR。假如优先权值大小一样, 则ID值最高路由器选举为DR, 优先权值次高路由器选举为BDR。优先权值和ID值都能够直接设置。
b. Database Description 报文
逐一观察 Database Description 报文, 注意字段“初始化标识”、 “更多标识”、 “主/从 位”、 “报文序号”改变情况。
1. Database Description 报文作用是什么？
描述当地LSDB情况。
2. 路由器间主从关系是怎样确定？
Router ID大为master, 小为servant, Seq只能由master增加。
3. OSPF 是经过什么方法确保数据正确传输？
经过隐式确定（不单独发送确定报文, 在正常数据交互报文中包含确定信息）方法。
c. Link State Request 报文
观察字段“链路状态类型”、 “链路状态 ID”、 “发送经过路由器”值。
1. Link State Request 报文作用是什么？
向对端请求本端没有或对端更新LSA。
d. Link State Update 报文
观察该报文各字段值及 LSA 信息。
1.Link State Update 报文作用是什么？
向对方更新LSA。
2.该报文是怎样描述其她路由器信息？
经过各个LSA信息描述。
e. Link State Acknowledge 报文
观察该报文各字段值及 LSA 信息。
1. Link State Acknowledge 报文作用是 什么？
收到LSU报文后, 进行确定。
6. 结合上面对报文分析结果, 绘制 OSPF 工作过程示意图。
7. 主机 B 和主机 E 命令行下输入“recover_config”命令, 停止 OSPF 协议。

练习二: 分析 LSA、 LSDB, 了解 LSA 作用
1. 主机 A、 C、 D、 F 开启协议分析器进行数据捕捉并设置过滤条件（提取 OSPF 协议）。
2. 主机 B、 E 开启 OSPF 协议、 添加接口并进行区域划分（主机 B 为区域 0 和区域 1 边 界路由器, 主机 E 为区域 1 内路由器）:
a. 主机 B、 E 开启 OSPF 协议: 主机 B 在命令行方法下, 输入“ospf_config routerid 2.2.2.2”;
主机 E 在命令行方法下, 输入“ospf_config routerid 3.3.3.3”;
b. 进行区域划分: 主机 B 在命令行方法下, 输入“ospf_config area 0.0.0.0 172.16.0.0 255.255.255.0”、 “ospf_config area 1.1.1.1 192.168.0.0 255.255.255.0”;
主机 E 在命令行方法下, 输入“ospf_config area 1.1.1.1 192.168.0.0 255.255.255.0”、 “ospf_config area 1.1.1.1 172.16.1.0 255.255.255.0”;
c. 添加接口: 添加主机 B 接口: 添加 IP 为 172.16.0.1 接口: 在命令行方法下输 入“ospf_config interface "172.16.0.1 接口名" 0.0.0.0 172.16.0.1 255.255.255.0”; 添加 IP 为 192.168.0.2 接口: 在命令行方法下输入“ospf_config interface "192.168.0.2 接口名" 1.1.1.1 192.168.0.2 255.255.255.0”;
添加主机 E 接口: 添加 IP 为 192.168.0.1 接口: 在命令行方法下输入“ospf_config interface "192.168.0.1 接口名" 1.1.1.1 192.168.0.1 255.255.255.0”;
添加 IP 为 172.16.1.1 接口: 在命令行方法下输入“ospf_config interface "172.16.1.1
接口名" 1.1.1.1 172.16.1.1 255.255.255.0”;

3. 察看捕捉到结果, 在链路状态(LSA)类型为 1、 2、 3 报文中任取一个, 分析这些链路 状态结构及作用, 填写下表:

生产者
所描述路由
传输范围
类型 1(路由器)
本区域路由器
描述本区域路由器链路到该区域
状态和代价
仅在单个区域
内洪泛
类型 2(网络)
由DR产生
含有连接某个区域路由器全部 链路状态和代价信息。
单个区域内
类型 3(网络摘要)
由ABR产生
含有ABR与当地内部路由器连接 信息, 能够描述本区域到主干区域链路信息。它通常汇总缺省路由而不是传送汇总OSPF信 息给其她网络。
本区域到主干区域
4. 主机 B、 E 在命令行方法下, 经过输入“ospf_config showlsdb”察看每个路由器链路状态 数据库信息, 验证对报文分析结果。

5.主机 B 和主机 E 命令行下输入“recover_config”命令, 停止 OSPF 协议。

【思索问题】

1. OSPF 使用 IP, 这么做有何优点？在 Database Description 报文中,
OSPF 是经过什么方法确保数据正确传输？
OSPF使用自己规则确保DD报文可靠传输, OSPF对于其它报文可靠性不做特殊要求, 所以无须使用TCP等协议, 从而增加了性能。在使用OSPF进行通信两台路由器上, 在DD报文中首先经过选举产生“主/从”路由器, 后继报文使用“主”路由器提供报文序号开始标识每一个报文, “主”路由器负责更新报文序号（顺次加1）, “从”路由器无权更新报文序号（参见试验原理中“OSPF工作过程”）。OSPF是经过这种方法确保数据正确传输。
2. 为何 OSPF 报文比 RIP 报文传输得愈加快？
更新不会感到不方便。然而, 路由器和计算机以比人快得多速度运行。不得不 等上3 0秒进行一次更新才会有很显著不利结果。比仅仅等上3 0秒进行一次更新更具破坏性却是不得不等上1 8 0秒来作废一条路由。而这只是一台路由器开始进行收敛所需时间量。依靠于互联路由器个数及它们拓扑结构, 可能需要反复更新才能完全收敛于新拓扑。R I P路由器收敛速度慢会发明很多机会使得无效路由仍被错误地作为有效路由进行广播。显然, 这么会降低网络性能。