基于GNS3的OSPF路由設(shè)計與實現(xiàn)

孫光懿

（天津音樂學(xué)院 圖書與信息中心，天津 300171）

OSPF是由IETF于1998年開發(fā)的一種開放式鏈路狀態(tài)路由協(xié)議［1-3］，通常在單一自治系統(tǒng)內(nèi)使用，屬于內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。其設(shè)計初衷是用來克服距離矢量路由協(xié)議（如RIP協(xié)議）在功能上的不足，進(jìn)而為大型網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的路由選擇提供更好的解決方案。OSPF的運(yùn)行既不依賴TCP協(xié)議又不依賴UDP協(xié)議，它工作在IP上層，發(fā)送消息時采用組播和單播的方式。相同OSPF區(qū)域中的路由器擁有的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（用于存放鏈路狀態(tài)信息）一致，并基于此庫進(jìn)行SPF算法運(yùn)算，最終計算出OSPF路由表。與距離矢量路由協(xié)議相比，OSPF具有收斂速度快、擴(kuò)展性強(qiáng)、支持明文及MD5認(rèn)證、支持路由匯總、支持負(fù)載均衡、可快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化等特點(diǎn)，它依靠在網(wǎng)絡(luò)中傳播LSA來進(jìn)行路由選擇，而不是周期性的廣播路由表。目前，OSPF已成為網(wǎng)絡(luò)中使用最為廣泛的一種路由協(xié)議。為了對OSPF路由協(xié)議進(jìn)行深入細(xì)致的研究，文章以GNS3網(wǎng)絡(luò)仿真軟件為實驗平臺，對單區(qū)域OSPF、多區(qū)域OSPF、OSPF虛鏈路、OSPF身份驗證、OSPF路由匯總、路由重分布等進(jìn)行了設(shè)計分析，并給出詳細(xì)的配置過程。

1 OSPF的工作過程

OSPF路由器通過完成以下幾個工作過程來創(chuàng)建并維護(hù)路由表中的路由信息，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的正常轉(zhuǎn)發(fā)。

（1）確立鄰接關(guān)系：區(qū)域中的OSPF路由器通過發(fā)送Hello數(shù)據(jù)包（通常使用多播地址作為Hello數(shù)據(jù)包的目的地址）來確定鏈路上是否有其它OSPF鄰居路由器存在，如存在則嘗試與其建立鄰接關(guān)系。

（2）交換LSA:雙方鄰接關(guān)系一旦確立，兩臺OSPF路由器之間將交換LSA。當(dāng)鄰接OSPF路由器收到LSA后，將其范洪給其他直連的鄰居OSPF路由器，直到區(qū)域中所有OSPF路由器均擁有一致的LSA。需要明確的一點(diǎn)是，OSPF路由器每條直連鏈路的狀態(tài)信息及開銷均包含在LSA內(nèi)。

（3）構(gòu)建鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫：OSPF路由器收到LSA后，會基于此LSA構(gòu)建鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。相同區(qū)域中的所有OSPF路由器，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的信息一定是相同的。

（4）構(gòu)建SPF樹：區(qū)域中的每個OSPF路由器，以自身鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的信息為依據(jù)，通過運(yùn)行SPF算法構(gòu)建SPF樹。

（5）創(chuàng)建拓?fù)浔恚篛SPF路由器將SPF樹中的最優(yōu)路徑加到自身路由表中，并基于此路由表進(jìn)行數(shù)據(jù)包的路徑選擇。

2 單區(qū)域OSPF配置

兩臺相鄰的OSPF路由器只有在相同區(qū)域內(nèi)，才可以建立鄰接關(guān)系。二者之間不需要擁有相同的OSPF進(jìn)程ID（范圍在1-65535之間），此ID是一種只對本地有效的OSPF路由進(jìn)程標(biāo)識參數(shù)。需要注意：在一臺路由器上可以配置多個OSPF進(jìn)程，只是這樣做會增加路由器內(nèi)存和CPU的占用率，影響工作效率。另外，為了保證OSPF進(jìn)程能夠正常啟動，不僅需要保證路由器至少有一個接口是處于UP狀態(tài)，而且還需要為每臺運(yùn)行OSPF的路由器指定唯一的RID。如果沒有指定RID，則以O(shè)SPF路由器上LOOPBACK接口中最大的IP地址作為RID。如果OSPF路由器不存在LOOPBACK接口，則以擁有最大IP地址的活動物理接口的IP地址作為RID。

在GNS3下，通過兩臺思科3725路由器R1、R2構(gòu)建了單區(qū)域OSPF網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。各路由器具體配置過程如下：

圖1 單區(qū)域OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

2.1 路由器R1的配置

R1（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R1（config-if）#ip add 172.16.1.1 255.255.255.0

R1（config）#int loopback 1//建立loopback 1接口

R1（config-if）#ip add 192.168.20.1 255.255.255.0

R1（config）#router ospf 2

R1（config-router）#router-id 1.1.1.1//設(shè)置路由器ID

R1（config-router）#network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0

R1（config-router）#network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0

2.2 路由器R2的配置

R2（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R2（config-if）#ip add 172.16.1.2 255.255.255.0//設(shè)置此接口IP地址

R2（config）#int loopback 1//建立loopback 1接口

R2（config-if）#ip add 192.168.21.1 255.255.255.0//設(shè)置此接口IP地址

R2（config）#router ospf 2

R2（config-router）#router-id 2.2.2.2//設(shè)置路由器ID

R2（config-router）#network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0

R2（config-router）#network 192.168.21.0 0.0.0.255 area 0

為了驗證OSPF路由協(xié)議是否正常運(yùn)行，以路由器R1為例，使用sh ip protocols命令查看路由器R1上的OSPF進(jìn)程。如圖2所示，可看到OSPF路由協(xié)議（版本號為：OSPF V2）已在路由器R1上部署成功，默認(rèn)可支持4條負(fù)載均衡鏈路，管理距離為110；路由器R1的RID為1.1.1.1，網(wǎng)關(guān)地址為2.2.2.2（路由器R2的RID）。

路由器R1與R2建立OSPF鄰接關(guān)系后，利用Wireshark網(wǎng)絡(luò)分析軟件［4-5］，捕獲了R1發(fā)往R2的數(shù)據(jù)包。如圖3所示。路由器R1的RID為1.1.1.1，優(yōu)先級為1，工作在OSPF骨干區(qū)域；鄰居路由器為R2（RID為2.2.2.2）；路由器的失效時間為40s，在此時間內(nèi)路由器R1如未收到路由器R2的OSPF Hello數(shù)據(jù)包，則認(rèn)為已建立的OSPF鄰接關(guān)系失效。另外，由于沒有啟用接口驗證功能，OSPF Hello數(shù)據(jù)包會每10s發(fā)送一次。特別注意：OSPF Hello數(shù)據(jù)包在傳輸時被封裝在IP數(shù)據(jù)包中，源地址為172.16.1.1，目的地址為單播地址224.0.0.5，而不是路由器R2與R1相連的接口地址。

圖2 路由器R1上的OSPF進(jìn)程

圖3 路由器R1發(fā)往R2的數(shù)據(jù)包

3 多區(qū)域OSPF的配置

大型網(wǎng)絡(luò)中往往擁有眾多數(shù)量的路由器，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜且時常發(fā)生改變。如不進(jìn)行OSPF區(qū)域劃分，必將造成一系列的問題。其一，有可能導(dǎo)致SPF進(jìn)行頻繁的運(yùn)算，增加路由器CPU的占用率。其二，由于OSPF協(xié)議不支持自動路由匯總，有可能造成路由表過于龐大，消耗路由器大量內(nèi)存資源。其三，有可能造成LSDB過于龐大，這樣勢必增加OSPF路由器構(gòu)建SPF樹的時間。因此，為了減少OSPF的計算頻率，加快收斂速度，減小路由表規(guī)模，往往將網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行OSPF的路由器基于接口劃分為多個區(qū)域（每個區(qū)域中的路由器以50臺為上限）。常見的OSPF區(qū)域有骨干區(qū)域和常規(guī)區(qū)域兩種：其中，骨干區(qū)域（AREA 0）為網(wǎng)絡(luò)核心且不可分割，該區(qū)域中通常沒有終端用戶的存在，其他區(qū)域需要與其相連才可以交換路由信息；常規(guī)區(qū)域必須與骨干區(qū)域相連接，區(qū)域間傳遞數(shù)據(jù)流也必須通過骨干區(qū)域來進(jìn)行。按照地理位置與具體職能的不同，常規(guī)區(qū)域又可進(jìn)一步劃分為以下四類區(qū)域：末節(jié)區(qū)域、完全末節(jié)區(qū)域、非純末節(jié)區(qū)域（NSSA）、完全非純末節(jié)區(qū)域。末節(jié)區(qū)域不允許自治系統(tǒng)外部路由進(jìn)入，在遇到路由器需要提供到自治系統(tǒng)外部網(wǎng)絡(luò)的路由時，則使用默認(rèn)路由技術(shù)來實現(xiàn)。完全末節(jié)區(qū)域?qū)儆谒伎扑接袇^(qū)域，它不允許自治系統(tǒng)外部路由和自治系統(tǒng)內(nèi)其他區(qū)域路由進(jìn)入。NSSA區(qū)域從某種意義上講是對末節(jié)區(qū)域的一種擴(kuò)展，它不允許接受5類LSA，但是它可以包含ASBR并允許區(qū)域間路由進(jìn)入。當(dāng)自治系統(tǒng)外部路由重分布到該區(qū)域時，首先由NSSA ASBR生成7類LSA（在路由表中通常用O N2來表示），而后再由NSSA ABR將其轉(zhuǎn)換為5類LSA并在自治系統(tǒng)內(nèi)傳播。兩類LSA具有相同的格式，只是7類LSA報頭中存在一個用于避免在AREA 0和NSSA區(qū)域之間循環(huán)傳播此類報文的傳播（P）位。

在GNS3下，通過八臺思科3725路由器構(gòu)建了兩個自治系統(tǒng)（OSPF自治系統(tǒng)與RIP自治系統(tǒng)），網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4所示。OSPF自治系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括AREA 0至AREA 5等六個區(qū)域。其中，AREA 0為骨干區(qū)域，由路由器R1、R2構(gòu)成；AREA 1與AREA 2為標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)區(qū)域，AREA 1由路由器R3、R1構(gòu)成，AREA 2由路由器R6、R3構(gòu)成；AREA 3為末節(jié)區(qū)域，由路由器R4、R1構(gòu)成；AREA 4為完全末節(jié)區(qū)域，由路由器R7、R2構(gòu)成；AREA 5為NSSA區(qū)域，由路由器R5、R2構(gòu)成。RIP自治系統(tǒng)由路由器R5、R8構(gòu)成。需要注意：由于AREA 2未直連到骨干區(qū)域，因此需要穿越AREA 1，在區(qū)域邊界路由器R3、R1之間建立虛鏈路，從而使AREA 2與骨干區(qū)域在邏輯上相連。為了方便讀者更好地理解并掌握多區(qū)域OSPF的配置方法，給出了相關(guān)路由器的詳細(xì)配置過程，具體如圖4所示。

圖4 多區(qū)域OSPF網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

3.1 路由器R1的配置

R1（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R1（config-if）#ip add 172.17.1.1 255.255.255.0

R1（config）#int s2/1//進(jìn)入串行接口s2/1

R1（config-if）#ip add 172.17.2.1 255.255.255.0

R1（config）#int s2/2//進(jìn)入串行接口s2/2

R1（config-if）#ip add 172.17.3.1 255.255.255.0

R1（config）#router ospf 6

R1（config-router）#router-id 1.1.1.1//設(shè)置路由器ID

R1（config-router）#area 1 virtual-link 3.3.3.3//啟用虛鏈路

R1（config-router）#network 172.17.1.0 0.0.0.255 area 0

R1（config-router）#network 172.17.2.0 0.0.0.255 area 1

R1（config-router）#network 172.17.3.0 0.0.0.255 area 3

R1（config-router）#area 3 stub//將area 3設(shè)置成末節(jié)區(qū)域

3.2 路由器R2的配置

R2（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R2（config-if）#ip add 172.17.1.2 255.255.255.0

R2（config）#int s2/1//進(jìn)入串行接口s2/1

R2（config-if）#ip add 172.17.6.1 255.255.255.0

R2（config）#int s2/2//進(jìn)入串行接口s2/2

R2（config-if）#ip add 172.17.5.1 255.255.255.0

R2（config）#router ospf 6

R2（config-router）#router-id 2.2.2.2//設(shè)置路由器ID

R2（config-router）#network 172.17.1.0 0.0.0.255 area 0

R2（config-router）#network 172.17.5.0 0.0.0.255 area 4

R2（config-router）#network 172.17.6.0 0.0.0.255 area 5

R2（config-router）#area 5 nssa//將area 5設(shè)置成NSSA區(qū)域

R2（config-router）#area 4 stub no-summary//將area 4設(shè)置成完全末節(jié)區(qū)域

3.3 路由器R3的配置

R3（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R3（config-if）#ip add 172.17.2.2 255.255.255.0

R3（config）#int s2/1//進(jìn)入串行接口s2/1

R3（config-if）#ip add 172.17.4.2 255.255.255.0

R3（config）#router ospf 6

R3（config-router）#router-id 3.3.3.3//設(shè)置路由器ID

R3（config-router）#area 1 virtual-link 1.1.1.1//啟用虛鏈路

R3（config-router）#network 172.17.2.0 0.0.0.255 area 1

R3（config-router）#network 172.17.4.0 0.0.0.255 area 2

3.4 路由器R4的配置

R4（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R4（config-if）#ip add 172.17.3.2 255.255.255.0

R4（config）#router ospf 6

R4（config-router）#router-id 4.4.4.4//設(shè)置路由器ID

R4（config-router）#network 172.17.3.0 0.0.0.255 area 3

R4（config-router）#area 3 stub//將area 3設(shè)置成末節(jié)區(qū)域

3.5 路由器R5的配置

R5（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R5（config-if）#ip add 172.17.6.2 255.255.255.0

R5（config）#int s2/1//進(jìn)入串行接口s2/1

R5（config-if）#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0

R5（config）#router ospf 6

R5（config-router）#router-id 5.5.5.5//設(shè)置路由器ID

R5（config-router）#network 172.17.6.0 0.0.0.255 area 5

R5（config-router）#area 5 nssa//將area 5設(shè)置成NSSA區(qū)域

R5（config-router）#redist rip subnets//將RIP路由重分布到OSPF域中，初始度量值為默認(rèn)值20

R5（config）#router rip

R5（config-router）#vers 2

R5（config-router）#network 192.18.10.0

R5（config-router）#redist ospf 6 metic 12//將OSPF路由重分布到RIP域中，指定初始度量值設(shè)置為12

3.6 路由器R6的配置

R6（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R6（config-if）#ip add 172.17.4.1 255.255.255.0

R6（config）#router ospf 6

R6（config-router）#router-id 6.6.6.6//設(shè)置路由器ID

R6（config-router）#network 172.17.4.0 0.0.0.255 area 2

3.7 路由器R7的配置

R7（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R7（config-if）#ip add 172.17.5.2 255.255.255.0

R7（config）#router ospf 6

R7（config-router）#router-id 7.7.7.7//設(shè)置路由器ID

R7（config-router）#network 172.17.5.0 0.0.0.255 area 4

R7（config-router）#area 4 stub

3.8 路由器R8的配置

R8（config）#int s2/0//進(jìn)入串行接口s2/0

R8（config-if）#ip add 192.168.10.2 255.255.255.0

R8（config）#router rip

R8（config-router）#vers 2

R8（config-router）#network 192.168.10.0

為了驗證OSPF虛鏈路是否正常運(yùn)行，以路由器R3為例，使用sh ip ospf virtual-links命令查看路由器R3上OSPF虛鏈路的運(yùn)行狀態(tài)。如圖5所示，路由器R3到R1的OSPF虛鏈路已成功建立，虛鏈路穿過的中轉(zhuǎn)區(qū)域為AREA 1，二者之間OSPF鄰居狀態(tài)為點(diǎn)到點(diǎn)的類型，且已處于完全鄰接狀態(tài)。

圖5 R3上OSPF虛鏈路的運(yùn)行狀態(tài)

上述配置完成后，將能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)互聯(lián)互通。以路由器R2、R4、R5、R6、R7、R8為例，使用sh ip route命令分別查看以上各路由器的路由表，結(jié)果如下：（1）路由器R2的路由表R2#sh ip route

O N2 192.168.10.0/24［110/20］via 172.17.6.2，01:19:41，Serial2/1

172.1 7.0.0/24 is subnetted，6 subnets

C 172.17.5.0 is directly connected，Serial2/2

O IA 172.17.4.0［110/192］via 172.17.1.1，01:19:41，Serial2/0 C 172.17.6.0 is directly connected，Serial2/1 C 172.17.1.0 is directly connected，Serial2/0

O IA 172.17.3.0［110/128］via 172.17.1.1，01:19:41，Serial2/0 O IA 172.17.2.0［110/128］via 172.17.1.1，01:19:41，Serial2/0（2）路由器R4的路由表R4#sh ip route

O IA 172.17.5.0［110/192］via 172.17.3.1，01:18:46，Serial2/0 O IA 172.17.4.0［110/192］via 172.17.3.1，01:18:16，Serial2/0 O IA 172.17.6.0［110/192］via 172.17.3.1，01:18:46，Serial2/0 O IA 172.17.1.0［110/128］via 172.17.3.1，01:18:46，Serial2/0 C 172.17.3.0 is directly connected，Serial2/0

O IA 172.17.2.0［110/128］via 172.17.3.1，01:18:46，Serial2/0

O*IA 0.0.0.0/0［110/65］via 172.17.3.1，01:18:46，Serial2/0

（3）路由器R5的路由表

R5#sh ip route

C 192.168.10.0/24 is directly connected，Serial2/1

172.1 7.0.0/24 is subnetted，6 subnets O IA 172.17.5.0［110/128］via 172.17.6.1，00:07:44，Serial2/0 O IA 172.17.4.0［110/256］via 172.17.6.1，00:07:19，Serial2/0 C 172.17.6.0 is directly connected，Serial2/0 O IA 172.17.1.0［110/128］via 172.17.6.1，00:07:44，Serial2/0 O IA 172.17.3.0［110/192］via 172.17.6.1，00:07:44，Serial2/0 O IA 172.17.2.0［110/192］via 172.17.6.1，00:07:44，Serial2/0

（4）路由器R6的路由表

R6#sh ip route

O E2 192.168.10.0/24［110/20］via 172.17.4.2，01:04:49，Serial2/0

172.1 7.0.0/24 is subnetted，6 subnets

O IA 172.17.5.0［110/256］via 172.17.4.2，01:04:53，Serial2/0

C 172.17.4.0 is directly connected，Serial2/0

O IA 172.17.6.0［110/256］via 172.17.4.2，01:04:53，Serial2/0

O IA 172.17.1.0［110/192］via 172.17.4.2，01:04:53，Serial2/0

O IA 172.17.3.0［110/192］via 172.17.4.2，01:04:53，Serial2/0

O IA 172.17.2.0［110/128］via 172.17.4.2，01:04:59，Serial2/0

（5）路由器R7的路由表

R7#sh ip route

C 172.17.5.0 is directly connected，Serial2/0

O*IA 0.0.0.0/0［110/65］via 172.17.5.1，01:24:06，Serial2/0

（6）路由器R8的路由表

R8#sh ip route

C 192.168.10.0/24 is directly connected，Serial2/0

R 172.17.0.0/16［120/12］via 192.168.10.1，00:00:19，Serial2/0

以上各路由器的路由表中均存在可達(dá)到全網(wǎng)各網(wǎng)段的路由，路由器之間可以實現(xiàn)互聯(lián)互通。路由器R4所屬區(qū)域AREA 3為末節(jié)區(qū)域，R4路由表中除直連路由外，只存在標(biāo)識符為“O IA”的域間路由和一條默認(rèn)路由（由AREA 3中的邊界路由器R1產(chǎn)生）；路由器R7所屬區(qū)域AREA 4為完全末節(jié)區(qū)域，R7路由表中除直連路由外，只存在一條默認(rèn)路由；AREA 5為NSSA區(qū)域，通過在路由器R5上應(yīng)用路由重分布技術(shù)，將RIP域中的路由重分布到OSPF域中，使得路由器R2路由表中存在一條到OSPF自治系統(tǒng)外部網(wǎng)段192.168.10.0/24，標(biāo)識符為“O N2”的路由。另外，路由器R6路由表中也存在一條到OSPF自治系統(tǒng)外部網(wǎng)段192.168.10.0/24的路由，但是標(biāo)識符為“O E2”，這充分說明NSSA區(qū)域中的ABR路由器R2已成功地將7類LSA轉(zhuǎn)換為5類LSA并在自治系統(tǒng)內(nèi)傳播。

4 OSPF身份驗證

為提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性與安全性，避免偽造的路由更新被路由器接收，OSPF提供了以下三種身份驗證方式：NULL身份驗證（不對網(wǎng)絡(luò)中的路由交換信息進(jìn)行身份驗證）、明文身份驗證、MD5身份驗證。在實際應(yīng)用中多使用MD5身份驗證，這是因為它具有比明文身份驗證更高的安全性。MD5身份驗證傳輸?shù)氖沁M(jìn)行加密過后的口令，而明文身份驗證傳輸?shù)闹皇羌兾谋究诹?。鄰接路由器之間啟用身份驗證后，路由更新分組接收路由器就會對信源進(jìn)行身份驗證。默認(rèn)情況下，OSPF的身份驗證既可在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，又可在鏈路上進(jìn)行。

在GNS3下，通過兩臺思科3725路由器R1、R2構(gòu)建OSPF網(wǎng)絡(luò)并在骨干區(qū)域內(nèi)分別啟用明文身份驗證與MD5身份驗證，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D6所示。為了方便讀者更好地理解并掌握OSPF身份驗證的配置方法，給出了相關(guān)路由器的詳細(xì)配置過程，具體如下所示。

圖6 OSPF區(qū)域驗證網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

4.1 配置OSPF區(qū)域明文身份驗證

同一網(wǎng)絡(luò)中的鄰接路由器啟用身份驗證后，必須使用相同的密碼，只有這樣才能保證OSPF信息在網(wǎng)絡(luò)中的正常交換。

（1）路由器R1的配置

R1（config）#router ospf 5

R1（config-router）#area 0 auth

R1（config）#int s0/1

R1（config-if）#ip ospf authentication-key sgy

（2）路由器R2的配置

R2（config）#router ospf 5

R2（config-router）#area 0 auth

R2（config）#int s0/1

R2（config-if）#ip ospf authentication-key sgy

4.2 配置OSPF區(qū)域MD5身份驗證

（1）路由器R1的配置

R1（config）#router ospf 5

R1（config-router）#area 0 authentication message-digest

R1（config）#int s0/1

R1（config-if）#ip ospf message-digest-key sgy

（2）路由器R2的配置

R2（config）#router ospf 5

R2（config-router）#area 0 authentication message-digest

R2（config）#int s0/1

R2（config-if）#ip ospf message-digest-key sgy上述配置完成后，將實現(xiàn)OSPF骨干區(qū)域身份驗證。以路由器R1為例，通過show ip ospf命令查看骨干區(qū)域身份驗證是否設(shè)置成功，結(jié)果如下：

R1#sh ip ospf

Area BACKBONE（0）

Number of interfaces in this area is 2（1 loopback）

Area has simple password authentication

輸出結(jié)果的最后一行證實了骨干區(qū)域已成功采用了明文身份驗證。

5 OSPF路由匯總

通常情況下，每個OSPF區(qū)域中的1類LSA與2類LSA都會被轉(zhuǎn)為3類LSA并傳播到OSPF其他區(qū)域。這不僅會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量的增加，而且也會加大路由器的開銷。通過路由匯總，可以將多條路由匯總為一條路由，且只有匯總后的路由會被傳播到骨干區(qū)域。常見的OSPF路由匯總有以下兩種方式：域間路由匯總和外部路由匯總。域間路由匯總在區(qū)域邊界路由器上進(jìn)行，這種路由匯總只負(fù)責(zé)對區(qū)域內(nèi)的路由進(jìn)行匯總。而對重分布到OSPF域中外部路由的匯總則由外部路由匯總來負(fù)責(zé)，這種路由匯總只在自治系統(tǒng)邊界路由器上進(jìn)行。綜上所述，應(yīng)用OSPF路由匯總具有以下幾點(diǎn)好處：第一，有助于減少路由條目，縮小路由表規(guī)模；第二，有助于減少3類LSA和5類LSA在自治系統(tǒng)中的范洪，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。即使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化，相關(guān)信息也不會傳播到骨干區(qū)域；第三，有助于降低OSPF進(jìn)程所占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬；第四，有助于減小OSPF LSDB的大小；第五，有助于降低OSPF路由器CPU與內(nèi)存占用率；第六，有助于提高OSPF網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。特別注意：匯總后的3類LSA與5類LSA不會再被匯總。另外，如果自治系統(tǒng)中存在多個ASBR或一個區(qū)域中存在多個ABR，一旦路由匯總不正確則可能造成次優(yōu)路由選擇。

在GNS3下，通過四臺思科3725路由器R1、R2、R3、R4構(gòu)建如圖7所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｆ渲?，路由器R1為OSPF自治系統(tǒng)邊界路由器，R2為區(qū)域邊界路由器，R4為OSPF自治系統(tǒng)外部路由器。由于路由器R3、R4均連接了多個連續(xù)的網(wǎng)段，因此需要分別在路由器R2上做域間路由匯總，在路由器R1上做外部路由匯總。下面給出相關(guān)路由器的詳細(xì)配置過程，具體如下所示。

圖7 OSPF路由匯總網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

5.1 域間路由匯總

路由器R2的配置

R2（config）#router ospf 4

R2（config-router）#network 172.18.0.0 0.0.0.255 area 1

R2（config-router）#network 172.18.1.0 0.0.0.255 area 0

R2（config-router）#area 1 range 192.168.8.0 255.255.248.0//將區(qū)域 1 中的 192.168.10.0、192.168.11.0、192.168.12.0、192.168.13.0、192.168.14.0、192.168.15.0六個網(wǎng)段匯總為192.168.8.0/21。

為了驗證OSPF域間路由匯總是否配置成功，使用sh ip route命令查看路由器R2的路由表。如圖8所示。

圖8 路由器R2的路由信息

可看到：R2的路由表中存在一條下一跳指向NULL0口的路由（由于NULL0口永遠(yuǎn)處于UP狀態(tài)，因此該條路由永久有效），這充分說明區(qū)域邊界路由器R2已成功地對OSPF區(qū)域1中的路由進(jìn)行了匯總，匯總后的路由將會以3類LSA的方式傳播給骨干區(qū)域。

5.2 外部路由匯總

路由器R1的配置

R2（config）#router ospf 4

R2（config-router）#network 172.18.1.0 0.0.0.255 area 0

R2（config-router）#summary-address 192.168.0.0 255.255.252.0//將外 部 自治系 統(tǒng) 中的 192.168.0.0、192.168.1.0、192.168.2.0三個網(wǎng)段匯總為192.168.0.0/22。

為了驗證OSPF外部路由匯總是否配置成功，使用sh ip route命令查看路由器R1的路由表。如圖9所示。

圖9 路由器R1的路由信息

OSPF自治系統(tǒng)邊界路由器R1對路由器R4 LOOPBACK接口所在的EIGRP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由匯總后，在R1的路由表中產(chǎn)生了一條路由代碼為“O”，下一跳指向NULL0口的路由。與此同時，R1也收到了一條經(jīng)R2匯總的OSPF域間路由，路由代碼為“O IA”，目的地址為192.168.8.0/21。

6 路由重分布

大型網(wǎng)絡(luò)中往往運(yùn)行著多種路由協(xié)議，為了實現(xiàn)不同路由協(xié)議之間可以相互交換路由信息，有必要在自治系統(tǒng)邊界路由器上應(yīng)用路由重分布技術(shù)。在執(zhí)行路由重分布時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員必須為重分布的路由設(shè)置初始度量值［15-16］（不同路由協(xié)議，初始度量值設(shè)置的依據(jù)也不盡相同），以便接收協(xié)議能夠正常理解。例如：自治系統(tǒng)邊界路由器需要將OSPF路由重分布到RIP域中，由于OSPF路由使用開銷作為度量，而RIP路由使用跳數(shù)作為度量，因此必須將開銷轉(zhuǎn)換為跳數(shù)度量，RIP域中的路由器才能識別OSPF路由。需要明確：第一，路由重分布的方向總是對外的，并且執(zhí)行路由重分布的路由器并不會改變自己的路由表，只有接收路由重分布的路由器才會將路由加到自己的路由表中；第二，自治系統(tǒng)邊界路由器在執(zhí)行路由重分布時，所傳播的路由必須在自身路由表中存在；第三，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員在配置路由重分布時，一定要提前周密規(guī)劃，否則將造成路由環(huán)路。

以如圖7所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇槔?。其中，OSPF自治系統(tǒng)由R1、R2、R3三臺路由器組成，R4為OSPF自治系統(tǒng)外部路由器，邊界路由器R1與R4之間運(yùn)行EIGRP協(xié)議。為了能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)的互聯(lián)互通，在邊界路由器R1上實施雙向路由重分布技術(shù)，即把OSPF路由重分布到EIGRP域中，又把EIGRP路由重分布到OSPF域中。下面給出相關(guān)路由器的詳細(xì)配置過程，具體如下所示。

路由器R1的配置

R1（config）#router ospf 4

R1（config-router）#redistribute eigrp3 subnets//將EIGRP協(xié)議重分布到OSPF域，默認(rèn)初始度量值為20。

R1（config）#router eigrp 3

R1（config-router）#redistribute ospf 4 metric 10 99 99 254 254//將OSPF路由重分布到EIGRP域中。為了保證重分布到EIGRP域中路由能夠正常傳播，EIGRP協(xié)議必須指定初始度量值。

為了驗證在邊界路由器R1上實施的雙向路由重分布技術(shù)是否配置成功，使用sh ip route命令查看路由器R3及R4的路由表。如圖10、11所示。

圖10 路由器R3的路由信息

圖11 路由器R4的路由信息

不僅OSPF自治系統(tǒng)中的路由器R3學(xué)習(xí)到了EIGRP域中的路由（R3路由表中有兩條路由代碼為“O E2”，管理距離為110，開銷值為20的路由），而且自治系統(tǒng)外部路由器R4也學(xué)習(xí)到了OSPF域中的路由（R4路由表中有四條路由代碼為“D EX”，管理距離為170的路由）。這充分說明在邊界路由器R1上已成功地實施了雙向路由重分布技術(shù)。

7 結(jié)語

OSPF是一種由多種協(xié)議握手機(jī)制所構(gòu)成的復(fù)雜協(xié)議，依靠其自身優(yōu)點(diǎn)，目前已成為在自治系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)用最為廣泛的路由協(xié)議。但是OSPF也存在著配置過程過于復(fù)雜（非專業(yè)人士難以掌握），負(fù)載均衡能力較差（接口路由只有在優(yōu)先級相同的情況下，才可以實現(xiàn)負(fù)載均衡）等缺點(diǎn)。如何優(yōu)化OSPF的性能，以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)是需要我們在今后的工作中進(jìn)一步考慮的。