实验3OSPF协议的多区域特性.docx
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实验3OSPF协议的多区域特性
电子科技大学
实
验
报
告
学生姓名：
张乐中
学号：
2012019020002
指导教师：
苏俭
日期：
2014年11月13日
实验项目名称：
OSPF协议的多区域特性
报告评分：
教师签字：
一、实验原理
OSPF协议（RFC2328）是一个基于链路状态路由选择的内部网关协议：
路由器仅在网络拓扑变化时使用洪泛法（flooding）将自己的链路状态更新信息扩散到整个自治系统中。
为了增强OSPF协议的可伸缩能力（Scalability），OSPF协议引入了区域的概念来有效并及时地处理路由选择。
OSPF区域是包含在AS中的一些网络、主机和路由器的集合，自治系统中所有OSPF区域必须连接到一个主干区域（Area0）上。
区域内的OSPF路由器（内部路由器，IR）使用洪泛法（flooding）传送本区域内的链路状态信息，区域边界的OSPF路由器（区域边界路由器，ABR）将本区域的信息汇总发给其他区域，自治系统边界的OSPF路由器（自治系统边界路由器，ASBR）将自治系统外的路由（外部路由）发布在自治系统中。
主干区域中的OSPF路由器也称为“主干路由器”（BR）。
ABR不能向OSPF残桩区域（StubArea）通告外部路由。
在多址网络中，为了避免不必要的链路状态洪泛，需要选举1个指定路由器（DR）和一个备份指定路由器（BDR）。
OSPF协议有5种类型的报文，它们被直接封装在IP分组中多播发送。
-问候报文：
用来建立并维护OSPF邻接关系。
在建立了邻接关系后，OSPF路由器会定期发送Hello报文，来测试邻站的可达性。
-数据库描述（DBD）报文：
描述OSPF路由器的链路状态数据库的概要信息，即数据库中每一行的标题，它在两台相邻路由器彼此建立邻接关系时发送的。
-链路状态请求（LSR）报文：
由需要若干条特定路由信息的路由器发出的，它的回答是LSU报文。
新接入的路由器在收到DBD报文后，可以使用LSR报文请求关于某些路由的更多信息。
-链路状态更新（LSU）报文：
OSPF的核心。
OSPF路由器使用LSU通告链路状态更新信息（即链路状态通告，LSA），每一个LSU报文可包含几个LSA。
OSPF协议的LSA有5种常用类型：
路由器链路LSA、网络链路LSA、汇总链路到网络LSA、汇总链路到ASBRLSA和外部链路LSA。
这5种类型的LSA由不同类型的OSPF路由器产生，在特定类型的区域范围内扩散。
-链路状态确认（LSAck）报文：
用来确认每一个收到的LSU报文，使得OSPF协议的路由选择更加可靠。
二、实验目的
1、掌握OSPF协议中区域的类型、特征和作用
2、掌握OSPF路由器的类型、特征和作用
3、掌握OSPFLSA分组的类型、特征和作用
4、理解OSPF区域类型、路由器类型和OSPFLSA分组类型间的相互关系
三、实验内容
实验拓扑中Dynamips软件模拟实现的路由器R1～R6互联了2个自治系统（AS10和AS20），路由器之间使用OSPF协议进行路由选择。
AS10中有5个子网，划分了3个区域：
Area0、Area1和Area2，其中Area2是一个Stub区域。
AS20中有1个子网，其路由信息将以OSPF的外部路由方式发布到AS10的OSPF网络中。
实验者使用Dynamips软件捕获子网1、2、3上传送的OSPF报文，使用Wireshark软件查看捕获的OSPF报文，分析OSPF协议的路由更新过程，考察OSPF协议中不同类型的区域、路由器和LSA的特征和作用。
四、实验器材（设备、元器件）
PC计算机一台
五、实验步骤
注意：
为方便分阶段分析OSPF路由更新过程，实验中请记录下步骤3、4、5、6的操作时间！
1、启动DynamipsServer，然后运行，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令启动路由器R1～R6，并分别进入R1和R6的CLI：
=>startR1
=>startR2
=>startR3
=>startR4
=>startR5
=>startR6
=>conR1
=>conR4
2、分别在R1的CLI提示符“R1>”以及R4的CLI提示符“R4>”后输入“showiproute”命令查看两台路由器当前的路由表，确保实验网的OSPF协议已经收敛。
R1>showiprouteR4>showiproute
3、在Dynagen窗口中提示符“=>”后输入以下命令捕获子网2、3、4和5中的分组：
=>captureR2s1/02.capHDLC
=>captureR3s1/03.capHDLC
=>captureR4f0/04.cap
=>captureR5f0/05.cap
4、1分钟后，在路由器R1的CLI中输入以下命令断开R1与子网1的连接（如图B所示）：
en对应的CLI提示符为“R1>”
conft对应的CLI提示符为“R1#”
intf0/0对应的CLI提示符为“R1（config）#”
shut对应的CLI提示符为“R1（config-if）#”
5、1分钟后，在路由器R1的CLI中输入以下命令恢复R1与子网1的连接，并在路由器R4的CLI中输入以下命令将到AS20中子网20.0.0.0/16的路由以外部路由的方式发布到AS10的OSPF网络中（如图C所示）：
R1：
en对应的CLI提示符为“R1>”
conft对应的CLI提示符为“R1#”
intf0/0对应的CLI提示符为“R1（config）#”
noshut对应的CLI提示符为“R1（config-if）#”
R4：
en对应的CLI提示符为“R4>”
conft对应的CLI提示符为“R4#”
routerospf1对应的CLI提示符为“R4（config）#”
redisstaticsub对应的CLI提示符为“R1（config-router）#”
说明：
请根据R1CLI的当前提示符输入对应的命令。
6、1分钟后，在Dynagen窗口中提示符“=>”后输入以下命令停止捕获：
=>nocaptureR2s1/0
=>nocaptureR3s1/0
=>nocaptureR4f0/0
=>nocaptureR5f0/0
7、用Wireshark软件查看并分析捕获的分组文件（2.cap、3.cap、4.cap和5.cap）中的OSPF报文，查看过滤条件为“ospf”（在Wireshark主窗口界面“过滤工具栏”的“Filter：
”域中输入）。
8、实验结束后，按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境：
（1）关闭R1、R4的CLI窗口，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令关闭Dynagen窗口，然后再关闭DynamipsServer窗口：
=>stop/all
=>exit
（2）运行所在目录下的“reset.bat”文件。
六、实验数据及结果分析
1、步骤2中根据R1路由表和R4路由表中的哪些信息可以确保实验网中的OSPF协议已经收敛？
为什么？
两个路由器的表项对应路径相符合。
因为OSPF是各个路由器将自己的路由信息广播给其他路由器，所以当R1和R4的表项信息相符的时候就能够确定其已经收敛了
2、分析执行步骤4之前在4个子网上捕获的OSPF报文。
记录子网2、3、4和5上每一台路由器发送的1个OSPFHello报文的如下信息：
步骤3：
子网2、3、4、5
路由器
R2
R3
R4
R5
IP分组首部
源IP
172.16.2.1
172.16.3.2
172.16.4.4
172.16.5.5
目的IP
224.0.0.5
224.0.0.5
224.0.0.5
224.0.0.5
OSPF报文首部
路由器ID
1.1.1.1
2.2.2.2
4.4.4.4
5.5.5.5
区域ID
0.0.0.1
0.0.0.1
0.0.0.0
0.0.0.2
Hello报文
网络掩码
255.255.255.252
255.255.255.248
255.255.255.0
255.255.255.0
Hello间隔
0x000a
0x000a
0x000a
0x000a
优先级
0x01
0x01
0x01
0x01
失效间隔
0x00000028
0x00000028
0x00000028
0x00000028
DR
0.0.0.0
0.0.0.0
172.16.4.5
172.16.5.6
BDR
0.0.0.0
0.0.0.0
172.16.4.4
172.16.5.5
邻居1
2.2.2.2
3.3.3.3
5.5.5.5
6.6.6.6
邻居2
-
-
3.3.3.3
-
说明：
“路由器”＝拓扑图中的路由器编号，即R1，R2，R3，R4，R5，R6；
“区域ID”＝十进制表示，所有IP地址＝点分十进制表示。
【分析】
1）实验中的OSPFhello间隔是多少秒？
10s
2）是否4个子网上都选举有DR和BDR？
为什么？
根据记录中的DR和BDR信息，用路由器编号写出图A中子网4上的DR和BDR。
在本实验的后续步骤中，各子网上的DR和BDR是否会改变？
否，子网四上DR：
172.16.4.5.BDR：
172.16.4.4，子网2和子网3是点到点连接，没有制定路由器和备份指定路由器，在本实验的后续步骤中，各子网上的DR和BDR不会改变。
3、分析从执行步骤4开始到执行步骤5之前在4个子网上捕获的OSPF报文。
按报文的捕获顺序记录每个子网上捕获到的OSPF报文概要，要求：
从第1个非类型1（即hello报文）的OSPF报文开始记录，包括后续的类型1（hello）报文，一直记录到最后1个非类型1的OSPF报文。
记录的信息如下：
步骤4：
子网2
OSPF分组首部
OSPF报文首部
捕获时间
源IP
目的IP
类型
路由器ID
区域ID
Time
172.16.2.1
224.0.0.5
LSU
2.2.2.2
0.0.0.1
128.828000
172.16.2.1
224.0.0.5
Hello
1.1.1.1
0.0.0.1
130.000000
172.16.2.2
224.0.0.5
LSA
2.2.2.2
0.0.0.1
131.328000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
134.593000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
140.031000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
144.578000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
150.015000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
154.593000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
160.000000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
164.578000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
170.015000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
174.593000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
180.015000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
184.593000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
190.015000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
194.593000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
200.031000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
204.578000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
210.015000
172.16.2.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
214.578000
172.16.2.1
224.0.0.5
LSU
1.1.1.1
0.0.0.1
218.093000
172.16.2.1
224.0.0.5
HELLO
1.1.1.1
0.0.0.1
220.000000
172.16.2.2
224.0.0.5
LSA
2.2.2.2
0.0.0.1
220.609000
步骤4：
子网3
OSPF分组首部
OSPF报文首部
捕获时间
源IP
目的IP
类型
路由器ID
区域ID
Time
172.16.3.2
224.0.0.5
LSU
2.2.2.2
0.0.0.1
104.281000
172.16.3.3
224.0.0.5
LSA
3.3.3.3
0.0.0.1
106.812000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
106.922000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
110.015000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
116.922000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
120.000000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
126.906000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
130.015000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
136.922000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
140.000000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
146.906000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
150.015000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
156.922000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
160.015000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
166.906000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
170.015000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
176.906000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
180.000000
172.16.3.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.1
186.922000
172.16.3.2
224.0.0.5
HELLO
2.2.2.2
0.0.0.1
190.000000
172.16.3.2
224.0.0.5
LSU
2.2.2.2
0.0.0.1
193.562000
172.16.3.3
224.0.0.5
LSA
3.3.3.3
0.0.0.1
196.062000
步骤4：
子网4
OSPF分组首部
OSPF报文首部
捕获时间
源IP
目的IP
类型
路由器ID
区域ID
Time
172.16.4.3
224.0.0.6
LSU
3.3.3.3
0.0.0.0
95.922000
172.16.4.5
224.0.0.5
LSU
5.5.5.5
0.0.0.0
95.953000
172.16.4.4
224.0.0.5
LSA
4.4.4.4
0.0.0.0
98.469000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
102.500000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
103.516000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
105.609000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
112.516000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
113.500000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
115.625000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
122.500000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
123.516000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
125.609000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
132.516000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
133.500000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
135.609000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
142.500000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
143.516000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
145.609000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
152.516000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
153.500000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
155.609000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
162.516000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
163.500000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
165.594000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
172.500000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
173.516000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
175.625000
172.16.4.4
224.0.0.5
HELLO
4.4.4.4
0.0.0.0
182.516000
172.16.4.3
224.0.0.5
HELLO
3.3.3.3
0.0.0.0
183.516000
172.16.4.3
224.0.0.6
LSU
3.3.3.3
0.0.0.0
185.188000
172.16.4.5
224.0.0.5
LSU
5.5.5.5
0.0.0.0
185.234000
172.16.4.5
224.0.0.5
HELLO
5.5.5.5
0.0.0.0
185.625000
172.16.4.4
224.0.0.5
LSA
4.4.4.4
0.0.0.0
187.750000
步骤4：
子网5
OSPF分组首部
OSPF报文首部
捕获时间
源IP
目的IP
类型
路由器ID
区域ID
Time
172.16.5.5
224.0.0.5
LSU
5.5.5.5
0.0.0.2
81.828000
172.16.5.6
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