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华为HCIA认证R&S路由与交换 —— 链路状态协议OSPF & PPP原理与配置方法详解

坏坏-5

本文讲述了华为HCIA认证R&S路由与交换 —— 链路状态协议OSPF & PPP原理与配置方法。分享给大家供大家参考，具体如下：

文章目录

【实验源码参考GitHub】
【实验拓扑参考GitHub】

链路状态路由协议——OSPF

开放式最短路径优先OSPF（Open Shortest Path First）协议是IETF定义的一种基于链路状态的内部网关路由协议

OSPF与RIP比较

内容 OSPF RIPv2 RIPv1
协议类型 链路状态 距离矢量 距离矢量
CIDR 支持 支持 不支持
VLSM 支持 支持 不支持
自动汇总 不支持 支持 支持
手动汇总 支持 支持 不支持
路由的泛洪 周期性的组播更新 周期性的组播更新 周期性的组播更新
路径的开销（度量值） 带宽 跳数 跳数
路由的收敛速度 快 慢 慢
跳数的限制 没有限制 限制15跳 限制15跳
认证 支持 支持 不支持
层次化网络 支持（区域） 不支持 不支持
路由更新 事件触发更新 路由表更新 路由表更新
路由的计算方法 SPF Bellman-ford Bellman-ford
  • OSPF组播地址为224.0.0.5或224.0.0.6
  • RIPv2组播地址为224.0.0.9

OSPF原理

OSPF工作原理：

在这里插入图片描述

  1. 路由器发送LSA（链路状态通告）
  2. 每台路由器收到LSA后，会把它放在自己的数据库中（LSDB），完成所有的LSA泛洪之后，每台路由器的LSDB是一样的
  3. 根据自己的数据库，以自己为根（定点，节点），使用SPF算法，计算到目标网络的最短路径，然后将此路径放入到路由表中

OSPF报文

Router-id

用来标识一台OSPF的路由器，使用点分十进制来表示，所有的OSPF报文中都会携带Router-id参数

实验一：如图配置IP，配置OSPF，要求R1、R2、R3互通。

在这里插入图片描述

[R1]ospf 1  //指定OSPF的进程号1               
[R1-ospf-1]area 0  //进入骨干区域
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.1.1.0 0.0.0.255  //宣告网段
[R1-ospf-1-area-0.0.0.0]net 1.1.1.1 0.0.0.0  //宣告精确地址
  • 如果开始启动了OSPF进程，没有配置Router-id，那么OSPF会自动选举Router-id
  • 如果此手动指定Router-id需要重新启动OSPF进程（用户视图下执行reset ospf pro），新的Router-id才能生效

在这里插入图片描述

  • 邻居:两台路由器的状态到达2Way，建立邻居关系。不能交换信息
  • 邻接:两台路由器的状态到达Full，建立邻接关系。可以交换信息

OSPF支持的网络类型

DR&BDR

DR和BDR可以减少OSPF网络中的LSA，可以减少OSPF网络的流量泛洪

DR&BDR选举

  • DR和BDR具有抢先机制，谁先启动，谁就成为DR或BDR
  • 更改优先级为0[R2-GigabitEthernet0/0/1]ospf dr-priority 0
  • 更改优先级后需要重启OSPF进程[R2]reset ospf pro

DR、BDR、DR-other的关系：

在这里插入图片描述

  • 查看OSPF领句关系，系统视图下dis ospf peer bri
  • 重启OSPF进程用户视图下reset ospf process
  • 修改OSPF优先级，在接口视图下ospf dr-priority 10

OSPF区域

划分规则：

划分区域的目的：

  • 每个区域都维护一个独立的LSDB
  • Area 0是骨干区域，其他区域都必须与此区域相连
  • 不规则链路可以通过Vlink解决

OSPF无法建立邻居关系：

OSPF开销

# 修改cost值
[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf cost 20 

# 修改带宽
[R1]ospf
[R1-ospf-1]bandwidth-reference 10000

OSPF认证

# 基于接口认证
[R1]interface GigabitEthernet0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher huawei

两种都配置了的话，接口认证优于区域认证

实验二：如图配置IP地址，需求使用OSPF配置，实现全网互通。

在这里插入图片描述

OSPF Header :
	Version: 2  //主版本号
	Message Type: Hello Packet (1) 
	Packet Length: 48  //包长度
	Source 0SPF Router: 2.2.2.2  //R2的Router-id
	Area ID: 0.0.0. 0 (Backbone)  //区域
	Checksum: 0x8670 [ correct]
	Auth Type: Null (0)  //OSPF认证字段，没有配置为空
	Auth Data ( none): 0000000000000000
0SPF Hello Packet  //Hello报文
	Network Mask: 255. 255.255.0 
	Hello Interval [sec]: 10  //Hello报文间隔时间为10s
> Options: 0x02， (E) External Routing
	Router Priority: 1  //路由优先级
	Router Dead Interval [sec]: 40  //死亡时间40s，是Hello报文存活时间的四倍
	Designated Router: 172.16.12.1  //DR为R1
	Backup Designated Router: 172.16.12.2  //BDR为R2
	Active Neighbor: 1.1.1. 1

拓展：OSPF多区域配置，需求全网互通。

在这里插入图片描述

广域网基本原理

HDLC&PPP原理与配置

高级数据链路控制（HDLC）和点对点协议(PPP)是两种典型的串口封装协议

PPP是IE面试会考到的重点

HDLC

实验三：如图配置IP地址，使用HDLC接口调用配置接口。

需要添加接口卡，使用串行线连接串行接口

在这里插入图片描述

[R1]interface Serial 1/0/0  //进入串口
[R1-Serial1/0/0]link-protocol hdlc  //接口默认是PPP，改为hdlc
[R1-Serial1/0/0]ip address unnumbered interface loopBack 0  //借用地址
[R1]ip route-static 12.1.1.0 30 s1/0/0  //配置静态路由

PPP

名称 作用
链路控制协议（Link Control Protocol） 用来建立、拆除和监控PPP数据链路
网络层控制协议（Network Control Protocol） 用于对不同的网络层协议进行连接建立和参数协商

在这里插入图片描述

实验四-PAP认证：如图拓扑，配置IP地址，配置PPP的PAP认证。

需要添加接口卡，使用串行线连接串行接口

在这里插入图片描述

LCP报文：

报文类型 作用
Configure-Request 包含发送者试图与对端建立连接时使用的参数列表
Configure-Ack 表示完全接受对端发送的Configure-Request的餐宿取值
Configure-Nak 表示对端发送的Configure-Request中的某些参数取值在本端不被认可
Configure-Reject 表示对端发送的Configure-Request中的某些参数本端不能识别

LCP协商参数：

参数 作用 缺省值
最大接受单元——MRU PPP数据帧中Information字段和Padding字段的总长度 1500字节
认证协议 认证对端使用的认证协议 不认证
魔术字 魔术字为一个随机产生的数字，用于检测链路环路，如果收到的LCP报文中的魔术字和本端产生的魔术字相同，则认为链路有环路 启用
  • 认证的方式有两种：
    • 明文认证——PAP
    • 密文认证——Chap，需要MD5的计算

PPP认证模式-Chap

实验四-Chap认证：如图配合IP地址，配置PPP的Chap认证。

在这里插入图片描述

IPCP静态地址协商
在这里插入图片描述

IPCP动态地址协商

在这里插入图片描述