第5章 CHAPTER 5 路由器工作原理 本章主要介绍路由器相关的内容，分为3节，主要内容包括路由器基本工作原理简介、静态路由工作原理和配置、OSPF协议原理和配置。本章内容也是一个核心知识版块，学完之后可以掌握路由器配置和维护等操作。 20min 5.1路由器工作原理简介 交换机通常用于企业内部组网，路由器则更多地用在网络对外连接中，实际应用场景如图5.1所示。 交换机根据目标MAC地址来转发以太网帧，收到一个以太网帧之后提取目标MAC，然后查MAC地址表，找到对应接口转发出去，这是交换机的工作过程。 而路由器则根据目标IP来转发报文，收到一个IP报文后，提取目标IP，查表(路由表)，找到对应接口转发出去。 路由表里面的内容比MAC地址表更加丰富，下面具体介绍路由表的具体信息，如图5.2所示，3个路由器连在同一个网段里，当R1报文去往10.1.1.0/24网段时，除了需要知道出接口是G0/0/0外，还得知道下一跳是R2，而不是R3。 图5.1路由器和交换机的工作位置 图5.2路由表信息 交换机的MAC地址表是动态学习的，收到IP报文或者ARP报文时提取报文的源MAC和入接口，更新到MAC地址表中，而路由器的路由表有3个来源，分别是直连、静态、动态。 直连路由来源如图5.3所示，路由器接口配置了IP地址和掩码之后，直接在路由表中添加一条路由，并标注路由来源是直连。如果接口处于down状态，则路由条目会被移除。 静态路由来源如图5.4所示，R1上使用命令配置一条去往30.1.1.0/24网段的路由。路由器会添加一条路由，并标注路由来源为静态路由。 动态路由来源如图5.5所示，使用路由协议动态地学习路由条目并将学到的对应路由来源标注为OSPF。 图5.3直连路由 图5.4静态路由 图5.5动态路由 如果路由器上配置了OSPF，并配置了静态路由，则该怎样标注路由来源呢？例如R2上通过OSPF学习到了40.1.1.0/24网段，然后又配置了一条静态路由去往40.1.1.0/24，此时路由将使用OSPF学习到的路由，该条路由的来源显示为OSPF。 这是因为不同路由来源有不同的优先级，数值越低优先级越高，如图5.6所示，OSPF的优先级高于静态路由，所以会被优先使用。 图5.6路由优先级 当路由器学习到一个新条目时，处理过程如图5.7所示，先使用网段/掩码在自身路由表中查找，如果找到相同条目，则比较优先级，优先级高的条目加入路由表中，如果找不到相同条目，则直接放到路由表中。 图5.7路由条目更新过程 路由器组成的网络中允许环路存在，如图5.8所示，RTA通过OSPF学到两条路由去往10.0.0.0/30网段，但是开销不一样，一条开销为20； 另一条开销为10，RTA优先将开销小的路由条目放入路由表中，报文转发时使用开销最小的路径。 图5.8路由开销 通过display ip routingtable命令可以查询路由表，为了方便说明，左边给每个条目做了编号，如图5.9所示。 (1) Destination/Mask： 目标网段和掩码，用来匹配IP报文里的目标IP。 (2) Proto： 路由来源，有直连路由(Direct)、静态路由(Static)、动态路由(RIP、OSPF)。 图5.9路由表 (3) Pre： 路由优先级(Preference)，和Proto有映射关系，直连路由的优先级为0，通过OSPF学来的优先级是10，通过RIP学来的优先级是100。数值越小优先级越高，直连路由的优先级最高。 (4) Cost： 路径开销，从本路由器到达目标网段的总开销，跟路径上的带宽和跳数有关。 (5) Flags： 路由标识，通常是D，指的是已经下发到FIB(Forwarding Information Base)，FIB是路由器里面另外一张更详细的表，跟机器硬件实现有关，真正指导报文转发的是FIB表。 (6) NextHop： 下一跳的IP地址。 (7) Interface： 当前路由器的出接口。 路由器具体是如何使用路由表的呢？首先是最长匹配原则，如图5.10所示。RTA收到一个去往10.1.1.4的IP报文，查路由表时里面有两个条目都能匹配，第1个条目匹配2字节，第2个条目匹配3字节。第2条匹配更精准，因此会优选10.1.1.0/24这个路由条目。 图5.10路由最长匹配 如果有多条路由的目标网段一样，则使优先级最高的路由生效，路由表中只能看到一条路由。如果目标网段一样，优先级也一样，则比较开销，使开销最小的路由生效。 如果目标网段、路由来源、开销(Cost)也一样，则该怎么办，如图5.11所示，RTA去往10.1.1.0有两条路径都是通过OSPF学来的，开销也一样。 图5.11等价路由 此时两条路径同时生效，而且都会转发业务报文，形成等价路由，RTA可以通过一定的规则来分配流量，例如根据目标MAC或者目标IP，通过一定的算法算出一个值，然后决定流量采用上面的路径还是采用下面的路径。等价路由的两个条目都会出现在路由表里，如图5.12所示。 图5.12等价路由的路由表 总结一下路由器的转发规则，收到一个报文后，提取目标IP，然后查找路由表： (1) 匹配目标网段和掩码，选择最长匹配的路由条目。 (2) 如果有多条最长匹配一样的条目，则比较优先级，选择优先级最高的条目。 (3) 如果有多条优先级一样的条目，则比较开销，选择开销最小的条目。 (4) 如果有多条开销一样的条目，则形成等价路由，同时使它们生效。 34min 5.2静态路由工作原理与配置 路由表的路由来源可以分为3类，第一类是直连路由，第二类是静态路由，第三类是动态路由(OSPF、RIP)，其中直连路由不需要配置，只要给路由器接口配置了IP地址就会自动添加一条直连路由，静态路由和动态路由需要配置才能学到，下面介绍静态路由的原理和配置。 静态路由是指由管理员手动配置和维护的路由，静态路由配置简单，并且无须像动态路由那样占用路由器的CPU资源来计算和分析路由更新。 静态路由的缺点在于，当网络拓扑发生变化时，静态路由不会自动适应拓扑的变化，而是需要管理员手动进行调整，在稍微复杂点的网络中维护不方便。 静态路由一般适用于结构简单的网络。在复杂网络环境中，一般会使用动态路由协议来生成动态路由。不过，即使是在复杂网络环境中，合理地配置一些静态路由也可以提高网络的性能。 主机A和主机B之间有两个路由器RTA、RTB，主机A的IP地址是192.168.1.2，主机B的IP地址是192.168.2.2，如图5.13所示。 图5.13静态路由示例 各个主机和路由器配置好接口IP地址之后，查询路由器B的路由表，如图5.14所示，总共6条直连路由，其中第1、第2、第5、第6条这4条直连路由在配置了接口IP地址之后自动学到(仔细观察掩码的区别)，第3条和第4条路由默认就有，是本地环回地址。 图5.14路由表状态 此时，主机B ping主机A的IP地址： 192.168.1.2，报文到达RTB，查路由表时无法匹配任何条目，因此报文会被丢弃。为了让RTB能把报文交给RTA，就必须给RTB添加个路由条目。 在路由器B上通过命令ip routestatic来添加静态路由，这个命令有3个参数，第1个是目标网段，告诉路由器这是要去往哪里的； 第2个是目标网段对应的掩码； 第3个是下一跳IP地址，告诉路由器报文要转发给谁，填的是对方路由器的接口IP，如图5.15所示。 图5.15配置静态路由 配置了这条静态路由之后，RTB就多了一个路由条目，如图5.16所示，倒数第3条就是手动配置的静态路由，Protocol是static，优先级为60。 图5.16RTB的路由表(1) 此时，主机B再ping主机A的IP地址： 192.168.1.2，RTB收到该报文后，查路由表可以命中192.168.1.0/24这个条目，接着就发给NextHop： 10.0.12.1，将报文转交给RTA。 RTA收到该报文后，也查自己的路由表，如图5.17所示，192.168.1.0/24是RTA的直连路由，因此可以命中路由表，并将报文转交主机A。 图5.17RTA的路由表(2) 此时只配置了RTB的静态路由，主机B ping主机A并不能成功，因为ping命令其实包括了ICMP里面的Echo Request和Echo Reply两个方向的报文，主机A收到Echo Request之后还要回Echo Reply给主机B，主机B 收到Echo Reply才算成功。 在主机A回的报文里面，目标IP是主机B的IP地址： 192.168.2.2，该报文到达RTA时，RTA查路由表无法匹配任何条目，报文被丢弃，同样地，为了让报文通过，还得在RTA上添加一个静态路由，如图5.18所示。 图5.18RTA的路由表(3) 配置好RTA、RTB的静态路由之后，主机B就可以成功ping主机A了，如图5.19所示。 主机A、主机B除了要配置IP地址、子网掩码之外，还要配置网关IP，如图5.20所示。 图5.19主机B成功ping主机A 图5.20给主机配置网关IP地址 配置静态路由时需要记好3个参数分别填什么内容，另外在问题定位分析时牢记一个原则： 由于路由器根据路由表来转发，当没有查到匹配的路由条目时就会丢弃报文，所以遇到业务不通时多分析一下路由表的状态，包括来回两个方向的路径。 静态路由除了有普通路由功能外，还有以下3种重要用途： 负载分担、路由备份、默认路由。 负载分担如图5.21所示，RTA和RTB之间有两条链路，可以让两条链路同时工作，以增加路由器之间的带宽。 图5.21负载分担应用场景 在路由器B上配置两条静态路由，目标网段和掩码一样，但是下一跳不一样，配置之后查询RTB的路由表，如图5.22所示，第2条路由的Destination/Mask为空，表示和上面一条一样。在实际转发业务时，RTB会根据一定的算法将流量分布到两条链路上。 图5.22等价路由条目 RTA的配置和路由表状态和RTB类似。 路由备份如图5.23所示，RTA和RTB之间有两条链路，可以让一条链路工作，让另外一条处于备份状态，如果工作链路发生故障，则备份链路马上进入工作状态。 图5.23路由备份工作场景 RTB配置了两条到达192.168.1.0网段的静态路由，目标网段和掩码一样，但是优先级不一样，静态路由的默认优先级是60，可以通过参数preference修改优先级，例如第2条静态路由的优先级被修改成100，选择最高优先级的那一条，如图5.24所示，路由表中只有一条路由生效。 图5.24RTB的路由表 将主链路停掉，备份链路会马上进入工作状态，如图5.25所示。 图5.25主备链路切换 默认路由，当路由器查路由表时，如果没有匹配的条目就会将报文丢弃，设备可以配置默认路由作为报文的转发路径。在路由表中，默认路由的目的网络地址为0.0.0.0，掩码也为0.0.0.0，如图5.26所示，RTA配置一条缺省路由，任何在路由表里找不到匹配条目的报文都会被交给RTB。 图5.26默认路由 在3个路由器的场景下配置静态路由，如图5.27所示。 图5.27多路由器场景下配置静态路由 静态路由通常用于小型网络，当拓扑变化时不能动态调整，使用不灵活，除了路由功能外，静态路由还有几个特殊功能，分别为负载分担、路由备份、默认路由。 60min 5.3OSPF协议原理与配置 常用的路由协议有3种： RIP、OSPF、ISIS，其中RIP早期比较常用，但是有一些弊端，现在的网络基本不用RIP，华为新版路由交换HCIA课程也将RIP去掉了。现在网络常用的协议是OSPF和ISIS，其中ISIS协议在HCIP课程里介绍，HCIA课程里只介绍OSPF。 开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)具有收敛快、效率高、扩展性好等特点，目前得到广泛应用。 5.3.1OSPF基本概念 路由器ID： 每个路由都有一个编号，也就是路由器ID，如图5.28所示，路由器ID的格式与IP地址一样，可以手动指定路由器ID，通过［RTA］ospf routerid 1.1.1.1命令配置。 如果不指定，启动OSPF进程后，则会自动指定路由器ID，优先使用环回IP地址，如果没有环回IP，则取接口IP值最大的那个。 OSPF开销： OSPF基于接口带宽计算开销，计算公式为： 接口开销=带宽参考值/带宽。带宽参考值可以配置，默认为100Mb/s。例如一条100Mb/s链路的开销： 100/100=1； 一条10Mb/s链路的开销： 100/10=10。带宽越大，开销越小。 可以指定具体链路的开销，也可以修改全局的带宽参考值，如图5.29所示， 图5.28路由器ID 图5.29OSPF开销配置 5.3.2OSPF基本工作原理 总共4个路由器，这4个路由器如何自动学习路由条目呢？如图5.30所示，首先每个路由器会发送链路状态公告(Link State Advertisement，LSA)，LSA里面包含路由器的详细信息，例如RTA的LSA内容如下。 链路数量： 2 网段： 10.0.0.0 掩码： 255.0.0.0网段开销： 10 网段： 20.0.0.0 掩码： 255.0.0.0网段开销： 10 图5.30OSPF计算过程 RTA的LSA会发给RTB和RTC，同时RTC还会透传给RTD，最终4个路由器都有RTA的LSA。同理，RTB、RTC、RTD也会发送各自的LSA，每个路由器会把收到的所有LSA放在自己的链路状态数据库(Link State Database，LSDB)里。 LSDB稳定后，路由器使用最短路径优先(Shortest Path First，SPF)算法对LSDB进行计算，得出最短路径树。树根就是当前路由器，例如RTC计算最短路径树时，树根就是RTC，然后计算去往各个路由器的最短路径。 得到最短路径树之后，路由器就可以算出路由表。 总结一下路由器计算路由表的大致过程： (1) 发出LSA，并泛洪到各个路由器。 (2) 收集LSA，保存到LSDB。 (3) 使用SPF算法计算最短路径树。 (4) 根据最短路径树计算路由表。 5.3.3OSPF基本工作流程 OSPF基本工作流程如图5.31所示，RTA和RTB连在同一个网段。 图5.31OSPF基本工作流程 OSPF的工作过程有以下几个步骤。 (1) 启动： 路由器上电，接口配置了IP地址，并且配置了OSPF，此时会发出Hello报文探测邻居，Hello报文用的目标IP是组播IP 224.0.0.5。如果同一个网段里有多个路由器，则都可以收到这个Hello报文，如图5.32所示。 (2) 建立邻居： RTA和RTB互相发Hello报文，Hello报文里带有本路由器相关的内容，如图5.33所示，Hello报文携带左边方框里面的信息，由于第1个Hello报文里面不知道邻居是谁，所以置空，收到对方Hello报文后，知道邻居是谁，因此第2个Hello报文里将邻居填进去，收到第2个Hello后，邻居才算建立成功。邻居建立完成后，开始发送LSA，同步LSDB数据库。 图5.32同网段多个路由器 图5.33邻居建立过程 RTA和RTB的信息必须匹配才能建立邻居，否则会丢弃对方发送的Hello报文，例如RTA用的版本号是IPv4，RTB用的版本号是IPv6，此时无法建立邻居。 (3) 建立邻接： 邻居建立完成后开始同步LSDB，同步过程如图5.34所示，假设RTA新加入网络，只有RTA的LSA，此时需要从RTB同步LSDB。 图5.34LSDB同步过程 但是路由器自己并不知道缺哪条LSA，RTA和RTB都不知道对方有哪些LSA，此时RTA和RTB互相交互LSDB清单，这个清单就是数据库摘要(Database Description，DD)报文。 RTA和RTB交互DD时有一个先后顺序，路由器ID值大的先发送DD，小的后发送，因此同步最开始需要确定主次，通过DD报文选出主次，此时DD里面并没有LSDB信息。 主次的选举见图5.34中的步骤1、2、3，在步骤1、2中，RTA和RTB互相发送一个DD，该DD中都认为自己是主，DD报文有一个Sequence编号，最开始是随机值，后面递增，后面还有3个标志位： I、M、MS。 I表示Initiate，置1表示这是第1个DD报文。 M表示More，置1表示后面还有DD报文。 MS表示Master，置1表示自己是主。 RTA和RTB收到对方的DD之后，通过比较路由器ID，RTA发现RTB的ID值比较大，因此RTB是主，自己是从，所以RTA又将一个DD发送给了RTB，告诉RTB自己是从，见步骤3。 主从选好之后，开始交互DD，RTB是主，所以先发，见步骤4、5，Sequence都用主路由器定的值，而且后面递增，所以是Y+1。 RTA和RTB收到对方DD之后，和自己的LSDB比较，RTA发现缺了RTB、RTC、RTD的LSA，所以向RTB请求这3条LSA，见步骤6，Link State Request简称LSR。 RTB收到LSR后，将对应的LSA发送给RTA，见步骤7，Link State Update简称LSU。 RTA收到LSU之后，还要发送一个ACK，确认LSU已经收到，见步骤8。 RTA和RTB之间的LSDB同步完成后，进入Full状态，只有达到Full状态才是邻接关系。 (4) 维护关系： LSDB同步完成后进入一个稳定状态，后面还会使用Hello报文来维护关系，RTA、RTB周期性地将Hello报文发送给对方，例如每10s发一个，如果连续3个周期收不到对方的Hello报文，就可以判定对方出故障了，然后删除相应的路由条目。 5.3.4DR与BDR 如果同一个网段里有多个路由器，则需要考虑同步效率的问题，如图5.35所示，同一个网段有4个路由器，两两之间同步总共需要6次，随着路由器数量的增加，同步次数增长很快，效率较低。 图5.35数据库同步次数 为了提高数据库同步的效率，需要在网段中选出一个同步中心，如图5.36所示，选RTA作为同步中心，其他路由器只跟RTA同步。此时同步次数可以减少到3次，大大提高了同步效率。RTA通常称为指定路由器(Designated Router，DR)。 图5.36数据库同步中心 DR通过路由器优先级选举，值越大，优先级越高，默认值为1，如果优先级都一样，则比较路由器ID，值最大的就是DR，如图5.37所示。优先级可以配置，如果设置为0，则不参加选举。DR选举在邻居建立阶段完成，Hello报文里带有当前路由器的优先级和路由器ID。 图5.37DR选举 DR是数据库同步中心，在选举DR的同时还会选举一个次优的路由器作为DR的备份，这个路由器称为BDR(Backup DR，备份DR)，在图5.37中，RTC的优先级最高，是DR，RTA和RTB的优先级一样，但是RTB的路由器ID比RTA大，因此RTB是BDR。 如果DR发生故障，则BDR会自动成为DR，网络中重新选举BDR。 5.3.5邻居和邻接的区别 成为邻居的条件是路由器达到2Way状态，成为邻接的条件是数据库同步完成，如图5.38所示，RTA有3个邻居，RTB也有3个邻居，4个路由器之间都是邻居关系。 图5.38邻居和邻接 RTA是DR，与另外3个路由器同步数据库，RTA与RTB、RTC、RTD都是邻接关系，但是RTC和RTD之间就没有直接进行数据库同步，因此RTC和RTD之间不是邻接关系。 有邻居关系的两个路由器，不一定有邻接关系，但是有邻接关系的两个路由器，一定是邻居(注意： BDR也会与网络上所有的路由器建立邻接关系)。 OSPF状态迁移如图5.39所示，可以长时间保持该状态。 图5.39OSPF状态迁移 5.3.6OSPF区域 OSPF协议可以支持大型网络，在网络规模较大时会有以下问题： (1) LSDB过大，占路由器内存。 (2) LSDB过大，计算路由时消耗太多CPU。 (3) 网络震荡问题，任何链路状态改变，全网路由器都需要更新LSDB并重新计算。 为了解决以上问题，OSPF将网络划分为不同的区域，不同区域的路由器维护的LSDB不一样，如图5.40所示，总共有4个区域，分别是区域0、1、2、3，其中区域0比较特殊，是骨干区域，其他区域是普通区域，OSPF区域有以下规则： 图5.40OSPF区域 (1) 普通区域必须连接到骨干区域上，图5.40中区域1、2、3都和区域0连接。 (2) 普通区域不能直接互相发布路由，避免路由环路，例如RTF和RTE之间不能连在一起并在直连接口上运行OSPF，见打叉部分连线，否则OSPF工作会异常。 (3) 不同区域通过路由器连接，例如RTA，不同接口工作在不同区域。 不同区域的路由器维护的LSDB不一样，RTD只需维护RTD和RTA的LSA，但是RTA和RTD不一样，它有两个LSDB，其中一个是区域1的LSDB，里面有RTD和RTA的LSA，另一个是区域0的LSDB，里面有RTA、RTB、RTC的LSA，其他路由器与此类似。 那么问题来了，RTD没有RTB和RTF的LSA，RTD如何学习30.0.0.0/8网段路由呢？ 图5.40中RTA、RTB、RTC处在区域边界上，它们有一个特殊任务，需要对不同区域里面的网段进行概括并同步到彼此区域里面。 例如RTB会往区域0里面通告一个特殊的LSA，在里面告诉RTA和RTC，这里有30.0.0.0/8这个网段； RTA也会往区域1里面通告一个类似的LSA，告诉RTD，这里有30.0.0.0/8、40.0.0.0/8、50.0.0.0/8、60.0.0.0/8，同时还有20.0.0.0/8，因为RTC也会通告20.0.0.0/8。 这个特殊的LSA只是一个网段概括，RTD只需了解到RTA有30.0.0.0/8这个网段就可以了，并不需要了解RTB和RTF的具体细节。 这样RTD既可以学习到全网的路由，又可以大大减少LDSB的条数。 OSPF网络里不同路由器有不同的角色，如图5.41所示，不同角色的定义如下。 图5.41OSPF路由器角色 (1) IR： 完全处于普通区域的路由器，例如RTD。 (2) BR： 完全处于骨干区域的路由器，例如RTG。 (3) ABR： 处于两个区域之间，例如RTA、RTB、RTC。 (4) ASBR： 与外界互通的路由器，例如RTE。 AS指的是Autonomous System，中文意思是自治系统，图5.41中RTA、RTB、RTC、RTD、RTE、RTF、RTG之间运行OSPF，使用统一的路由协议互相学习路由信息，这组路由器就是一个AS。 每个网络都需要和Internet互联，也就是说每个网络都需要有出口，和其他的AS连接，这个出口路由器负责往外面发布本AS的路由信息，同时也负责导入外面的路由信息，它是一个AS边界路由器。 5.3.7OSPF协议格式 OSPF报文封装在IP报文里面，具体格式如图5.42所示，当IP头部Protocol字段的值为89时，表示里面封装的是OSPF报文。目标IP是一个组播IP： 224.0.0.5。 因为OSPF报文不带接口号，因此它属于网络层协议，与ICMP协议处于同一个位置。 OSPF报文格式里面又分两部分，一部分是公共头部； 另一部分是具体报文内容，如图5.43所示，不管是哪种报文都带有一个公共头部。 图5.42OSPF报文格式 图5.43OSPF报文具体格式 其中Version用来标识这是IPv4还是IPv6协议； Packet Type用来标识后面是什么报文，例如当Packet Type=1时，标识里面是Hello报文； Packet Length、Router ID、Area ID、Checksum比较简单，此处就不介绍了。 AuType指认证类型，OSPF支持3种不同方式，即0： 不认证； 1： 明文认证； 2： MD5认证。如果需要认证，则最后Authentication字段填认证密钥。 认证指的是两个路由器之间的认证，双方配置必须一致才能成功建立邻居。 下面介绍Hello报文格式，如图5.44所示，该内容跟在公共头部的后面。 图5.44Hello报文格式 (1) Network Mask： 发送Hello报文的接口的网络掩码。 (2) Hello Interval： 发送Hello报文的时间间隔，单位为秒，默认为10s。 (3) Options： 标识发送此报文的OSPF路由器所支持的可选功能，HCIA课程不展开介绍。 (4) Router Priority： 发送Hello报文的接口的Router Priority，用于选举DR和BDR。 (5) Router Dead Interval： 失效时间。如果在此时间内未收到邻居发来的Hello报文，则认为邻居失效，单位为秒，通常为4倍Hello Interval。 (6) Designated Router： 发送Hello报文的路由器所选举出的DR的IP地址。如果设置为0.0.0.0，则表示未选举DR路由器。 (7) Backup Designated Router： 发送Hello报文的路由器所选举出的BDR的IP地址。如果设置为0.0.0.0，则表示未选举BDR。 (8) Neighbor： 邻居的Router ID列表，表示本路由器已经从这些邻居收到了合法的Hello报文。如果有多个邻居，则里面会填多个路由器ID。 5.3.8OSPF配置 总共有3个路由器，RTA在骨干区域0，RTC在普通区域1，RTB是ABR，在区域0和区域1之间，如图5.45所示。 图5.45实验拓扑 RTA的配置命令如图5.46所示，首先配置环回IP和接口IP，然后配置路由器的ID，使用命令ospf routerid 1.1.1.1，通常使用环回地址作为路由器ID，然后进入Area 0，在里面宣告环回地址和接口地址对应的网段，注意，掩码用的是反掩码。 RTB的配置命令如图5.47所示，配置步骤和RTA类似，不同点在于RTB有两个区域，将对应的网段宣告在对应的区域里面。 图5.46RTA的配置命令 图5.47RTB的配置命令 RTC的配置命令如图5.48所示，和RTA类似。 图5.48RTC的配置命令 查看RTA的路由学习情况，如图5.49所示，方框内的路由都是通过OSPF学习来的，其他路由是RTA的直连路由。 图5.49RTA的路由表 查看RTA的LSDB，如图5.50所示，RTA只有一个LSDB，方框内的两条LSA就是前面介绍的由ABR发出来的特殊LSA，是一个网络摘要，不是路由器明细。 图5.50RTA的LSDB 查看RTA的邻居，如图5.51所示，本路由器的ID是1.1.1.1，接口192.168.1.2的邻居是2.2.2.2，LSDB同步状态是Full，优先级是默认值1，DR是192.168.1.2。 图5.51RTA的邻居信息 前面介绍过DR的选举过程，首先比较优先级，如果优先级一样就比较路由器ID值大小，按理说RTB的ID是2.2.2.2，RTB应该是DR，为什么这里RTA是DR呢？有一点需要注意的是OSPF的DR是非抢占式的，如果网络里有DR存在，则后加入的路由器的优先级再高也不会变成DR，因为配置时先启动的是RTA，所以RTA首先成为DR。 RTB和RTC的路由表、LSDB、邻居关系可以自己尝试，其中RTB是ABR，它有两个LSDB，如图5.52所示，一个是Area 0的； 另一个是Area 1的。 图5.52RTB的LSDB 5.3.9项目案例： OSPF A公司使用OSPF组建公司路由网络，有3个区域，即区域0、区域1、区域2，如图5.53所示。R1与外网连接，R6模拟外网，里面有一个环回地址1.1.1.1用于测试。两台PC使用DHCP分配IP地址，DHCP服务器在R4、R5上面。 图5.53项目拓扑 要求： 两台PC可以互相ping通，而且还可以访问通外网IP地址1.1.1.1。 步骤1： 配置PC，两台PC的配置一样，如图5.54所示，使用DHCP获得IP地址。 步骤2： 配置R1，如图5.55所示，配置各接口IP地址，然后配置OSPF。因为R1的G0/0/2连接外网，因此不能在此接口上使能OSPF，这里使用静态路由学习去往1.1.1.1的路由，同时将静态路由引入OSPF进程，使其他路由器学习到去往1.1.1.1的路由。 图5.54PC配置 图5.55配置R1 步骤3： 配置R2，如图5.56所示，配置各接口IP地址，然后配置OSPF，不同接口属于不同区域，需要在对应区域里面宣告相应网段。 步骤4： 配置R3，如图5.57所示，配置各接口IP地址，然后配置OSPF，不同接口属于不同区域，需要在对应区域里面宣告相应网段。 图5.56配置R2 图5.57配置R3 步骤5： 配置R4，如图5.58所示，配置各接口IP地址，然后在Ethernet 0/0/1接口上开启DHCP服务器，然后配置OSPF，需要将70.0.0.0/24网段宣告到OSPF，使其他路由器能学习到这个网段。 图5.58配置R4 步骤6： 配置R5，如图5.59所示，配置各接口IP地址，然后在Ethernet 0/0/1接口上开启DHCP服务器，然后配置OSPF，需要将70.0.0.0/24网段宣告到OSPF，使其他路由器能学习到这个网段。 步骤7： 配置R6，如图5.60所示，配置各接口IP地址，然后配置一条默认路由，下一跳指向R1。 图5.59配置R5 图5.60配置R6 步骤8： 验证实验结果，如图5.61所示，在PC1上使用ipconfig命令查询自己的IP，经查询IP是70.0.0.254，因为DHCP分配IP地址的时候是从高到低分配的，最高的IP地址就是70.0.0.254。 图5.61结果验证 PC2的IP地址也是由DHCP分配的，经查询IP是80.0.0.254。从PC1可以ping通PC2，也可以ping通外网IP： 1.1.1.1。 5.3.10小结 本章的内容非常重要，首先要掌握OSPF协议从头到尾的工作过程，还要清楚理解DR和BDR的作用和选举过程，以及邻居和邻接的区别。最后要理解为什么要分区域，还要理解区域的一些规则，以及分区域后如何学习全网路由。 OSPF初学比较抽象，需要多做实验，多练习。