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ospf论文
《TCP/IP技术》课程论文
题目基于packettracer的ospf协议分析
学院数理与信息工程学院
专业计算机科学与技术
班级计科092
学号200953225215
学生姓名赵承宇
指导教师沈士根
编写日期2012.3.9
基于packettracer的ospf协议分析
赵承宇
摘要:
路由协议主要运行于路由器上,路由协议是用来确定信息如何经过路径来走的,路由协议有很多比如RIP,OSPF等。
这种协议起到一个地图导航,负责找路的作用。
为了更清楚的知道ospf协议的特点,工作原理,我使用了思科的packettracer这个软件,通过配置一个模型来学习ospf协议。
关键字:
路由,协议,ospf,packettracer
Zhaocheng-yu
Abstract:
Routingprotocolmailyrunsonroutet,routingrrotocloisusedtodeterminethepathofarrive,itincludesRIP,OSPFandsoon。
Playamapnavigation,responsibleforfindingthewayrole.Inordertoknlwospfagreementchatacteristics,workingprinciplemoreclearly,Iusedthecisco’spackettracerofthesoftware,throughtheconfigurationamodeltostudyospfagreement.
Keywords:
Routing,protocol,ospf,packettracer
1引言
开放最短路径优先(OpenShortestPathFirst,OSPF)协议是由IETFIGP工作小组提出的,一种基于SPF算法的路由协议。
与RIP不同,在OSPF协议中,没有跳数限制,并且选择最佳路径的度量标准可以基于带宽、延迟、可靠性和负载等服务类型。
因此,OSPF协议是目前因特网和企业网采用最多、应用最广泛的路由协议之一。
1.1OSPF与RIP的区别
Ospf和Rip协议的区别,两者都是一种内部网关协议,都是用于路由路径选择的一种路由协议,其中Rip协议用矢量距离算法在网关和主机中传播路由信息,其中最大的优点就是简单。
它通过限制从元地址到目的地址的路径跳数,有效防止了路由选择循环的无限延续,从而保证了网络的稳定性。
但是随着快速的英特网的发展Rip协议的缺点更加严重。
首先它的最大跳数为15,着限制了大规模的网络,其次路由器之间交换的完整路由信息开销大占用了大量的带宽资源,而且路由的收敛速度也非常慢,还存在环路的可能性。
鉴于如此的不便,ospf的优势就显现出来了,ospf协议没有跳数的限制,使用了组播更新变化的路由和网络信息,它的收敛速度较之Rip也是快上不上,而且他以cost开销为度量值,采用了spf算法有效的避免了环路的出现,可以说ospf就是相对于rip存在的,他解决了rip中一些难以解决的问题。
1.2OSPF协议算法的要点
1、所有的路由器都维持一个链路状态数据库,只有可达邻站里的链路状态信息才存入链路状态数据库,这个数据库实际上就是整个互联网的拓扑结构图。
而是用Rip协议的路由器只各自知道到所有目的网络的下站路由器,但却不知道全网的拓扑结构。
2、OSPF让每一个链路状态都戴上一个32位的序号,序号越大状态越新。
每一个路由器用链路状态数据库中的数据,算出自己的路由表。
3、如果网络拓扑发生任何变化,链路状态数据库就很快的进行更新,使得各个路由器能够重新的计算出新的路由表。
4、OSPF依靠各个路由器之间的频繁交换信息来建立链路状态数据库,并维持这数据库在全网范围内的一致性。
5、OSPF直接用IP数据报传送,并且数据报很短。
6、由于一个路由器的链路状态只涉及到与相邻路由器的连通状态,因而与整个互联网的规模无关。
1.3OSPF实现流程
图1OSPF工作流程图
如上图是一OSPF协议实现的流程图。
他大致分为的是有五个请求或则应答的状态流程,其中也分别对应着五种不同的报文运行在各个路由器之间。
首先在支持OSPF协议的路由器链路上,路由器会周期性的发送问候报文,以便于建立邻站关系,而且测试邻站的可达性,当然支持OSPF协议的链路上,两个路由器初始化连接时要交换数据库的描述报文,它只用报文的描述,并非实际的传送路由器的链路状态数据库内容。
交换描述报文后,如果可以发现相邻节点的链路状态信息比自己的更新或则比自己的更完全,则该路由器会发送一个或多个链路状态请求报文给它的邻站(具有更新或更全信息的路由器)以得到更多的链路状态信息。
随后如果收到了链路状态请求报文,路由器就会发一个链路状态的更新报文来应答链路状态请求,当然为了确保最新的信息已经更新了最后会有一个链路的应答报文来确保链路状态的更新。
2packettracer介绍
2.1、PT简介
PacketTracer是思科公司推出的一款Cisco路由器、交换机模拟软件。
该软件是目前思科网络技术学院中最流行、操作最简单、最接近真实环境的模拟工具。
它模拟较为基础的学习环境,为学生设计、配置网络和排除网络故障提供了非常好的平台。
我们可以通过在用户界面上直接使用拖拽方法建立网络拓扑,并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程,观察数据的动态走向。
同时非常重要的一点它的命令与思科的DS基本保持一致,为路由器和交换机的我们实验提供了非常大的灵活性。
2.2、PT界面熟悉
图2PacketTracer界面
图2中界面大致可以分为主菜单区,主工具栏区,逻辑区,工作区,右边的常用工具栏区,设备选择区,详细设备选择等,还有实时和模拟模式的切换,我们如果要创建模拟设备只要到设备区将要连的模型通过设备连接起来。
3用PacketTracer配置OSPF协议
3.1搭配合适的模型
为了获取ospf协议下的报文,我必须建立一个合适的模型,所以我规划好了一个实验拓扑图如图3所示.运行PacketTracer在工作区绘制网络拓扑图。
选择两台1841和一台2811的路由器分别命名为RouterB,RouterC,RouterA。
并且用级联的方式将三台路由器连接起来,再选择两台主机命名为PC1和PC2分别连接到两台路由器上。
这样子连接上后,之后我们就可以对路由器和主机进行配置路由的一些ip和环境。
图3实验拓扑图
3.2配置主机和路由器的基本信息
我们只需要双击主机就可以再桌面里找到设置ip地址,子网掩码和默认网关的选项。
分别设置成:
PC1的ip地址:
172.16.1.10PC1的子网掩码:
255.255.255.0
PC1的默认网关:
172.16.1.1
PC2的ip地址:
192.168.1.20PC2的子网掩码:
255.255.255.0
PC2的默认网关:
192.168.1.1
而配置路由器的时候稍微麻烦点,我们同样双击路由器,到cli状态里配置相应的路由器。
配置RouterA:
Router>en
Router#conft
Router(config)#hostRouterA
RouterA(config)#intf0/1
RouterA(config-if)#ipadd10.1.1.2255.255.255.0
RouterA(config-if)#nosh
RouterA(config-if)#intf0/0
RouterA(config-if)#ipadd10.2.2.2255.255.255.0
RouterA(config-if)#nosh
RouterA(config-if)#exit
配置RouterB:
Router>en
Router#conft
Router(config)#hostRouterB
RouterB(config)#intf0/0
RouterB(config-if)#ipadd10.1.1.1255.255.255.0
RouterB(config-if)#nosh
RouterB(config-if)#intf0/1
RouterB(config-if)#ipadd172.16.1.1255.255.255.0
RouterB(config-if)#nosh
RouterB(config-if)#exit
配置RouterC:
Router>en
Router#conft
Router(config)#hostRouterC
RouterC(config)#intf0/1
RouterC(config-if)#ipadd10.2.2.3255.255.255.0
RouterC(config-if)#nosh
RouterC(config-if)#intf0/0
RouterC(config-if)#ipadd192.168.1.1255.255.255.0
RouterC(config-if)#nosh
RouterC(config-if)#exit
3.3配置ospf协议到路由器上
要捕捉一个协议的数据包前提条件就是要使这个协议在路由器上走起来所以又如下配置:
RouterA(config)#routerospf100#创建ospf进程100,进程号只有本地意义
RouterA(config-router)#network10.1.1.20.0.0.0area0#在F0/0接口启用ospf协议,加入区域0
RouterA(config-router)#network10.2.2.20.0.0.0area0#在F0/1接口启用ospf协议,加入区域0
RouterA(config-router)#end
RouterB(config)#routerospf10#创建ospf进程10
RouterB(config-router)#network10.1.1.10.0.0.0area0#在F0/1接口启用ospf协议,加入区域0
RouterB(config-router)#network172.16.1.10.0.0.0area0#在F0/0接口启用ospf协议,加入区域0
RouterB(config-router)#end
RouterC(config)#routerospf20#创建ospf进程20
RouterC(config-router)#network10.2.2.30.0.0.0area0#在F0/0接口启用ospf协议,加入区域0
RouterC(config-router)#network192.168.1.10.0.0.0area0#在F0/1接口启用ospf协议,加入区域0
RouterC(config-router)#end
4数据报文的分析
学习我们通过以上配置模型运行后可以抓到OSPF协议的五种报文格式,而且通过理论知识我们么可以得知OSPF协议的报文首部都是相同的,有版本号,类型分别是1到5分别代表的是五种报文格式的类型,长度是该报文的长度,有源路由器的IP地址区域标识符,检验和,这里鉴别类型如果是1,则鉴别数据就相当于八个字符的口令,如果是0,则鉴别数据值为0.
图4OSPF协议头部格式
4.1问候报文的分析
图5问候报文格式对比
图5