工单任务1 配置OSPF单区域
一、工作准备
想一想
1.OSPF协议的全称是什么？它是什么类型的路由协议？
2.骨干区域Area 0与其他Area的关系是什么？什么是边界路由器？
3.基本OSPF配置有哪些？
二、任务描述
任务场景
在RA、RB路由器上配置OSPF单区域路由，实现全网通，如图1-31所示。
施工拓扑
施工拓扑图如图1-31所示。
图1-31 施工拓扑图
设备环境
本实验采用Packet Tracer进行实验，使用路由器型号为Router-PT，数量为2台，计算机2台。
三、任务实施
（1）使用Packet Tracer搭建好拓扑图，使用路由器的型号为Router-PT。
（2）根据拓扑要求配置PC1和PC2主机的IP地址，如图1-32所示。
（3）配置路由器接口地址。
图1-32 PC1的IP地址配置
在RA路由器上配置IP地址。
在RB路由器上配置IP地址。
（4）配置OSPF。
RA的OSPF配置。
RB的OSPF配置。
（5）验证。
查看RA的路由表。
从RA的路由表可以看出，RA通过OSPF协议学习到了RB的192.168.30.0网段路由，OSPF的路由标记为“O”。
查看RB的OSPF邻居信息。
通过RB的邻居表可以发现，RA和RB建立了邻接关系，并且RA的路由ID为1.1.1.1。
连通性测试：如图1-33所示，在PC1上通过ping命令测试，发现可以ping通PC2，实验成功。
图1-33 连通性测试
写一写
写出路由器OSPF相应的配置命令。
结论：
四、任务评价
五、相关知识
1.OSPF协议简介和特点
OSPF是Open Shortest Path First（开放最短路由优先协议）的缩写。它是IETF（Internet Engineering Task Force）组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协议（IGP），用于在单一自治系统（Autonomous System，AS）内决策路由。在IP网络上，它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态地发现并传播路由。当前OSPF协议使用的是第二版，最新的RFC是2328。
为了弥补距离矢量协议的局限性和缺点，发展了链路状态协议。OSPF链路状态协议有以下优点。
①适应范围：OSPF支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。
②最佳路径：OSPF是基于带宽来选择路径的。
③快速收敛：如果网络的拓扑结构发生变化，OSPF立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。
④无自环：由于OSPF通过收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，因此从算法本身保证了不会生成自环路由。
⑤子网掩码：由于OSPF在描述路由时携带网段的掩码信息，因此OSPF协议不受自然掩码的限制，为VLSM和CIDR提供很好的支持。
⑥区域划分：OSPF协议允许自治系统的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽象，从而减少了占用网络的带宽。
⑦等值路由：OSPF支持到同一目的地址的多条等值路由。
⑧路由分级：OSPF使用4类不同的路由，按优先顺序，分别是区域内路由、区域间路由、第一类外部路由、第二类外部路由。
⑨支持验证：它支持基于接口的报文验证，以保证路由计算的安全性。
⑩组播发送：OSPF在有组播发送能力的链路层上以组播地址发送协议报文，既达到了广播的作用，又最大限度地减少了对其他网络设备的干扰。
OSPF链路状态（Link State）协议有以下两个问题要注意。
①在初始发现过程中，链路状态路由协议会在网络传输线路上进行泛洪（flood），因此会大大削弱网络传输数据的能力。
②链路状态路由对存储器容量和处理器处理能力敏感。
2.OSPF支持的网络类型
OSPF支持的网络类型如下。
（1）Point-to-Point：链路层协议是PPP或LAPB时，默认网络类型为点到点网络。无须选举DR和BDR，当只有两个路由器的接口要形成邻接关系时才使用。
（2）Broadcast：链路层协议是Ethernet、FDDI、Token Ring时，默认网络类型为广播网，以组播的方式发送协议报文。
（3）NBMA：链路层协议是帧中继、ATM、HDLC或X.25时，默认网络类型为NBMA。手工指定邻居。
（4）Point-to-Multipoint（P2MP）：没有一种链路层协议会默认为Point-to-Multipoint类型。点到多点必然是由其他网络类型强制更改的，常见的做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。多播hello包自动发现邻居，无须手动指定邻居。
NBMA与P2MP之间的区别：
①在OSPF协议中，NBMA是指那些全连通的、非广播、多点可达网络；而点到多点的网络则并不需要一定是全连通的。
②NBMA是一种默认的网络类型。点到多点不是默认的网络类型，点到多点是由其他网络类型强制更改的。
③NBMA用单播发送协议报文，需要手动配置邻居；点到多点是可选的，既可以用单播发送报文，也可以用多播发送报文。
④在NBMA中需要选举DR与BDR，而在P2MP网络中没有DR与BDR。另外，广播网中也需要选举DR和BDR。
3.OSPF的报文类型
OSPF的报文类型一共有以下5种。
（1）HELLO报文（Hello Packet）：最常用的一种报文，周期性地发送给本路由器的邻居。内容包括一些定时器的数值、DR、BDR，以及自己已知的邻居。HELLO报文中包含有Router ID、Hello/deadintervals、Neighbors、Area-ID、Router priority、DR IPaddress、BDR IP address、Authenticationpassword、Stub area flag等信息，其中Hello/deadintervals、Area-ID、Authenticationpassword、Stub area flag必须一致，相邻路由器才能建立邻居关系。
（2）DBD报文（Database Description Packet）：两台路由器进行数据库同步时，用DBD报文来描述自己的LSDB，内容包括LSDB中每一条LSA的摘要（摘要是指LSA的HEAD，通过该HEAD可以唯一标识一条LSA）。这样做是为了减少路由器之间传递信息的量，因为LSA的HEAD只占一条LSA的整个数据量的一小部分，根据HEAD，对端路由器就可以判断出是否已经有了这条LSA。
（3）LSR报文（Link State Request Packet）：两台路由器互相交换DBD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地LSDB所缺少的或是对端更新的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。
（4）LSU报文（Link State Update Packet）：用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。
（5）LSAck报文（Link State Acknowledgment Packet）：用来对接收到的DBD、LSU报文进行确认，内容是需要确认的LSA的HEAD（一个报文可对多个LSA进行确认）。
4.OSPF路由配置
（1）创建一个OSPF进程，进程号的范围为1～65 535。
（2）配置当前路由的ID，相当于每台路由器在OSPF中的名称，同一区域内不能相同，格式和IP地址相同，都是点分十进制，取值范围为0.0.0.0～255.255.255.255。
（3）将直连网络发布到OSPF中，这里和RIP协议不同的地方在于，发布时需要添加所对应网段的反掩码和区域编号。
六、课后练习
1.OSPF路由协议适用于基于（ ）的协议。
A.IP B.TCP C.UDP D.ARP
2.在OSPF路由协议中，两个在同一区域内运行OSPF的路由器之间的关系是（ ）。
A.Neighbor B.Adjacency C.没有关系 D.以上答案均不正确
3.OSPF路由协议以（ ）报文来封装自己的协议报文，协议号是89。
A.IP报文 B.IPX报文 C.TCP报文 D.UDP报文
4.在OSPF路由协议计算出的路由中，（ ）的优先级最低。
A.区域内路由 B.区域间路由
C.第一类外部路由 D.第二类外部路由
5.OSPF路由协议区域间的环路避免是通过（ ）实现的。
A.分层结构的拓扑 B.基于SPF计算出的无环路径
C.基于Area ID D.基于AS ID