ospf路由选路及路由汇总

一、知识补充

1、ABR和ASBR

1.1 ABR

ABR指的是边界路由，通常位于两个或多个区域之间，用于在不同的OSPF区域之间传递信息。当一个路由器同时连接到两个或多个区域时，它就成为了ABR，它需要维护每个区域的拓扑信息和路由表，并在不同区域之间进行信息传递和路由交换。

1.2 ASBR

ASBR是指自治系统边界路由器，它是连接不同自治系统之间的路由器，用于在不同的自治系统之间传递路由信息。当一个路由器连接到不同的自治系统时，它就成为了ASBR，它需要维护每个自治系统的拓扑信息和路由表，并在不同自治系统之间进行信息传递和路由交换。

2、路由汇总

2.1 介绍

• 路由汇总（ Route Aggregation ），又称路由聚合（Route Summarization），指的是把一组明细路由汇聚成一条汇总路由条目的操作
• 路由汇总能够减少路由条目数量、减小路由表规模，从而减轻路由器的资源消耗
• RIP、BGP等协议支持自动或者手工路由汇总，但OSPF仅支持手工路由汇总
• OSPF支持两种汇总：
  • 部署在ABR上，域间路由汇总
  • 部署在ASBR上，域外路由汇总

域内路由汇总

router ospf 1
area 2 range x.x.x.x y.y.y.y cost *
// x.x.x.x 汇总后的网段
// y.y.y.y 汇总后的子网掩码{非反掩码}

域外路由汇总

router ospf 1
summary-address x.x.x.x y.y.y.y
// x.x.x.x 汇总后的网段
// y.y.y.y 汇总后的子网掩码{非反掩码}

2.2汇总路由的计算

2.2.1例1 计算下述题目中的路由

loopback1-loopback6
lo1:10.1.1.1/24
lo2:10.1.2.1/24
lo3:10.1.3.1/24
lo4:10.1.4.1/24
lo5:10.1.5.1/24
lo6:10.1.6.1/24

1、首先将这6个IP地址转换为二进制，分别对齐排列，观察二进制地址。

2、可以发现，前21位二进制数都一致，由此可以可以得出，前21位二进制数作网络位，剩余位数作主机位。

3、将主机位全部置为0，得出的二进制数转换为十进制，就得网络地址，一共有21个网络位，也就是掩码的简写为21位。

4、由此我们可以得出，汇总路由为10.1.0.0/21

例2 计算R2上的汇总路由

loopback1-loopback6
lo1:10.1.11.1/24
lo2:10.1.12.1/24
lo3:10.1.13.1/24
lo4:10.1.14.1/24
lo5:10.1.15.1/24
lo6:10.1.16.1/24

1、有一个技巧，我们只需要取地址区间的首尾两个地址作运算即可。【这里取10.1.11.1/24 10.1.16.1/24】

2、可以发现前面19位数一致，前19位作网络位，剩余位数作主机位。

3、将主机位全部置为0，转换为十进制，得出网络地址；相同位数即为子网掩码的缩写

4、得出汇总路由为10.1.0.0/19

3、ospf区域认证

• 加密方式分为明文认证和加密认证
  • 明文认证：密码在报文中可见
  • 密文认证：密码在报文中不可见
• 验证方式分为接口认证、区域认证和虚链路认证
  • 接口认证：仅针对一条链路上进行验证
  • 区域认证：将路由器上属于某个特定区域的接口全部都激活相应的验证方式
  • 虚链路认证：针对虚链路进行认证

接口认证–明文

int g0/0
ip ospf authentication   // 为该接口开启明文认证
ip ospf message-digest-key ruijie   // 接口下配置明文密钥“ruijie”
exit

接口认证–密文

int g0/0
ip ospf authentication message-digest  // 为该接口开启加密认证
ip ospf message-digest-key 1 md5 ruijie  // 接口下开启md5密钥“ruijie”
exit

区域认证–明文

router ospf 1
area 0 authentication   // 在ospf进程1的骨干区域开启区域认证
exit
int g0/0
ip ospf authentication-key ruijie   // 在所有属于骨干区域的接口下配置明文密钥"ruijie"
exit

区域认证–密文

router ospf 1
area 0 authentication message-digest  // 在ospf进程1的骨干区域中开启区域认证
exit
int g0/0
ip ospf message-digest-key 1 md5 ruijie  // 接口下开启md5密钥“ruijie”
exit

虚链路认证–明文

router ospf 1
area 0 virtual-link x.x.x.x authentication   // 开启明文认证
area 0 virtual-link x.x.x.x authentication-key ruijie  // 配置md5密钥
exit

虚链路认证–密文

router ospf 1
area 0 virtual-link x.x.x.x authentication message-digest  // 开启明文认证
area 0 virtual-link x.x.x.x authentication-key 1 md5 ruijie  // 配置md5密钥
exit

4、路由选路

OSPF协议中的"cost"值是指路由器到达目的地的开销，也可以理解为路径的代价。在OSPF协议中，每条链路都会被分配一个开销值，这个开销值取决于链路的带宽。一般来说，带宽越大，开销值就越小，表示该链路的优先级更高，路由器更倾向于通过这样的链路进行数据传输。开销值越小则越优先。

在标准的RFC2328中规定了不同速率链路的默认开销值，一般情况下：

• 10 Mbps链路的默认开销值为 1
• 100 Mbps链路的默认开销值为 1
• 1 Gbps链路的默认开销值为 1

因此，根据链路的带宽，可以计算出其对应的成本值。在实际网络部署中，也可以手动配置链路的成本值，以便根据具体网络情况进行调整和优化。

在路由器计算最短路径时，会考虑到各条路径上的开销值，选择总成本最小的路径作为最佳路径进行数据传输。因此，成本值在OSPF协议中扮演着重要的角色，影响着路由器的路由计算和数据传输路径选择。

二、配置需求及拓扑图

配置需求

1、三层设备间配置ospf路由，进程号为1；R1需要引入本地直连路由；R6、PC2间配置RIP路由；在R6上配置重分发，将RIP发布到OSPF中；OSPF都需要宣告loopback地址。

2、在R1和R2上添加6个loopback地址，，模拟本地用户网段，宣告汇总路由。

3、在R1、R2间配置接口认证，明文密钥为Test@123 ；在R2、R3、R4、R5、R6间配置区域认证，使用md5加密，加密密钥为Test@456。

3、修改相关属性，PC1与PC2互通主链路为R1-R2-R4-R5；主链路故障时可以自动切换到备用链路。

三、配置步骤

基础配置不作描述

1、ospf的配置

R1

R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#router-id 1.1.1.1
Change router-id and update OSPF process! [yes/no]:y  
R1(config-router)#network 100.1.1.1 0.0.0.3 area 1
R1(config-router)#netw
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 1
R1(config-router)#exit

R2

R2(config)#router ospf 1
R2(config-router)#router-id 2.2.2.2 
Change router-id and update OSPF process! [yes/no]:y
R2(config-router)#netw
R2(config-router)#network 100.1.1.2 0.0.0.3 area 1
R2(config-router)#network 200.1.1.1 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)#network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
R2(config-router)#exit

R3

R3(config)#router ospf 1
R3(config-router)#router-id 3.3.3.3
Change router-id and update OSPF process! [yes/no]:y
R3(config-router)#network 200.1.1.2 0.0.0.255 area 0 
R3(config-router)#network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0 
R3(config-router)#network 204.1.1.1 0.0.0.255 area 2 
R3(config-router)#exit

R4

R4(config)#router ospf 1
R4(config-router)#router-id 4.4.4.4
Change router-id and update OSPF process! [yes/no]:y
R4(config-router)#network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 0
R4(config-router)#network 100.1.1.3 0.0.0.255 area 0 
R4(config-router)#network 204.1.1.2 0.0.0.255 area 2
R4(config-router)#exit

R5

R5(config)#router ospf 1
R5(config-router)#router-id 5.5.5.5
Change router-id and update OSPF process! [yes/no]:y
R5(config-router)#network 5.5.5.5 0.0.0.0 area 2
R5(config-router)#network 204.1.1.3 0.0.0.255 area 2
R5(config-router)#network 205.1.1.1 0.0.0.3 area 3
R5(config-router)#exit

R6

R6(config)#router ospf 1
R6(config-router)#router-id 6.6.6.6
Change router-id and update OSPF process! [yes/no]:y
R6(config-router)#network 6.6.6.6 0.0.0.0 area 3
R6(config-router)#network 205.1.1.2 0.0.0.3 area 3
R6(config-router)#exit

2、ospf虚链路

R3

R3(config)#router ospf 1
R3(config-router)#area 2 virtual-link 5.5.5.5    // 需要配置的为对端路由器ospf的Router-id，如果虚链路没有配置成功，可以查看Router-id是否匹配
R3(config-router)#exit 

R4

R4(config)#router ospf 1
R4(config-router)#area 2 virtual-link 5.5.5.5
R4(config-router)#exit

R5

R5(config)#router ospf 1
R5(config-router)#area 2 virtual-link 3.3.3.3
R5(config-router)#area 2 virtual-link 4.4.4.4
R5(config-router)#exit

查看虚链路状态

3、RIP路由的配置及路由引入

重分发的路由必须是本地show ip route可以看到的路由

R6

R6(config)#router rip             
R6(config-router)#version 2
R6(config-router)#no auto-summary 
R6(config-router)#network 172.16.1.0   
R6(config-router)#exit
R6(config)#router ospf 1
R6(config-router)#redistribute rip subnets   // 重分发RIP路由
R6(config-router)#exit

R1

R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#redistribute connected subnets  // 重分发直连路由
R1(config-router)#exit

4、宣告汇总路由

在宣告路由前，查看R2的路由表，可以发现学习了一大坨路由

R1

R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#summary-address 10.1.0.0 255.255.248.0  // 这里使用汇总的掩码，不需要换算为反掩码
R1(config-router)#exit

再次查看R2的路由表，此处替换为一条汇总路由

R2

R2(config)#router ospf 1
R2(config-router)#redistribute connected subnets   // 需要先引入直连路由，否则宣告汇总路由无效
R2(config-router)#summary-address 10.1.0.0 255.255.224.0  // 宣告汇总路由
R2(config-router)#exit

查看R3的路由表，可以发现R1和R2的两条汇总路由

5、区域认证

5.1 明文接口认证

R1

R1(config)#int g0/0
R1(config-if-GigabitEthernet 0/0)#ip ospf authentication
R1(config-if-GigabitEthernet 0/0)#ip ospf authentication-key Test@123 
R1(config-if-GigabitEthernet 0/0)#exit

因为R2还没有配置认证，所以会弹出错误

R2

R2(config)#int g0/0
R2(config-if-GigabitEthernet 0/0)#ip ospf authentication
R2(config-if-GigabitEthernet 0/0)#ip ospf authentication-key Test@123
R2(config-if-GigabitEthernet 0/0)#exit

5.2 区域md5认证

R2

R3(config)#router ospf 1
R3(config-router)#area 0 authentication message-digest   // 开启区域认证
R3(config-router)#exit
R3(config)#int g0/1
R3(config-if-GigabitEthernet 0/1)#ip ospf message-digest-key 1 md5 5 Test@456  // 属于该区域的接口上配置md5密钥
R3(config-if-GigabitEthernet 0/1)#exit

R3

R3(config)#
R3(config)#router ospf 1
R3(config-router)#area 0 authentication message-digest 
R3(config-router)#area 2 authentication message-digest 
R3(config-router)#exit
R3(config)#int range g0/0-1
R3(config-if-range)#ip ospf message-digest-key 1 md5 Test@456
R3(config-if-range)#exit

R4

R4(config)#router ospf 1
R4(config-router)#area 0 authentication message-digest
R4(config-router)#area 2 authentication message-digest 
R4(config-router)#exit
R4(config)#int range g0/0-1
R4(config-if-range)#ip ospf message-digest-key 1 md5 Test@456
R4(config-if-range)#exit

R5

R5(config)#router ospf 1
R5(config-router)#area 2 authentication message-digest 
R5(config-router)#area 3 authentication message-digest 
R5(config-router)#exit
R5(config)#int range g0/0-1    
R5(config-if-range)#ip ospf message-digest-key 1 md5 Test@456
R5(config-if-range)#exit

R6

R6(config)#router ospf 1
R6(config-router)#area 3 authentication message-digest 
R6(config-router)#exit
R6(config)#int g0/0
R6(config-if-GigabitEthernet 0/0)#ip ospf message-digest-key 1 md5 Test@456
R6(config-if-GigabitEthernet 0/0)#exit

5.3 虚链路认证

R3

R3(config)#router ospf 1
R3(config-router)#area 2 virtual-link 5.5.5.5 message-digest-key 1 md5 Test@456              
R3(config-router)#exit

R4

R4(config)#router ospf 1
R4(config-router)#area 2 virtual-link 5.5.5.5 message-digest-key 1 md5 Test@456              
R4(config-router)#exit

R5

R5(config)#router ospf 1
R5(config-router)#area 2 virtual-link 3.3.3.3 authentication message-digest
R5(config-router)#area 2 virtual-link 4.4.4.4 authentication message-digest
R5(config-router)#area 2 virtual-link 3.3.3.3 message-digest-key 1 md5 Test@456
R5(config-router)#area 2 virtual-link 4.4.4.4 message-digest-key 1 md5 Test@456
R5(config-router)#exit

6、路由选路

查看PC1、PC2的默认路径，可以看到默认走的R3

查看R4的g0/0接口的默认开销值

修改R3的开销值

R3(config)#int range g0/0-1
R3(config-if-range)#ip ospf cost 10  // 同时修改开销值为10
R3(config-if-range)#exit

四、效果验证

1、R3查看邻居关系

2、R4查看邻居关系

3、R6查看OSPF路由信息

4、R5查看虚链路状态

5、连通性测试

6、路径追踪