任务3 完成动态路由实现多园区网络连通（单区域OSPF）
任务描述
某超市新开分店,原超市网络为A区,使用10.10.10.0/24和10.10.20.0/24两个网段;新店网络为B区,使用192.168.1.0/24网段。为了实现两个店区网络互联,形成多园区的网络,网络管理员使用两个路由器,通过高速同步串口（Serial）连接两个店区。考虑到网络的可扩充性,网络管理员决定配置OSPF（开放最短路径优先）动态路由协议来达到网络互联的目的。
本任务将介绍在单区域内配置动态路由OSPF来实现多园区网络连接的技术。
相关知识
OSPF是一种基于链路状态的路由协议,能更好地适用于大型网络。与RIP v2不同, OSPF不采用跳数,而使用开销Cost值来衡量链路的好坏。开销Cost值与很多网络参数相关,包括带宽、延时、距离等,不受物理跳数限制,开销Cost值越小,链路越好。OSPF路由协议的管理距离为110,可信度高于RIP的路由。
任务解析
在设备上配置OSPF动态路由协议的命令也比较简单,在全局模式下使用“router ospf进程号”命令进入路由配置模式,然后使用“network 网段 反掩码 area 区域号”命令宣告本设备上的所有网段即可。进程号是一个1～65 535的任意整数,只对本地有效。反掩码是一个32位的二进制整数,由于它与子网掩码刚好相反（1变0,0变1）而得名。人们可简单地使用点分十进制表示的二进制数255.255.255.255减去点分十进制表示的子网掩码,结果即为反掩码。比如,子网掩码255.255.0.0的反掩码是0.0.255.255,计算如下:
255.255.255.255—255.255.0.0＝0.0.255.255
反掩码中的“0”的位数,用于指定设备（如路由器）需要精确匹配的IP地址的位数。
可将整个网络看成一个OSPF路由区域（Area）,以一个非负整数作为区域号。
任务实施
一、搭建网络拓扑
在PACKET TRACER软件中搭建如图4-7所示网络拓扑,各设备及端口地址见表4-5,请注意:本拓扑图中三层交换机、路由器的所有端口均在骨干区Area 0内。
图4-7
表4-5
续表
二、配置路由器R1的端口
Router（config）＃host R1
R1（config）＃int f0/0
R1（config-if）＃ip address 10.10.30.1 255.255.255.0
R1（config-if）＃no shut
R1（config-if）＃exit
R1（config）＃int s2/0
R1（config-if）＃ip address 11.1.1.1 255.255.255.0
R1（config-if）＃clock rate 64000
R1（config-if）＃no shut
R1（config-if）＃exit
R1（config）＃
三、配置路由器R2的端口
Router（config）＃host R2
R2（config）＃int f0/0
R2（config-if）＃ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
R2（config-if）＃no shut
R2（config-if）＃exit
R2（config）＃int s2/0
R2（config-if）＃ip address 11.1.1.2 255.255.255.0
R2（config-if）＃no shut
R2（config-if）＃exit
R2（config）＃
四、配置交换机及VLAN
配置三层交换机S1的端口及VLAN,并开启路由功能。
Switch（config）＃host S1
S1（config）＃vlan 10
S1（config-vlan）＃ex
S1（config）＃vlan 20
S1（config-vlan）＃ex
S1（config）＃int vl 10
S1（config-if）＃ip add 10.10.10.1 255.255.255.0
S1（config-if）＃no sh
S1（config-if）＃ex
S1（config）＃int vl 20
S1（config-if）＃ip add 10.10.20.1 255.255.255.0
S1（config-if）＃no sh
S1（config-if）＃ex
S1（config）＃int ran f0/1-10
S1（config-if-range）＃swi acc vl 10
S1（config-if-range）＃ex
S1（config）＃int ran f0/11-20
S1（config-if-range）＃swi acc vl 20
S1（config-if-range）＃ex
S1（config）＃int f0/24
S1（config-if）＃no switchport
S1（config-if）＃ip add 10.10.30.2 255.255.255.0
S1（config-if）＃no sh
S1（config-if）＃ex
S1（config）＃ip routing
S1（config）＃
五、查看S1、R1、R2上的路由
在特权模式下使用“show ip route”命令分别查看S1、R1、R2上的路由。
S1上路由:
C 10.10.10.0 is directly connected, Vlan10
C 10.10.20.0 is directly connected, Vlan20
C 10.10.30.0 is directly connected, FastEthernet0/24
R1上路由:
C 10.10.30.0 is directly connected, FastEthernet0/0
C 11.1.1.0 is directly connected, Serial2/0
R2上路由:
C 11.1.1.0 is directly connected, Serial2/0
C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
很显然,S1上缺少11.1.1.0/24、192.168.1.0/24网段的路由信息,R1上缺少10.10. 10.0/24、10.10.20.0/24、11.1.1.0/24、192.168.1.0/24网段的路由信息,R2上缺少10.10. 10.0/24、10.10.20.0/24、10.10.30.0/24网段的路由信息,所以此时全网仅PC1与PC2互通（三层交换机上的SVI技术）。
六、在S1上配置OSPF路由协议
S1（config）＃router ospf 1 !进入OSPF路由配置模式
S1（config-router）＃network 10.10.10.0 0.0.0.255 area 0 !采用反掩码在骨干区域（Area 0）中宣告本设备连接网段
S1（config-router）＃network 10.10.20.0 0.0.0.255 area 0
S1（config-router）＃network 10.10.30.0 0.0.0.255 area 0
S1（config-router）＃ex
S1（config）＃
七、在R1上配置OSPF路由协议
Router（config）＃router ospf 1
Router（config-router）＃network 10.10.30.0 0.0.0.255 area 0
Router（config-router）＃network 11.1.1.0 0.0.0.255 area 0
Router（config-router）＃ex
Router（config）＃
八、在R2上配置OSPF路由协议
Router（config）＃router ospf 1
Router（config-router）＃network 11.1.1.0 0.0.0.255 area 0
Router（config-router）＃network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
Router（config-router）＃ex
Router（config）＃
九、再次查看S1、R1、R2上的路由
在特权模式下再次使用“show ip route”命令分别查看S1、R1、R2上的路由。
S1上路由:
C 10.10.10.0 is directly connected, Vlan10
C 10.10.20.0 is directly connected, Vlan20
C 10.10.30.0 is directly connected, FastEthernet0/24
O 11.1.1.0 [110/65] via 10.10.30.1, 00:08:16, FastEthernet0/24
O 192.168.1.0/24 [110/66] via 10.10.30.1, 00:06:43, FastEthernet0/24
说明:字母“O”代表OSPF类型的路由,此时由设备自动生成了11.1.1.0/24、192.168. 1.0/24两网段的OSPF路由信息。从路由信息可知:由此设备（S1）到11.1.1.0/24网段的开销Cost值为65,下一跳地址为10.10.30.1;到192.168.1.0/24网段的开销Cost值为66,下一跳地址仍为10.10.30.1。
R1上路由:
O 10.10.10.0 [110/2] via 10.10.30.2, 00:16:26, FastEthernet0/0
O 10.10.20.0 [110/2] via 10.10.30.2, 00:16:26, FastEthernet0/0
C 10.10.30.0 is directly connected, FastEthernet0/0
C 11.1.1.0 is directly connected, Serial2/0
O 192.168.1.0/24 [110/65] via 11.1.1.2, 00:14:43, Serial2/0
R2上路由:
O 10.10.10.0 [110/66] via 11.1.1.1, 00:18:15, Serial2/0
O 10.10.20.0 [110/66] via 11.1.1.1, 00:18:15, Serial2/0
O 10.10.30.0 [110/65] via 11.1.1.1, 00:18:15, Serial2/0
C 11.1.1.0 is directly connected, Serial2/0
C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
十、配置PC1、PC2和PC3的IP地址、子网掩码和网关地址并进行连通性测试
表4-5所示为配置PC1、PC2和PC3的IP地址、子网掩码和网关地址,进行连通性测试。此时,计算机PC1、PC2和PC3均已互相连通,完成A区和B区的网络互联。
任务小结
本任务网络拓扑中只有一个OSPF区域,所以是骨干区域Area 0,所有网络设备的端口均包含在此骨干区域内。在设备上配置OSPF路由协议时,只需要关注本设备连接的网段并宣告（请注意反掩码及区域号的使用）,网络中所有配置了OSPF路由协议的设备,均会自动生成相关的OSPF路由信息,可大大减轻网络管理难度和工作量。
拓展提高
OSPF路由中的开销Cost值是路由穿越的那些中间网络的开销的累加,单条链路开销Cost的计算公式为108/带宽,带宽单位是b/s,也即100 M除以带宽。
在局域网中,100 M以太网的Cost值为108/100 M＝1;串口连接的T1链路,其带宽是1.544 M,其Cost值为108/1.544 M＝64。
课后自测
在PACKET TRACER软件中搭建如图4-8所示网络拓扑,各设备及端口地址见表4-6,为实现全网贯通,要求如下:
图4-8
表4-6
（1）完成各计算机终端IP地址、子网掩码和默认网关的配置。
（2）完成各设备端口的地址配置。
（3）在S1、R1、R2上配置OSPF路由协议。
（4）测试连通性,查看、记录并阅读各路由器上的路由信息。