实验10 开放最短路径优先OSPF
一、实验目的
本实验的主要目的是验证OSPF（开放最短路径优先）协议的作用，深入理解其在动态路由中的重要性。通过实验，我们将观察OSPF如何在网络中高效地传播路由信息，从而实现不同网络之间的通信。此外，我们还将掌握使用Shell命令进行配置信息的方法，以便在实际环境中灵活应用和管理OSPF协议。通过这一系列的实践，我们希望提升对OSPF的理解，并为未来在更复杂的网络环境中应用动态路由协议打下坚实的基础。
二、实验环境
·Cisco Packet Tracer模拟器
三、实验过程
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在上一次的RIP实验我们可以知道，RIP协议是根据距离向量来选择路由的，因此会走红线的路由，尽管红线的传输速率很慢，但是OSPF是根据链路状态来选择路由的，也就是根据相邻路由器的代价，选择最小代价的路由。
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构建网络拓扑，本实验的网络拓扑和上面略有不同，本实验是使用命令行来配置IP、子网掩码等，配置路由器接口具体步骤为：打开命令行界面输入enable进入特权模式，输入config t 进入全局配置模式，回车再输入端口号命令，可以使用interface gigabitethernet0/0，也可以简写为int g0/0，然后设置IP和子网掩码，命令为ip address 192.168.0.254 255.255.255.0，最后输入no shutdown给端口打开，其他接口也可以这样设置，如图1所示。并且使用IP route就可以看到对应路由器的路由表。如图2所示。配置好了之后，网络拓扑如图3所示。
图1 使用命令行配置端口IP地址
图2 使用命令行查看路由表
图3 配置网络拓扑
- 此时主机之间不可以互相通信，因为路由器现在只知道自己直连的网络是哪一些，另外的网络，路由器就不知道了，所以不能互相通信，那么接下来就是启动OSPF协议，使用命令行的方式，输入en，然后输入conf t进入配置模式，然后输入router ospf 100，然后就进入了OSPF的配置界面，然后输入network 30.0.0.0 0.255.255.255 area 0，后面的0.255.255.255就是反地址掩码（1和0交换位置），属于同一个区域，那么OSPF的链路状态更新分组就只可以在自己的区域内进行。如图4所示。此时路由器就启动了OSPF协议。
图4配置OSPF协议信息
- 启动了OSPF协议之后，然后使用放大镜查看最上面的路由器的路由表，如图5所示。可以看到类型为O的就是使用OSPF协议获取到的路由，具体就是到达网络为10.0.0.0/8的这个网路的下一跳就是右边的路由器的上面这个端口。同理也可以查看最右边路由器的路由表，如图6所示。可以看到右边路由器有4个通过OSPF协议得到的路由。
图5 放大镜查看上面路由器的路由表
图6 放大镜查看右边路由器的路由表
- 验证OSPF协议，使用最下面的主机ping一下最上面的主机，也即是命令ping 192.168.0.1，结果如图7所示。同理，第一次请求超时也是因为ARP的问题导致的。
图7 用ping命令验证OSPF协议
- 查看一下OSPF选择的是哪条路径，切换到仿真模式下，添加一个简单的PDU，让最下面的主机给最上面的主机发送一个简单的PDU，查看路径，OSPF会选择代价最小的路径，也就是黑线的路径，而不是红线，结果如图8所示。
图8 查看OSPF协议所选择的路径
四、实验小结
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通过本次实验，我成功验证了OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）协议的作用，并掌握了使用命令行（Shell命令）配置路由器和主机的IP地址以及OSPF协议的相关配置方法。
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首先，在实验中，我构建了一个简单的网络拓扑，并为其中的路由器和主机配置了合适的IP地址。通过命令行进行配置，不仅让我熟悉了IP地址分配的方法，还加深了对网络拓扑结构的理解。
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接下来，我通过命令行启动了OSPF协议，并在路由器上配置了OSPF进程。OSPF是一种基于链路状态的动态路由协议，它能够通过交换路由信息快速更新路由表，确保网络中各设备之间高效、可靠地进行通信。
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在配置完成后，我使用ping命令验证了OSPF协议的正常工作，确保了不同子网之间的通信无误。同时，通过查看路由器的路由表，确认OSPF协议根据最短路径算法计算出正确的路由，并成功将信息广播到其他路由器。
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最后，通过实验验证了OSPF协议能够在网络中高效传播路由信息，并支持根据网络拓扑的变化动态调整路由。与RIP协议相比，OSPF具有更快的收敛速度和更高的稳定性，适用于较大的网络环境。