OSPF路由协议实验设计报告Word文档格式.docx
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周五：
完成实验指导书，完成实验准备工作。
第二周——实现并验证所设计的实验，完成设计报告，进行答辩
周一~周三：
在指导老师和组长的组织下完成实验内容，记录实验数据和实验现象。
分析设计过程和实验过程，完成并提交设计报告。
答辩。
设计过程
确定目标
实验环境是一个相对简单的小规模网络，且网络的拓扑比较简单（实际上就是线型拓扑），权衡各方面的因素，我们确定了三条实验目的：
1、基本的OSPF配置；
2、分别在单区域与多区域中观察LSA的扩散过程；
3、观察OSPF是如何应对链路状态发生改变的情况的。
另外有一个可选的实验目的，即截获实际的OSPF报文并对其进行解码。
后来的实验证明，在现有的实验条件下是可以完成以上实验目的的。
配置过程
实验环境中有5台CISCO2600路由器，运行的操作系统是IOS12.1。
在配置过程中我们曾经遇到了以下几个问题：
1、超级终端的速率设置不当，导致输出乱码。
解决方法是指定速率为9600bps。
另外，通过超级终端的捕获功能将输出导入到文本文件中，非常有利于实验数据的采集与分析。
2、对IOS的模式不是很熟悉，因而常常出现某些特定命令无法执行的情况。
3、以前保存在路由器中的配置文件没有清除，因而干扰了本次实验的配置。
解决方法是在特权模式下输入：
Router#erase
然后重新启动路由器：
Router#reload
4、在配置路由器串口的过程中忘记了指定时钟频率，导致串口的链路层协议不能启用。
解决方法是在串口的DCE端指定时钟频率：
Router（config-if）#clockrate72000
5、没有指定RID，即没有创建Loopback接口。
结果导致了在此后的实验过程中，如果某个接口的IP地址恰恰被选择成为RID，当我们手工将其shutdown之后，就会导致路由器的RID改变，从而引起链路状态数据库中的信息标识发生混乱。
解决办法是为每台路由器创建Loopback接口。
在我们的实验中，A、B、C、D、E的Loopback地址分别是1.1.1.1、1.1.1.2、1.1.1.3、1.1.1.4、1.1.1.5。
另外，对于OSPF数据包的截取，因为无法在串口上进行侦听，我们选择了A与C之间的以太网线路。
将采用交叉双绞线连接更换成采用集线器连接，这样就可以通过PC的以太网卡来捕获数据。
配置路由器E所用到的命令如下：
接口标识：
Fa0/0接口类型：
以太网
Router（config）#interfacefastethernet0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.248.1255.255.255.0
Router（config-if）#noshutdown
观察此接口状态的命令：
Router>
showinterfacefastethernet0/0
显示结果表明此接口已经启用：
FastEthernet0/0isup,lineprotocolisup
Internetaddressis192.168.248.1/24
S0/0接口类型：
串口
Router（config）#interfaceserial0/0
Router（config-if）#ipaddress192.168.240.2255.255.255.252
showinterfaceserial0/0
Serial0/0isup,lineprotocolisup
Internetaddressis192.168.240.2/30
配置Loopback接口：
Router（config）#interfaceloopback0
Router（config-if）#ipaddress1.1.1.5255.255.255.0
单区域测试
在实验中，我们采用debug命令来观察各路由器之间的信息交互过程。
我们发现Router#debugipospfadj命令比Router#debugipospfevents命令更有效，因为它能提供更详细的信息。
但是，debug命令会持续不断的刷屏，干扰正常的操作过程（可以通过undall来结束debug进程），而实际上，LSA的传播过程可以通过链路状态数据库和路由表来观察，因而我们没有将debug命令写入实验指导书中。
打开debugipospfadj
命令后，可以观察出两台路由器从发现邻居到建立邻接关系的过程。
以路由器E为例：
打开debug命令：
Router#debugipospfadj
OSPFadjacencyeventsdebuggingison
启动ospf进程：
Router（config）#routerospf1
配置各个网络接口所在的区域（单一区域）：
Router（config-router）#network192.168.248.10.0.0.255area0
Router（config-router）#network192.168.240.20.0.0.3area0
以太网接口所产生的信息：
00:
29:
52:
OSPF:
InterfaceFastEthernet0/0goingUp
BuildrouterLSAforarea0,routerID1.1.1.5,seq0x80000001
30:
32:
endofWaitoninterfaceFastEthernet0/0
DR/BDRelectiononFastEthernet0/0
ElectBDR1.1.1.5
ElectDR1.1.1.5
ElectBDR0.0.0.0
DR:
1.1.1.5（Id）BDR:
none
BuildnetworkLSAforFastEthernet0/0,routerID192.168.248.1
NofullnbrstobuildNetLsaforinterfaceFastEthernet0/0
以上信息反映了在以太网接口产生LSA，选举指定路由器和备份路由器的过程。
由于路由器E所在的以太网只有一台路由器（它本身），因而其结果就是DR和BDR都为1.1.1.5。
串行接口所产生的信息：
31:
06:
InterfaceSerial0/0goingUp
07:
BuildrouterLSAforarea0,routerID1.1.1.5,seq0x80000002
47:
Rcvhellofrom1.1.1.4area0fromSerial0/0192.168.240.1
Endofhelloprocessing
56:
%SYS-5-CONFIG_I:
Configuredfromconsolebyconsole
RcvDBDfrom1.1.1.4onSerial0/0seq0x1DCFopt0x2flag0x7len32mtu1500stateINIT
2WayCommunicationto1.1.1.4onSerial0/0,state2WAY
SendDBDto1.1.1.4onSerial0/0seq0xE5Eopt0x2flag0x7len32
FirstDBDandwearenotSLAVE
RcvDBDfrom1.1.1.4onSerial0/0seq0xE5Eopt0x2flag0x2len52mtu1500stateEXSTART
NdBRNegotiationDone.WearetheMASTER
SendDBDto1.1.1.4onSerial0/0seq0xE5Fopt0x2flag
0x3len52
Databaserequestto1.1.1.4
sentLSREQpacketto1.1.1.4,length12
RcvDBDfrom1.1.1.4onSerial0/0seq0xE5Fopt0x2flag0x0len32mtu1500stateEXCHANGE
SendDBDto1.1.1.4onSerial0/0seq0xE60opt0x2flag0x1len32
RcvDBDfrom1.1.1.4onSerial0/0seq0xE60opt0x2flag0x0len32mtu1500stateEXCHANGE
ExchangeDonewith1.1.1.4onSerial0/0
Synchronizedwith1.1.1.4onSerial0/0,stateFULL
57:
BuildrouterLSAforarea0,routerID192.168.248.1,seq0x80000003
17:
……
此后收到的都是保持邻接状态的Hello报文。
以上信息反映了路由器E和路由器D发现对方并形成邻接关系的过程：
首先通过Hello报文确认对方的存在，然后进行协商并指定主从路由器，再发送各自的链路状态信息，更新数据库，最后通过每隔10秒钟发送一次的hello报文维持两台路由器的联系。
显示此时的OSPF信息：
Router#showipospf
RoutingProcess"
ospf1"
withID1.1.1.5
SupportsonlysingleTOS（TOS0）routes
SPFscheduledelay5secs,HoldtimebetweentwoSPFs10secs
MinimumLSAinterval5secs.MinimumLSAarrival1secs
NumberofexternalLSA0.ChecksumSum0x0
NumberofDCbitlessexternalLSA0
NumberofDoNotAgeexternalLSA0
Numberofareasinthisrouteris0.0normal0stub0nssa
Externalfloodlistlength0
AreaBACKBONE（0）
Numberofinterfacesinthisareais2
Areahasnoauthentication
SPFalgorithmexecuted5times
Arearangesare
NumberofLSA2.ChecksumSum0x105F1
NumberofDCbitlessLSA0
NumberofindicationLSA0
NumberofDoNotAgeLSA0
Floodlistlength0
从以上信息可以看出，在这台路由器上，为了防止网络状态改变频繁时占用大量CPU时间，将SPF算法的间隔设置为10秒钟。
同时还可以看到，至OSPF1进程运行以来，SPF算法一共执行了5次。
显示此时的邻居路由器：
Router#showipospfneighbor
NeighborIDPriStateDeadTimeAddressInterface
1.1.1.41FULL/-00:
37192.168.240.1Serial0/0
从这里也可以看出，路由器E已经发现了与它串口相连的邻居路由器1.1.1.4。
显示链路状态数据库：
Router#showipospfdatabase
OSPFRouterwithID（10.1.1.5）（ProcessID1）
RouterLinkStates（Area0）
LinkIDADVRouterAgeSeq#ChecksumLinkcount
1.1.1.11.1.1.11530x800000050xEECA3
1.1.1.21.1.1.27300x800000030x1E13
1.1.1.31.1.1.31510x800000050x5E133
1.1.1.41.1.1.41580x800000050xBFD64
1.1.1.51.1.1.57660x800000020xB6FC3
NetLinkStates（Area0）
LinkIDADVRouterAgeSeq#Checksum
1.1.1.11.1.1.11530x800000010x219E
对比其他各路由器可以发现，所有路由器上的链路状态数据库是一致的。
这正是单区域下OSPF的特征。
显示路由表：
Router#showiproute
192.168.72.0/30issubnetted,1subnets
O192.168.72.0[110/1628]via192.168.240.1,00:
01:
03,Serial0/0
192.168.224.0/30issubnetted,1subnets
O192.168.224.0[110/845]via192.168.240.1,00:
192.168.240.0/30issubnetted,1subnets
C192.168.240.0isdirectlyconnected,Serial0/0
192.168.64.0/30issubnetted,1subnets
O192.168.64.0[110/1627]via192.168.240.1,00:
C192.168.248.0/24isdirectlyconnected,FastEthernet0/0
O192.168.1.0/24[110/846]via192.168.240.1,00:
04,Serial0/0
以上的路由表是通过链路状态数据库通过SPF算法得出，与实际的网络情况完全符合。
几乎在相同时刻，其他的路由器也得到了正确的路由表，可见OSPF在很短的时间内就已经快速收敛了。
在192.168.248.2上进行连通性测试：
C:
\DocumentsandSettings\User>
ping192.168.72.2
Pinging192.168.72.2with32bytesofdata:
Replyfrom192.168.72.2:
bytes=32time=39msTTL=123
bytes=32time=32msTTL=123
Pingstatisticsfor192.168.72.2:
Packets:
Sent=4,Received=4,Lost=0（0%loss）,
Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:
Minimum=32ms,Maximum=39ms,Average=33ms
路由测试：
tracert192.168.72.2
Tracingrouteto192.168.72.2overamaximumof30hops
1<
1ms<
1ms192.168.248.1
219ms19ms19ms192.168.240.1
321ms20ms20ms192.168.224.1
420ms20ms20ms192.168.1.2
540ms39ms39ms192.168.64.2
649ms47ms47ms192.168.72.2
Tracecomplete.
显示整个网络通信正常。
然后将D的S0/0端口断开，观察E的链路状态数据库，发现其表项并未减少：
RouterLinkStates（Area0）
LinkIDADVRouterAgeSeq#ChecksumLinkcount
1.1.1.11.1.1.113960x800000040xDDE13
1.1.1.21.1.1.217980x800000030xFEE13
1.1.1.31.1.1.313960x800000050x1E743
1.1.1.41.1.1.42820x800000060xFFD92
1.1.1.51.1.1.52800x800000030xF9CD3
NetLinkStates（Area0）
1.1.1.11.1.1.113970x800000010x7BB1
但是注意到被断开的链路所对应的年龄字段在不断增大（粗体部分）。
观察E的路由表，发现已经更新了路由信息。
后来发现，在链路断开的时候，E的路由信息就已经立即更新了，只不过被断开的链路的信息仍然保留在链路状态数据库中。
因而观察链路状态改变有三种途径：
debug命令的输出、链路状态数据库的age字段以及路由表。
考虑到debug命令容易干扰正常的实验，因而在设计实验指导书的时候采用了后两种方法。
多区域测试
多区域的测试过程与单区域的大同小异。
需要注意的是，如果之前曾经配置了单区域的OSPF进程，那么在配置多区域的OSPF之前一定要将以前的配置清除掉，否则会对多区域的配置产生干扰。
实验中我们采用的是用erase命令清除所有配置，然后重新启动路由器。
后来我们发现clear命令可以清除一个OSPF进程，而不会对路由器的接口配置产生影响。
在路由器E上配置多区域OSPF的过程如下：
启动OSPF进程：
配置区域：
Router（config-router）#network192.168.248.10.0.0.255area2
Router（config-router）#network192.168.240.20.0.0.3area2
在实验中我们发现，虽然配置了多区域，但是任何一台路由器的链路发生改变之后，所有的路由器都可以感知到变化，LSA的扩散过程与单区域的OSPF并没有什么不同。
后来才知道路由器在默认状态下是不进行链路聚合的，必须手工进行链路聚合。
在边界路由器进行链路聚合的命令如下（以路由器C为例）：
Router（config-router）#area2range192.168.224.0255.255.224.0
进行链路聚合之后，路由器E的链路状态数据库如下：
OSPFRouterwithID（1.1.1.5）（ProcessID1）
RouterLinkStates（Area2）
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