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1、 多区域OSPF协议配置单 位 编 写 人 适用对象 编写日期 教学提要课 目 多区域OSPF协议配置目 的 学会多区域OSPF的配置操作使用的方法内 容 1.OSPF基本原理 2.OSPF配置命令 3.OSPF配置实例重 点 配置命令难 点 配置实例实施方法 理论讲解、分组练习、小结讲评教学对象 时 间 30分钟地 点 多媒体教室要 求 1.集中精力，注意听讲 2.认真练习，掌握要领教 案 内 容备注教学进程教学准备1.安装教学课件，检查运行情况，准备教学用具；2.宣布教学提要教学实施第一页ppt：上次课我们学习了基于距离矢量算法的RIP协议的相关知识，在学习中我们也了解到RIP协议存在一些
2、比较严重的问题，比如路由环路，为了解决这些问题，人们对RIP协议做了很多改进，比如引进毒性逆转、水平分割等。但这些做法都只是治标不治本，那么怎么样从根本上解决这些问题呢?我们今天就来学习这样一个能根本解决问题的协议OSPF协议。第二页ppt：学习完今天的课程后，在座的各位应该完成以下这三个目标：掌握OSPF协议基本原理、能熟练配置OSPF协议，掌握一些常见简单问题的定位手段。第三页ppt：今天的课程分三个部分：首先介绍OSPF协议的基本原理，学习原理是为了在实践中运用，因此我们接着学习OSPF的应用配置命令，最后，实践出真知，通过一个配置实例使大家对协议的原理和应用有更深层次的理解。第四页pp
3、t：首先来看协议的基本原理。我们分两步来学习基本原理：基本概念和工作过程。第五页ppt：我们学习OSPF协议，那什么是OSPF协议呢？OSPF全称是开放式最短路径优先协议，是一种基于链路状态的自治系统内部路由协议。它直接工作于IP协议之上，协议的代号是89。采用组播方式发送协议包，组播地址为224.0.0.5.第六页ppt：和基于距离矢量的路由协议相比，OSPF协议具有五方面的突出优势：算法优越、收敛快速、资源节省、避免环路、负载均衡。下面我们一条一条看。（）第七页ppt：首先是算法优越，算法优越体现在选路过程中，我们知道路由器的主要功能就是为数据包选择合适的路径，使之能迅速完整的到达接收方，
4、传统的距离矢量算法是基于跳数来选择路径的，跳数是什么？跳数就相当于现实生活中的路径距离。（）打个比方就像我们要从甲地到乙地，有很多路给我们选的时候我们会选择距离近的一条，这在很多情况下会使我们更快的到达目的地。但是设想一下生活在城市中的人们，会遇到一个棘手也很常见的问题堵车！在城市中，面对一条离单位很近但是堵得水泄不通的路和一条离单位稍远却畅通无阻的路，你会选择哪一条呢？相信畅通的那一条是各明智的选择。随着网络规模的扩大和数据量的增多，网络中的链路也会产生“堵车”，OSPF算法的优越性就表现在选路时不会把“路程长短”作为标准，它把“路况”这一因素考虑在内，这就是算法优越性的体现。（）其次是收敛
5、快速。OSPF协议主要用两种方法使得它能够快速收敛：一是把大网络划分为较小的区域，二是路由器在通告过程中只是通告链路信息，而非路由表。管理大网络，网络中的信息会很多，要全部处理完这些信息，也就是达到收敛状态，需要的时间肯定会很长，而划分了区域以后，网络变小了，信息变少了，收敛就快了。另一方面，通告路由表的过程类似于一个路由器都计算一遍后发给下一个，下一个再计算一遍后发给另一个，这样等全网路的路由信息计算完毕会耗费很多时间；而通告链路状态就是像洪水一样，把信息告诉所有的路由器，然后每一个路由器自己去计算，不用等待上一个路由器传递下来信息，这样能大大提高效率。（）再次是节省资源。这里节省的主要是网
6、络带宽资源，也就是使路上跑的车更少，道路更宽。通过两种方法来实现：第一是层次化网络，第二是只有在链路状态变化时才通告。层次化网络的优点在于大网络划分为小网络，网络变小了，信息自然就少了，道路也就宽了；（）RIP协议是定时广播通告，每隔固定的时间就会派几辆车去路上跑一圈，占用资源，而OSPF只是在网络发生变化了，道路改变了，才会通告，派个车去路上跑一圈，告诉大家修路了或者路断了，改道了什么的，这样也节省了资源。（）然后是避免环路。我们开头的时候就讲过，OSPF协议从根本上解决了路由环路问题，这是由算法决定的，我们后面会详细讲到。（）最后是负载均衡，OSPF支持等值路由，即到同一目的地的数据包可以
7、走不同的路。（）就像这幅图片里，数据会均衡的发送到这两条路上，实现负载均衡。第八页ppt：讲完了五个优点，大家不禁要问，为什么它有这些优点，那么我们就来看看为什么。首先我们前面提到很多次区域的概念，为什么要划分区域呢。看这幅图，随着网络规模的日益扩大，网络中出现的状况也越来越多，这就需要发送很多的LSA，频繁的计算路由表，而且要维护很大的路由表，就像大家认识的人越多，电话号码本上记得条目就越多，这时候就需要分区域了，朋友一个区，家人一个区，老师一个区，同学一个区等等等等。分了区以后就有很多优点了：路由表小了，路由通告少了，网络出了状况就在一个小的区域范围内解决，路由更新的流量也少了。第九页pp
8、t：这就是分区域的好处，区域，是若干台设备或若干个网络组成的集合。对其他部分隐藏其内部结构，以达到简化操作的目的。每个区域有个标示符，就是一个数字，用来标示区域，类似于我们的身份证号码。区域分为骨干区域和非骨干区域，所有的非骨干区域都要和骨干区域相连。第十页ppt：在划分好区域后，网络中的路由器就有了不同的职责。所有接口都在一个区域内的路由器我们称之为区域内部路由器；接口处在不同的区域的路由器称为区域边界路由器，负责交换区域间的路由信息；在骨干区域中的路由器就是骨干路由器，它们应该是比较忙的，因为所有非骨干区域传出来的信息都要这些骨干路由器来处理。OSPF就是通过划分区域，让后所有的路由器各司
9、其职，保障数据的交换畅通。第十一页ppt：其次呢我们来看看OSPF的算法，我们前面说OSPF从从算法上保证了不会产生路由回路。那么他是怎么保证的呢？要弄懂这个问题我们首先要知道为什么RIP协议会出现路由环路。RIP协议是一个“短视”的协议，它只能看到前面的“一步路”，也就是只能看到下一跳的情况。这样就像“盲人骑瞎马”，走着走着就可能又走回到原点了，也就是产生了回路。而OSPF协议是一个“远视”的协议，他对整个区域的情况都了然于胸。通过最短路径算法，每一个路由器都以自己为树根，以其他所有路由器为树叶，生成一棵最短路径树。树根知道所有树叶的情况，因此，数据包就像水分的输送，只会从树根传送到树叶，而
10、不会产生从树叶到树根的回路。以上就是OSPF的一些基本概念，大家想不想知道OSPF是怎么把这些概念整合起来运行的呢？那么下面我们就来学习的OSPF的工作过程。第十二页ppt：这个流程图详细描述了OSPF的工作过程。其主要分为四个阶段：寻找邻居、建立邻接关系、链路状态信息传递和计算路由，我在流程图上都用高亮的框图把他们表现出来。首先，OSPF启动后，会检查跟他相连的接口是否也启动了OSPF，如果没有，那么不做任何处理，如果该接口也启动了OSPF，那么马上向他发送Hello包，也就是打个招呼，以后大家就是邻居了，多多关照。对方呢，看看是否收到你打的招呼，没收到？那就继续等着接收。要是收到了，就说：
11、我们互相关照。以后你们之间就可以互通有无了，他有什么信息就会告诉你，你有的信息也会告诉他。这也就是建立了邻接关系。（由于本次课使用点对点网络，因此所有路由器都会建立邻接关系）比如，链路状态发生了变化，这台路由器就会告诉它邻接的所有路由器，每个路由器收到后呢就根据我们所说的最短路径树算法计算路由。这就是它的工作过程。第十三页ppt：以上就是OSPF的概念和工作过程，OSPF相较于RIP有5大优点，概念和原理也比较复杂，那么它的配置是不是也很复杂呢？我来告诉大家：不复杂，一点也不复杂，只有简简单单三条命令。下面我们就来学习这三条命令。第十四页ppt：第一条是启用OSPF的命令。在全局模式下输入ro
12、uter ospf 加进程号。因为在一台路由器中可以运行多个OSPF进程，怎样将这些进程区分开呢，就用OSPF进程号，类似于我们的身份证号码。看个例子：router OSPF 1。开启OSPF协议，进程号为1.第十五页ppt：第二条命令式配置路由器ID。在一个区域中有多台路由器，我们用路由器ID将这写路由器区分开。命令的格式是：在路由协议配置模式下输入：router-id加路由器ID号。路由器ID默认情况下会选择路由器的环回接口的IP地址。如果没有配置环回接口，就会选择所有接口中ip地址最大的IP作为路由器ID。第十六页ppt：第三条命令是宣告OSPF网段。运行OSPF协议的路由器需要向其他路
13、由器宣告与自己直接相连的网段，以便路由计算。这条命令的格式为：在路由协议配置模式下输入：network 加网络地址加子网掩码的反码再加区域号。看这个例子：宣告网段10.0.0.0 子网掩码的反码为：0.0.0.255 属于区域0。学完了这三条命令，就可以让OSPF在路由器上跑起来了，那么如果配置出了问题怎么办，怎么检查问题出在哪里呢？下面我们来学习两条显示OSPF基本信息的命令，用来查看OSPF配置情况，或者定位配置中出现的问题。第十七页ppt：这两条命令分别是：查看路由表的命令在全局模式下输入show ip route。查看路由协议的命令也是在全局模式下，输入show ip protocol
14、s。这条命令会显示配置的路由协议的相关信息，在我们配置了OSPF协议后，这条命令就会显示OSPF的相关信息。第十八页ppt：以上就是三条配置命令和两条显示命令，简单吧？大家是不是摩拳擦掌跃跃欲试？那么我先来给大家配置个例子，让大家有个更加直观和深刻的理解。第十九页ppt：看看我们的拓扑图：图中有三台路由器和两台PC机。分别为R1、R2、R3和PC1、PC2。PC1和R1的f1/0端口相连，所属网段为192.168.11.0，掩码长度24位，属于区域1。R1和R2的s0/0端口相连，所属网段为12.0.0.0，掩码长度30位，属于区域1。R2和R3的s0/1端口相连，所属网段我为23.0.0.0
15、 掩码长度30位，属于区域0。PC2和R3的f1/0端口相连，所属网段为192.168.22，掩码长度24位，属于区域0。第二十页ppt：看完了拓扑图，来看看配置的流程。我们分五步来配置。第一步：用模拟软件搭建拓扑；第二步，配置路由器接口和IP地址；第三步，配置路由器间OSPF协议；第四步配置PC机IP地址和网关；最后一步，测试网络连通性。下面就按照这个顺序我来配置，大家认真听，注意看。第二十一页ppt：以上我们就配置完毕了，那么今天的课也就上到这里。我们来回顾一下所学的内容。今天学习了三个主要内容：OSPF的基本原理、配置命令和配置实例。在原理中我们学习了OSPF的概述，划分区域的概念和最短路径算法，掌握了OSPF的工作流程。接下来我们又学习了OSPF的三条配置命令和两条显示命令。最后，在配置实例中我们学习了配置流程分五步走：搭建拓扑、配置路由器端口IP、配置OSPF协议、配置PC机IP网关、最后测试连通性。第二十二页ppt：最后给大家布置一个作业：四台路由器组成三个区域，要求是用OSPF协议配置，实现全网互通。希望大家多加练习，熟练掌握。下课。
