华为动态路由-OSPF-骨干区
一、OSPF简介
1、OSPF概述
-
OSPF是一种开放式的、基于链路状态的内部网关协议（
IGP），用于在自治系统内部进行路由选择和通信。 -
OSPF是互联网工程任务组（
IETF）定义的标准之一，被广泛应用于企业网络和互联网中。 -
OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并维护一个基于链路状态的路由数据库，以选择最佳路径
2、OSPF特点
- 开放性（Open）： OSPF是一种开放标准，允许不同厂商的设备实现和互操作。
- 链路状态（Link State）： OSPF基于链路状态算法，维护每个节点对网络拓扑的全局视图。
- 分层设计（Hierarchical Design）： OSPF使用区域（Area）和自治系统（AS）的层次结构，提高了网络的可扩展性和管理性。
- 快速收敛（Fast Convergence）： OSPF通过及时更新链路状态信息和计算最短路径，实现快速的路由收敛。
- 支持多种网络类型（Support for Multiple Network Types）： OSPF支持多种网络类型，包括广播、点对点、点对多点等。
- 可扩展性（Scalability）： OSPF支持分布式计算和路由聚合，适用于大规模网络。
- 灵活性（Flexibility）： OSPF提供丰富的配置选项和路由策略，满足不同网络环境的需求
3. OSPF工作原理
- 邻居发现（Neighbor Discovery）： OSPF通过Hello报文进行邻居发现，并建立邻居关系。
- 链路状态更新（Link State Update）： OSPF通过
LSA（Link State Advertisement）报文交换链路状态信息。 - 路由计算（Route Calculation）： OSPF使用Dijkstra算法计算最短路径，并更新路由表。
- 路由选择（Route Selection）： OSPF根据最短路径选择最佳路由，并进行数据转发。
4. 其他路由的比较
- OSPF vs. RIP： OSPF是一种链路状态协议，支持快速收敛和分层设计，适用于大型网络；而RIP是一种距离矢量协议，收敛速度慢，适用于小型网络。
- OSPF vs.
EIGRP： OSPF是一种开放标准协议，适用于跨厂商网络；而EIGRP是思科专有协议，只适用于思科设备。 - OSPF vs. BGP： OSPF是一种内部网关协议（
IGP），用于自治系统内部的路由选择；而BGP是一种外部网关协议（EGP），用于自治系统之间的路由选择。
5. OSPF应用场景
- 企业网络： OSPF常用于企业内部网络中，实现内部路由选择和通信。
- 互联网服务提供商（
ISP）网络： OSPF常用于ISP网络中，实现自治系统内部的路由选择和互联互通。 - 校园网络和数据中心： OSPF常用于校园网络和数据中心中，实现网络的灵活性和可扩展性。
二、网络设计与区域划分
1. 设计网络拓扑
在设计网络拓扑时，考虑以下因素：
- 网络规模： 网络规模决定了设计的复杂度和区域划分的必要性。
- 网络层次结构： 使用分层结构可以简化管理和提高扩展性。
- 连接方式： 确定网络设备之间的连接方式，如全网状、分布式或集中式。
- 冗余设计： 考虑冗余路径和设备，以提高网络的可靠性和容错性。
2. 划分OSPF区域
划分OSPF区域有助于提高网络的可管理性和性能。常见的区域划分包括：
- Backbone Area（骨干区域）： 包含所有其他区域的中转区域，通常使用区域号0。
- Stub Area（Stub区域）： 没有外部路由信息，只能通过骨干区域访问其他区域的区域。
- Totally Stubby Area（全Stub区域）： 除了默认路由外，完全没有其他外部路由信息。
- Not-So-Stubby Area（
NSSA，半Stub区域）： 允许在区域内引入外部路由，但不允许它们传播到其他Stub区域。 - 区域间连接（Inter-Area Connection）： 确定区域之间的连接方式，如虚拟链路（Virtual Link）或汇总路由（Summary Route）。
3. 设计路由策略
在设计OSPF网络时，需要考虑以下路由策略：
- 路由汇总（Route Summarization）： 在区域边界进行路由汇总，减少路由表的大小和控制路由的数量。
- 路由过滤（Route Filtering）： 在网络边界过滤路由，控制路由的传播和选择。
- 路由优先级（Route Priority）： 确定不同路由之间的优先级，以实现特定流量的优先级传输。
- 负载均衡（Load Balancing）： 使用等价路径或策略路由实现负载均衡，优化网络资源利用率。
4. 实施和测试
在实施OSPF网络设计之前，务必进行充分的测试和验证，确保网络的稳定性和性能。测试包括：
- 功能测试： 确保OSPF协议的基本功能和配置正确。
- 性能测试： 测试网络的性能和吞吐量，确保满足预期的性能指标。
- 容错测试： 模拟设备故障和网络分区情况，测试网络的容错能力。
三、标准区域的特点与配置
1、Stub Area概述
- 应用场景： Stub Area通常用于大型企业网络或
ISP（互联网服务提供商）网络中，用于简化和优化路由信息传播。 - 区域边界路由器（
ABR）： 在OSPF网络中，ABR是连接不同区域的路由器。在Stub Area中，ABR负责将来自骨干区域的汇总路由信息传播到该区域，并接收该区域的路由信息传递给骨干区域。 - 配置要点： 在区域边界路由器上配置Stub Area，并根据需要配置默认路由。在Stub Area中，也可以选择配置全Stub Area以进一步限制外部路由信息的传播。
- 性能优势： 使用Stub Area可以降低网络的路由表大小和计算负载，从而提高网络的性能和可靠性。同时，通过汇总路由信息和限制外部路由信息的传播，可以更好地控制网络的路由选择和管理。
2、Stub Area的优点
-
不传递外部路由： Stub Area不会传递来自其他区域的外部路由信息，只接收来自骨干区域的汇总路由信息或默认路由。
-
接收汇总路由： Stub Area会接收来自骨干区域的汇总路由信息，以减少在该区域内的路由表项数量。
-
默认路由： 可以在Stub Area中配置默认路由，用于指示所有不在区域内的目的地。
-
节省网络带宽和资源： 不传递外部路由信息可以节省网络带宽和减少路由表大小，降低路由器的计算负载，提高网络性能。
-
简化网络配置和管理： Stub Area的配置相对简单，只需要在区域边界路由器上进行相应配置，有助于简化网络配置和管理。
3、Stub Area的配置步骤
- 区域类型配置
bash
Router(config)# router ospf <process-id>
Router(config-router)# area <area-id> stubLSA类型配置- 在Stub Area中，
LSA（链路状态通告）类型的配置通常由OSPF协议自动处理。Stub Area会自动阻止外部LSA类型的传播，只接收来自骨干区域的摘要LSA
- 在Stub Area中，
- 链路状态汇总配置
Stub Area会接收来自骨干区域的汇总路由信息。通常，这个过程是自动的，不需要额外配置。如果需要手动配置汇总路由，可以在
ABR（区域边界路由器）上使用命令summary-address来实现
bash
Router(config)# router ospf <process-id>
Router(config-router)# area <area-id> range <ip-address> <mask> [advertise | not-advertise]- 路由过滤配置
在Stub Area中，可以通过配置默认路由来指示所有不在该区域内的目的地，或者通过配置路由过滤来限制特定路由信息的传播
bash
Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 <next-hop>
Router(config)# router ospf <process-id>
Router(config-router)# default-information originate- 路由过滤配置（可选）：
bash
Router(config)# router ospf <process-id>
Router(config-router)# distribute-list <access-list> out <interface>四、实例演示
1、实验拓扑图
2、路由器1配置
apl
<Huawei>system-view
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
#更换名字
[Huawei]sysname R1
#开启DHCP
[R1]dhcp enable
Info: The operation may take a few seconds. Please wait for a moment.done.
#进入端口
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0
#配置IP
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.1.1 24
#进入端口
[R1-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
#配置IP
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.2.1 24
#进入端口
[R1-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2
#配置IP
[R1-GigabitEthernet0/0/2]ip address 192.168.10.254 24
#开启DHCP端口模式
[R1-GigabitEthernet0/0/2]dhcp select interface
[R1-GigabitEthernet0/0/2]quit
#创建ospf进程
[R1]ospf 10
#设置为骨干区域
[R1-ospf-10]area 0
#宣告网段
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 192.168.10.0 0.0.0.255
#宣告网段
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255
#宣告网段
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.2.0 0.0.0.2553、路由器2配置
apl
<Huawei>system-view
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname R2
[R2]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.1.2 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.3.1 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]quit
#创建ospf进程
[R2]ospf 10
#设置为骨干区域
[R2-ospf-10]area 0
#宣告网段
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255
#宣告网段
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.3.0 0.0.0.2554、路由器3配置
apl
<Huawei>system-view
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname R3
[R3]dhcp enable
Info: The operation may take a few seconds. Please wait for a moment.done.
[R3]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.3.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.2.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[R3-GigabitEthernet0/0/2]ip address 192.168.20.254 24
[R3-GigabitEthernet0/0/2]dhcp select interface
[R3-GigabitEthernet0/0/2]quit
[R3]ospf 10
[R3-ospf-10]area 0
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]network 192.168.20.0 0.0.0.255
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.3.0 0.0.0.255
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.2.0 0.0.0.255五、案例分析
1、路由表1
apl
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]dis 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
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
172.16.1.0/24 Direct 0 0 D 172.16.1.1 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.1.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.1.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.2.0/24 Direct 0 0 D 172.16.2.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.2.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.2.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.3.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
OSPF 10 2 D 172.16.2.2 GigabitEthernet
0/0/1
192.168.10.0/24 Direct 0 0 D 192.168.10.254 GigabitEthernet
0/0/2
192.168.10.254/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2
192.168.10.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2
192.168.20.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.2.2 GigabitEthernet
0/0/1
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack02、路由表2
apl
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]dis ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
Destinations : 13 Routes : 14
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
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
172.16.1.0/24 Direct 0 0 D 172.16.1.2 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.1.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.1.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.2.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.1.1 GigabitEthernet
0/0/0
OSPF 10 2 D 172.16.3.2 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.3.0/24 Direct 0 0 D 172.16.3.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.3.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.3.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
192.168.10.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.1.1 GigabitEthernet
0/0/0
192.168.20.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.3.2 GigabitEthernet
0/0/1
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack03、路由表3
apl
[R3-ospf-10-area-0.0.0.0]dis 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
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
172.16.1.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.3.1 GigabitEthernet
0/0/0
OSPF 10 2 D 172.16.2.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.2.0/24 Direct 0 0 D 172.16.2.2 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.2.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.2.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/1
172.16.3.0/24 Direct 0 0 D 172.16.3.2 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.3.2/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
172.16.3.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/0
192.168.10.0/24 OSPF 10 2 D 172.16.2.1 GigabitEthernet
0/0/1
192.168.20.0/24 Direct 0 0 D 192.168.20.254 GigabitEthernet
0/0/2
192.168.20.254/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2
192.168.20.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet
0/0/2
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack04、实验结果
