实验二 开放式最短路径优先协议OSPF

实验二开放式最短路径优先协议OSPF

网工1301班 吴兴龙 201326810917

【实验目的】

1. 掌握 OSPF的报文格式 2. 掌握 OSPF的工作过程

3.了解常见的LSA的结构及LSDB的结构

【实验学时】

建议4学时

【实验环境配置】

采用网络结构三

【实验原理】

一.

OSPF的报文格式

二.

OSPF的工作过程

三.

OSPF链路状态公告类型

路由器链路LSA：用来通知路由器的所有链路。

网络链路LSA：用来宣布连接到某个网络上的链路。

汇总链路到网络LSA：用来宣布在这个区域以外的其他网络的存在。

汇总链路到AS边界路由器LSA：用来宣布到AS边界路由器的路由。

外部链路LSA：用来宣布在AS外部的所有网络。

【实验步骤】

练习一：分析OSPF报文，理解OSPF工作过程

1.主机C、D启动协议分析器开始捕获数据，并设置过滤条件（提取OSPF协议）。 2.主机B和主机E启动OSPF协议并添加新接口：

a.主机B启动OSPF协议（在命令行方式下，输入“ospf_configrouterid1.1.1.1”）；b.主机E启动OSPF协议（在命令行方式下，输入“ospf_configrouterid2.2.2.2”）；c. 添加主机 B的接口：

添加 IP 为 192.168.0.2 的接口：在命令行方式下输入 “ospf_configinterface\"192.168.0.2的接口名\"0.0.0.0192.168.0.2255.255.255.0”； d. 添加主机 E的接口：

添加 IP 为 192.168.0.1 的接口：在命令行方式下输入 “ospf_configinterface\"192.168.0.1的接口名\"0.0.0.0192.168.0.1255.255.255.0”； 3.观察主机B、E的OSPF的相关信息，宏观了解该路由器的基本信息： a. 在命令行方式下，通过输入“ospf_configshowarea”察看区域信息。

b. 在命令行方式下，通过输入“ospf_configshowlsdb”察看链路状态数据库信息。 c. 在命令行方式下，通过输入“ospf_configshowneighbor”察看邻居信息。 4. 观察路由表，如果出现了 OSPF路由，则路由表达到稳定态,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“netshroutingipshowrtmroutes”，分析主机B和主机E的路由表条目。

主机B的路由表中除了具有172.16.0.0和192.168.0.0网络信息外，还具有172.16.1.0网络信息。 主机E的路由表中除了具有172.16.1.0和192.168.0.0网络信息外，还具有172.16.0.0网络信息。 5.察看主机C、D捕获的数据，分析OSPF的5种协议报文，理解OSPF的工作过程： a. Hello报文

在会话分析中找到 “192.168.0.2—224.0.0.5” 会话，观察该会话的第一个报文 B_PKT1，填写表格；

找出第一个含有字段“邻站IP 地址”的报文B_PKT2，填写表格；找出第一个字段“指定路由器IP地址”的值不为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，观察该会话的第一个报 文E_PKT1， 填写表格；

找出第一个含有字段“邻站IP 地址”的报文E_PKT2，填写表格；找出第一个字段“指定路由器IP地址”的值不为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 路由器优指定路由器备份指定路由IP 器 先级 地址 IP地址 邻站IP地址 (若有) B_PKT1 B_PKT2 B_PKT3 1 111.111.111.111 0.0.0.0 1 111.111.111.111 0.0.0.0 1 111.111.111.111 0.0.0.0 1 1 1 0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0 无 222.222.222.222 222.222.222.222 192.168.0.1 192.168.0.2 192.168.0.5—224.0.0.5会话 类型 路由器 ID 区域 ID 路由器优先级 指定路由器备份指定路由IP 器 地址 IP地址 邻站IP地址 (若有) E_PKT1 E_PKT2 E_PKT3 1 222.222.222.222 0.0.0.0 1 222.222.222.222 0.0.0.0 1 222.222.222.222 0.0.0.0 1 1 1 0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0 无 111.111.111.111 111.111.111.111 192.168.0.1 192.168.0.2 依据基础理论和上面填写的数据，回答下面的问题： 1. Hello报文的作用是什么？ 发现及维持邻居关系，选举DR、BDR。 2. 路由器间的邻接关系是怎样建立的？ 所谓“邻接关系”是指OSPF路由器以交换路由信息为目的，在所选择的相邻路由器之间建立的一种关系。路由器首先发送拥有自身ID信息（Loopback端口或最大的IP地址）的Hello报文。与之相邻的路由器如果收到这个Hello报文，就将这个报文内的ID信息加入到自己的Hello报文内。如果路由器的某端口收到从其他路由器发送的含有自身ID信息的Hello报文，则它根据该端口所在网络类型确定是否可以建立邻接关系。 3. 指定路由器(DR)、备份指定路由器(BDR)是怎样选举出来的？ 不同类型的网络选举DR和BDR的方式不同。MultiAccess网络支持多个路由器，在这种状况下,OSPF需要建立起作为链路状态和LSA更新的中心节点。选举利用Hello报文内的ID和优先权字段值来确定。优先权字段值大小从0到255，优先权值最高的路由器成为DR。如果优先权值大小一样，则ID值最高的路由器选举为DR，优先权值次高的路由器选举为BDR。优先权值和ID值都可以直接设置。 b. Database Description报文

逐个观察 Database Description报文，注意字段“初始化标识”、“更多标识”、“主/从位”、“报文序号”的变化情况。

1. Database Description报文的作用是什么？

描述本地LSDB的情况。

2. 路由器间的主从关系是怎样确定的？ Router ID大的为master，小的为servant，Seq只能由master增加。 3. OSPF是通过什么方式确保数据的正确传输？ 通过隐式确认（不单独发送确认报文，在正常的数据交互报文中包含确认信息）的方式。 c. Link State Request报文

观察字段“链路状态类型”、“链路状态ID”、“发送通过的路由器”的值。 1. Link State Request报文的作用是什么？ 向对端请求本端没有或对端更新的LSA。 d. Link State Update报文

观察该报文各字段的值及LSA信息。

1.Link State Update报文的作用是什么？

向对方更新LSA。

2.该报文是怎样描述其他路由器信息的？ 通过各个LSA的信息描述的。 e. Link State Acknowledge报文

观察该报文各字段的值及LSA信息。 收到LSU报文后，进行确认。 6. 结合上面对报文的分析结果，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。

1. Link State Acknowledge 报文的作用是什么？

练习二：分析LSA、LSDB，理解LSA的作用

1.主机A、C、D、F启动协议分析器进行数据捕获并设置过滤条件（提取OSPF协议）。 2.主机B、E启动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的边界路由器，主机E为区域1内的路由器）：

a. 主机B、E启动OSPF协议：主机B在命令行方式下，输入“ospf_configrouterid2.2.2.2”；

主机E在命令行方式下，输入“ospf_configrouterid3.3.3.3”； b. 进行区域划分：主机B在命令行方式下，输入“ospf_configarea0.0.0.0172.16.0.0255.255.255.0”、“ospf_configarea1.1.1.1192.168.0.0255.255.255.0”；

主机E在命令行方式下，输入“ospf_configarea1.1.1.1192.168.0.0255.255.255.0”、“ospf_config area 1.1.1.1 172.16.1.0255.255.255.0”；

c. 添加接口：添加主机B的接口：添加IP为172.16.0.1的接口：在命令行方式下输入“ospf_config interface \"172.16.0.1 的接口名\" 0.0.0.0 172.16.0.1255.255.255.0”；添加IP为192.168.0.2的接口：在命令行方式下输入“ospf_configinterface\"192.168.0.2 的接口名\" 1.1.1.1 192.168.0.2255.255.255.0”；

添加主机E的接口：添加IP为192.168.0.1的接口：在命令行方式下输入“ospf_configinterface\"192.168.0.1的接口名\"1.1.1.1192.168.0.1255.255.255.0”；

添加IP为172.16.1.1的接口：在命令行方式下输入“ospf_configinterface\"172.16.1.1 的接口名\" 1.1.1.1 172.16.1.1255.255.255.0”；

3.察看捕获到的结果，在链路状态(LSA)类型为1、2、3的报文中任取一个，分析这些链路状态的结构及作用，填写下表：

类型1(路由器) 类型2(网络) 生产者 所描述的路由 传递范围 本区域路由器 由DR产生 由ABR产生 描述本区域路由器链路到该仅在单个区域 区域 内洪泛 的状态和代价 含有连接某个区域路由器的单个区域内 所有 链路状态和代价信息。 含有ABR与本地内部路由器本区域到主干连接 信息，可以描述本区域区域 到主干区域的链路信息。它通常汇总缺省路由而不是传送汇总的OSPF信 息给其他网络。 类型3(网络摘要) 4.主机B、E在命令行方式下，通过输入“ospf_configshowlsdb”察看每个路由器的链路状态数据库信息，验证对报文的分析的结果。 5.主机B和主机E命令行下输入“recover_config”命令，停止OSPF协议。

【思考问题】

1. OSPF使用IP，这样做有何优点？在DatabaseDescription报文中，

OSPF是通过什么方式确保数据的正确传输？ OSPF使用自己的规则保证DD报文的可靠传输，OSPF对于其它报文的可靠性不做特殊要求，因此不必使用TCP等协议，从而增加了性能。在使用OSPF进行通信的两台路由器上，在DD报文中首先通过选举产生“主/从”路由器，后继报文使用“主”路由器提供的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（参见实验原理中“OSPF的工作过程”）。OSPF是通过这种方式确保数据的正确传输。 2. 为什么OSPF报文比RIP报文传播得更快？ 更新不会感到不方便。然而，路由器和计算机以比人快得多的速度运行。不得不 等上3 0秒进行一次更新才会有很明显的不利结果。比仅仅等上3 0秒进行一次更新更具破坏性的却是不得不等上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的时间量。依赖于互联的路由器个数及它们的拓扑结构，可能需要重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创造许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，这样会降低网络性能。