华为动态路由-OSPF-完全末梢区域

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 复制代码

Router(config)# router ospf <process-id>
Router(config-router)# area <area-id> stub

LSA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
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 复制代码

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 复制代码

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 复制代码

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 复制代码

#进入视图
[Huawei]sysname R1
#开启DHCP服务
[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 192.168.10.254 24
#开启DHCP
[R1-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select interface
#进入端口
[R1-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 172.16.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1]quit
#创建进程
[R1]ospf 10
#进入骨干区域
[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
[R1-ospf-10-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255

3、路由器2配置

apl 复制代码

<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 172.16.2.1 24
[R2-GigabitEthernet0/0/1]quit
#创建进程
[R2]ospf 10
#进入骨干区域
[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
[R2-ospf-10-area-0.0.0.0]quit
#进入标准区域
[R2-ospf-10]area 1
#宣告网段
[R2-ospf-10-area-0.0.0.1]network 172.16.2.0 0.0.0.255
#开启末梢模式关闭汇总=完全末梢区域
[R2-ospf-10-area-0.0.0.1]stub no-summary

4、路由器3配置

apl 复制代码

<Huawei>system-view
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[Huawei]sysname R3
[R3]dhcp enable
[R3]interface GigabitEthernet 0/0/0 
[R3-GigabitEthernet0/0/0]ip address 172.16.2.2 24
[R3-GigabitEthernet0/0/0]interface GigabitEthernet 0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.20.254 24
[R3-GigabitEthernet0/0/1]dhcp select interface
[R3-GigabitEthernet0/0/1]quit
#创建进程
[R3]ospf 10
[R3-ospf-10]area 1
#宣告网段
[R3-ospf-10-area-0.0.0.1]network 192.168.20.0 0.0.0.255
[R3-ospf-10-area-0.0.0.1]network 172.16.2.0 0.0.0.255
#开启末梢模式关闭汇总=完全末梢区域
[R3-ospf-10-area-0.0.0.1]stub no-summary

五、案例分析

1、路由表1

apl 复制代码

<R1>dis ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 12       Routes : 12       

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
0/0/1
     172.16.1.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
   172.16.1.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
     172.16.2.0/24  OSPF    10   2           D   172.16.1.2      GigabitEthernet
0/0/1
   192.168.10.0/24  Direct  0    0           D   192.168.10.254  GigabitEthernet
0/0/0
 192.168.10.254/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
 192.168.10.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
   192.168.20.0/24  OSPF    10   3           D   172.16.1.2      GigabitEthernet
0/0/1
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

2、路由表2

apl 复制代码

<R2>dis ip routing-table 
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Tables: Public
         Destinations : 12       Routes : 12       

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  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
   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   172.16.2.2      GigabitEthernet
0/0/1
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

3、路由表3

apl 复制代码

<R3>dis 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
# 这条因为不去学习其他区域的路由，所以直接生成了一条默认路由
        0.0.0.0/0   OSPF    10   2           D   172.16.2.1      GigabitEthernet
0/0/0
      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
     172.16.2.0/24  Direct  0    0           D   172.16.2.2      GigabitEthernet
0/0/0
     172.16.2.2/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
   172.16.2.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/0
   192.168.20.0/24  Direct  0    0           D   192.168.20.254  GigabitEthernet
0/0/1
 192.168.20.254/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
 192.168.20.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       GigabitEthernet
0/0/1
255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

4、实验结果