北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)報(bào)告-RIP和OSPF路由協(xié)議的配置及協(xié)議流程

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： RIP和OSPF路由協(xié)議的配置及協(xié)議流程姓名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)日期： 2014年4月11日 實(shí)驗(yàn)報(bào)告日期： 2014年4月12日 報(bào)告退發(fā)：（訂正、重做）一、 環(huán)境（詳細(xì)說(shuō)明運(yùn)行的操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D）l 操作系統(tǒng)：windows8.1l 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：Dynamips 仿真平臺(tái)l 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌憾?實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（包括主要配置流程，重要部分需要截圖） RIP:1. 設(shè)計(jì)網(wǎng)拓?fù)?. 配置ip地址以配置R1的s1/1 的ip地址為例：配置完后，輸入命令no shutdown打開(kāi)端口。類(lèi)似的配置完一共12個(gè)端口的ip地址。3. 配置rip路由

2、協(xié)議： 以配置R1的路由協(xié)議為例： 4. 配置PC的默認(rèn)路由，以PC1為例：5. 配置完成后，測(cè)試從PC1到網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的連通情況：a) 到5.1.30.2：b) 到1.1.30.2：c) 到2.1.30.2：d) 到3.1.30.2： e) 到4.1.30.2：f) 到6.1.30.1：6. 打開(kāi)調(diào)試模式：以R1為例：不久之后接收到R4發(fā)來(lái)的路由信息：同時(shí)，R1也在向周?chē)酚善靼l(fā)送路由信息：從上圖中我們路由器R4從端口S1/0發(fā)送路由信息告訴R1，R4到網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0需要兩跳，到網(wǎng)絡(luò)3.0.0.0需要一跳，到網(wǎng)絡(luò)6.0.0.0需要兩跳。R1通過(guò)計(jì)算從各個(gè)端口接收到的路由信息，需要到各個(gè)

3、網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑之后，也會(huì)向外發(fā)出路由信息。如上圖所示，R1把路由信息從S1/0端口發(fā)出。他告訴這個(gè)端口另一端所連的設(shè)備，R1到網(wǎng)絡(luò)1.0.0.0需要一跳，到網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0需要兩跳，到網(wǎng)路5.0.0.0需要一跳。收到這個(gè)路由信息的設(shè)備也會(huì)根據(jù)這個(gè)路由信息來(lái)計(jì)算自己到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑。通過(guò)獲得的路由信息不難看出rip協(xié)議的工作過(guò)程：每個(gè)路由器都維護(hù)這一張路由表，這張路由表中寫(xiě)明了網(wǎng)絡(luò)號(hào)、到該網(wǎng)絡(luò)的最短路徑（實(shí)驗(yàn)中的路徑長(zhǎng)短由跳數(shù)來(lái)衡量）以及轉(zhuǎn)發(fā)的出口。路由器會(huì)周期性得向周?chē)酚善靼l(fā)送自己的路由表，同時(shí)也會(huì)接受周?chē)酚善靼l(fā)來(lái)的路由表，以此來(lái)刷新自己的路由器，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?。路由器在收到路由?/p>

4、息之后會(huì)根據(jù)某些路由算法、收到的路由信息和原先自己的路由表來(lái)計(jì)算到達(dá)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑（即下一跳的出口），這便是距離矢量路由算法的工作過(guò)程。7. 在控制臺(tái)中關(guān)閉路由器R2后（以此來(lái)改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?，R1開(kāi)始收到不可達(dá)的路由刷新報(bào)文：一段時(shí)間后，R1的路由表被刷新：重新打開(kāi)R2一段時(shí)間后，路由表被刷新：解釋?zhuān)?在路由器R2下線之后，鄰居路由器將會(huì)長(zhǎng)時(shí)間收不到，R2方向過(guò)來(lái)的路由信息，一段時(shí)間后，路由表會(huì)被重新計(jì)算。上圖中，R1收到R4發(fā)來(lái)的路由信息，告訴R1，網(wǎng)絡(luò)1.0.0.0和網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0已經(jīng)被判定為不可達(dá)的網(wǎng)絡(luò)。到網(wǎng)絡(luò)3.0.0.0需要一跳，到網(wǎng)絡(luò)6.0.0.0需要兩跳。于是，R1的

5、路由表會(huì)被刷新，從上圖中可以看出，R1的路由表中已經(jīng)沒(méi)有了網(wǎng)絡(luò)1.0.0.0和網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0的表項(xiàng)。重新打開(kāi)R2之后，由于R2又開(kāi)始想周?chē)l(fā)送路由器信息，周?chē)酚善鲿?huì)知道R2又恢復(fù)正常了，在相互交換路由信息一段時(shí)間之后，路由表成功收斂，恢復(fù)了正常的狀態(tài)?？梢詮腞1的路由表中看出，網(wǎng)絡(luò)1.0.0.0、網(wǎng)絡(luò)4.0.0.0和網(wǎng)絡(luò)5.0.0.0是分別和端口s1/1、端口s1/0和端口f0/0直接相連的。發(fā)向網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0的數(shù)據(jù)包從端口s1/1轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)向網(wǎng)絡(luò)3.0.0.0的數(shù)據(jù)包從端口s1/0轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)向網(wǎng)絡(luò)6.0.0.0的數(shù)據(jù)包可以從s1/0和1/1轉(zhuǎn)發(fā)。 8. RIP協(xié)議中觀察沒(méi)有配置水平分割

6、和配置水平分割后協(xié)議的工作流程：a) 配置水平分割：b) 沒(méi)有配置水平分割： 解釋?zhuān)?從上圖可以看出，配置了水平分割的情況下，更新報(bào)文相對(duì)于沒(méi)有配置水平分割的情況少了網(wǎng)絡(luò)1.0.0.0、2.0.0.0和6.0.0.0的路由信息。因?yàn)閺纳厦娴膸讖埥貓D和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中可以明顯看出發(fā)向網(wǎng)絡(luò)1.0.0.0、網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0和網(wǎng)絡(luò)6.0.0.0的數(shù)據(jù)包會(huì)被從端口s1/1轉(zhuǎn)發(fā)，也就是說(shuō)路由表表項(xiàng)中的這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑的計(jì)算最終一定是根據(jù)從s1/1收到的路由信息計(jì)算出來(lái)的。所以在開(kāi)啟水平分割的前提下，這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由信息在R1向s1/1端口發(fā)送路由信息的時(shí)候一定會(huì)被過(guò)濾掉。從以上對(duì)截圖的分析可以很明顯得看

7、出水平分割的作用。水平分割就是記錄下每一條路由信息的來(lái)源，這樣在發(fā)送路由更新報(bào)文的時(shí)候，不會(huì)將從一個(gè)端口中收到的信息再?gòu)倪@個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，這樣可以避免無(wú)窮計(jì)算的問(wèn)題，也就是避免了路由器根據(jù)自己轉(zhuǎn)發(fā)出去的路由器信息來(lái)計(jì)算路由信息。OSPF:1. 配置OSPF路由協(xié)議：以R1為例：先使用no router rip命令關(guān)閉rip協(xié)議，然后輸入router ospf 10命令開(kāi)始配置ospf協(xié)議，如上圖。2. 配置完成后，測(cè)試PC1到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的連通性：a) 到5.1.30.2：b) 到1.1.30.2：c) 到2.1.30.2：d) 到3.1.30.2：e) 到4.1.30.2：f) 到6.1.30.

8、1：3. 打開(kāi)調(diào)試：輸入命令debug ip ospf event 打開(kāi)調(diào)試模式，如下圖：打開(kāi)調(diào)試后，不斷有hello包顯示出來(lái)：解釋?zhuān)簭纳蠄D可以看出，路由器R1在00:15:35的時(shí)候在端口s1/1收到了來(lái)自2.1.30.1的hello報(bào)文，hello報(bào)文顧名思義被用來(lái)維護(hù)檢測(cè)鄰接關(guān)系。OSPF協(xié)議的工作過(guò)程大致如下，它是基于鏈路狀態(tài)算法的分層路由協(xié)議。在開(kāi)啟OSPF協(xié)議之后路由器之間交互的是鏈路狀態(tài)信息，路由器在知道自己附近的網(wǎng)絡(luò)的鏈路信息之后會(huì)把這些鏈路信息發(fā)給相鄰的路由器，然后這些路由器也會(huì)把自己的鏈路信息再轉(zhuǎn)發(fā)下去。這樣在一定的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)之后，每個(gè)路由器都能知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淞?。但是?/p>

9、網(wǎng)絡(luò)比較龐大的情況下，這下鏈路信息會(huì)成為一個(gè)相當(dāng)龐大的數(shù)據(jù)集，因此OSPF協(xié)議又提供了“區(qū)域”的概念，就是將一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)切分成幾個(gè)相對(duì)小的區(qū)域，區(qū)域分為骨干區(qū)域和常規(guī)區(qū)域，骨干區(qū)域和常規(guī)區(qū)域之間會(huì)交換鏈路信息，二常規(guī)區(qū)域之間不會(huì)交換鏈路信息。這樣就能減少鏈路信息的規(guī)模。上圖中就可以看出有“area0”的屬性。不過(guò)上圖只有相鄰鏈路hello包的交互，這是因?yàn)镺SPF的主要協(xié)議交互過(guò)程是在剛配置完OSPF協(xié)議時(shí)就進(jìn)行了，而在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，如果沒(méi)有鏈路狀態(tài)的變化就沒(méi)有交互鏈路狀態(tài)信息。也就是說(shuō)，一旦網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，信息不再更新，則只會(huì)有Hello包。只有鏈路發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)路由器才會(huì)廣播改變的信息給其余

10、路由器。4. 在控制臺(tái)中關(guān)閉路由器R2，以改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓诔^(guò)配置ospf協(xié)議所設(shè)置的dead-interval后，調(diào)試信息中出現(xiàn)如下信息：此時(shí)路由表發(fā)生了變化：原先的路由表：解釋?zhuān)涸谏蠄D中可以看出，R1由于長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有收到R2發(fā)來(lái)的hello報(bào)文，在超出配置OSPF協(xié)議是設(shè)置的時(shí)間之后，R1會(huì)將R2的狀態(tài)判定為down。代表從s1/1端口到網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0已經(jīng)不通了。R1會(huì)以此修改自己路由表。從兩張路由表的對(duì)比中可以看出，網(wǎng)絡(luò)1.0.0.0和網(wǎng)絡(luò)2.0.0.0的表項(xiàng)已經(jīng)不見(jiàn)。5. 在開(kāi)啟R1的flood之后關(guān)閉R2的s1/1端口：開(kāi)啟flood： 關(guān)閉R2的s1/1端口之后，R1收到如下信息：

11、解釋?zhuān)嚎煽糠汉闄C(jī)制是OSPF的重要部分，其在某條鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)將變化的信息發(fā)送給同一域中的所有OSPF路由器，從而確保整個(gè)域內(nèi)的路由器始終具有一致的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。6. 在開(kāi)啟R1的flood之后打開(kāi)R2的s1/1端口：7. 運(yùn)行指令：sh ip ospf neighbor解釋?zhuān)嚎梢詮纳蠄D看出，R1有兩個(gè)鄰居，分別是s1/0接口上的R2（4.1.30.1）和s1/1接口上的R4（1.1.30.2）.四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的截圖。五、 實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題及心得問(wèn)題：在配置ip地址和路由表時(shí)，出現(xiàn)錯(cuò)誤之后，比較難找出錯(cuò)誤。解決：在沒(méi)配置一個(gè)設(shè)備之后應(yīng)該相互檢查一下，看一下能不能pin

12、g通，這樣每做一點(diǎn)就檢查一點(diǎn)，比較容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。問(wèn)題： 從以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)包需要mac地址，但似乎在路由器之間通過(guò)串口進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)就不需要mac 地址。解決： 因?yàn)槁酚善骱蚿c之間采用的以太網(wǎng)，路由器和路由器之間是串口通信，所以以太網(wǎng)接口即f0/0等需要有mac地址，傳輸也需要有mac地址。但是串口就不需要mac地址。問(wèn)題： 在rip的路由信息中出現(xiàn)了 via 0.0.0.0，開(kāi)始不太懂這個(gè)是什么意思，認(rèn)為下一跳不該是一個(gè)本機(jī)地址。解決： rip發(fā)給鄰居路由器的路由表的下一跳地址是對(duì)自己來(lái)說(shuō)的，但是這個(gè)下一跳地址發(fā)給鄰居路由器之后，其實(shí)沒(méi)有任何意義。如果鄰居路由器經(jīng)過(guò)計(jì)算之后，選擇的就是這一條路

13、徑，那么這個(gè)路由信息中的下一跳就是本機(jī)。 心得： 相對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課上所學(xué)的內(nèi)容，更加深刻得理解了rip和ospf協(xié)議工作的過(guò)程。了解了配置rip，ospf協(xié)議的過(guò)程，學(xué)習(xí)到ospf協(xié)議為了減小鏈路信息的開(kāi)銷(xiāo)，ospf協(xié)議將一個(gè)大網(wǎng)劃分成幾個(gè)小區(qū)域。這就是配置ospf協(xié)議時(shí)輸入的area 0的含義。 真實(shí)得看見(jiàn)了水平分割的工作過(guò)程，發(fā)現(xiàn)路由器能夠智能得過(guò)濾掉那些從該端口收到的路由信息。六、 實(shí)驗(yàn)思考（1） 實(shí)驗(yàn)中，采用下一跳和轉(zhuǎn)發(fā)接口這兩種方式配置PC1和PC2有什么區(qū)別？會(huì)導(dǎo)致在你的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中丟包數(shù)有什么變化？用arp表中的內(nèi)容來(lái)解釋。Ping前的arp表：Ping:Ping后的arp表：解

14、釋?zhuān)篜PP鏈路網(wǎng)絡(luò)中使用轉(zhuǎn)發(fā)接口，不需要進(jìn)行arp解析即可發(fā)送數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)則需要進(jìn)行ARP解析，每次解析都會(huì)發(fā)生丟包。（2） OSPF中廣播的信息有哪些？i. OSPF路由器會(huì)周期性地發(fā)送hello數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包是路由器建立通信的基礎(chǔ).ii. 兩個(gè)OSPF路由器建立雙向通信這后還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)同步，即發(fā)送DBD信息。iii. 鏈路狀態(tài)請(qǐng)求（LSR）、更新（LSU）、確認(rèn)（LSA）信息。（3） 寫(xiě)出在你的拓?fù)渲?，?shù)據(jù)包從PC1到PC2發(fā)送的完整過(guò)程，包括Arp表的內(nèi)容。以ping為例。Ping之前：PC1的arp表：R1的arp表：R2的arp表：R3的arp表：Ping命令:ping之后：PC1的arp表：R1的arp表：R2的arp表：R3的arp表：解釋?zhuān)荷蠄D中：在ping命令之前，PC1的arp表只有自己的f0/0端口5.1.30.1的mac地址，R1只有自己的f0/0端口5.1.30.2的mac地址。R2的arp表為空，R3的arp表只有自己的f0/0端口6.1.30.2的mac地址，PC2的arp表只有自己的f0/0端口6.1.30.1的mac地址。在ping 6.1.30.1的時(shí)候，PC2會(huì)把包發(fā)向默認(rèn)路由器5.1.30.2，但是PC1并不知道5.1.30.2的mac