基于OSPF路由协议的网络互连课程设计

课程设计报告课程名称：计算机网络设计题目：基于OSPF路由协议的网络互连系别：专业：组别：起止日期:2012年12月26日~2013年1月5日指导教师:计算机科学与技术系二○一二年制课程设计任务书目录课程设计题目基于OSPF路由协议的网络互连组长学号班级系别专业组员指导教师课程设计目的(1)掌握子网划分，路由原理等网络基本知识。(2)掌握OSPF协议的基本配置。(3)掌握基本的组网方法，利用OSPF协议互联5个独立的局域网。课程设计所需环境CiscoPacketTracer课程设计任务要求利用OSPF协议互连5个独立的局域网，基于PacketTracer实现网络功能课程设计工作进度计划序号起止日期工作内容分工情况112.26-12.28商讨问题的解决路径和初步实施方案。212.29-12.30划分子网和画出初步拓扑图。312.30-01.02路由器和交换机的配置。401.03-01.04进一步完善拓扑图501.03-01.05完成课程设计实验报告，并作出分析。指导教师签字：年月日教研室审核意见：教研室主任签字：年月日1引言......................................................................11.1课程设计目的.........................................................11.2课程设计背景.........................................................11.3课程设计主要内容.....................................................12需求分析...................................................................12.1实验环境.............................................................12.2设计思路.............................................................12.3设计要求.............................................................23概要设计...................................................................23.1设计的流程图.........................................................23.2OSPF路由协议的原理与配置............................................33.2.1OSPF路由协议的原理............................................33.2.2OSPF路由协议的配置............................................44详细设计...................................................................54.1子网的划分...........................................................54.2网络拓扑图的设计.....................................................54.3路由器的配置信息.....................................................64.4交换机的配置........................................................115调试与操作说明............................................................115.1查看路由............................................................115.2使用CiscoPacketTracer调试与模拟.................................136结束语....................................................................19参考文献....................................................................19滁州学院本科课程设计1课程设计主要内容1引言1.1课程设计目的本课程设计是为了让同学们了解学习计算机网络的作用和意义。通过课程设计，掌握路由器接口IP地址配置以及OSPF路由协议的配置。培养我们在网络实践中的能力，和团队合作的能力。1.2课程设计背景网络的发展离不开路由协议，OSPF路由协议是一种典型的链路状态的路由协议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统，它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。在这个自治系统中，所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个自治系统结构的数据库，该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。作为一种链路状态的路由协议，OSPF将链路状态广播数据包LSA（LinkStateAdvertisement）传送给在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。运行距离矢量路由协议的路由器是将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器。OSPF路由协议支持路由验证，只有互相通过路由验证的路由器之间才能交换路由信息。并且OSPF可以对不同的区域定义不同的验证方式，提高网络的安全性，因此，OSPF路由协议应用非常广泛。1.3课程设计主要内容路由选择协议可以将分布在不同地理位置的局域网连接成一个较大的网络。利用OSPF协议互连5个独立的局域网，且每个局域网的计算机数量分别为10台、7台、25台、31台、62台，将每个局域网作为一个独立的子网；整个网络可用私有地址段为192.168.0.0/24，利用VLSM技术划分子网；每个子网分别连接一个路由器，5个路由器依次连接成环状，路由器间使用OSPF路由协议选择路径，并基于PacketTracer实现网络功能。2需求分析2.1实验环境安装了模拟软件CiscoPacketTracer的计算机2.2设计思路利用OSPF协议互连5个单独成立的局域网，将每个局域网划分为一个独立的子网。然后将5个路由器连成环状，由于拓扑为环形，没有层次之分，依次配置每一个路由器，拓扑滁州学院本科课程设计2主干如2-1所示：图2-1拓扑主干图2.3设计要求利用OSPF协议互连6个独立的局域网，其中有4个局域网属于区域0,2个局域网属于区域1，区域0的计算机数量分别为10台、7台、25台、62台，将每个局域网作为一个独立的子网，网络可用私有地址段为192.168.0.0/24，区域1的计算机数量为31台、62台，网络可用私有地址段为192.168.1.0/24。利用VLSM技术划分子网；每个子网分别连接一个路由器，区域0有5个路由器依次连接成环状，区域1和区域0的一个路由器相连，3个路由器连成环，路由间使用OSPF路由协议选择路径。3概要设计3.1设计的流程图设计流程:（1）根据需求划分子网；（2）构造网络图谱图；（3）配置路由器；（4）查看路由；（5）设计测试；滁州学院本科课程设计33.2OSPF路由协议的原理与配置3.2.1OSPF路由协议的原理OSPF(OpenShortestPathFirst)是一个内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP)，用于在单一自治系统(autonomoussystem,AS)内决策路由。与RIP相对，OSPF是链路状态路有协议，而RIP是距离向量路由协议。我们通过图3.2来概括网络互联主要的四种抽象模型。图中，抽象模型Model1表示路由器的一个以太网接口不连接其他路由器，只连接了一个以太网段。此时，对于运行OSPF的路由器R1，只能识别本身，无法识别该网段上的设备(主机等)；抽象模型Model2表示路由器R1通过点对点链路(如PPP、HDLC等)连接一台路由器R2；抽象模型Model3表示路由器R1通过点对多点(如FrameRelay、X.25等)链路连接多台路由器R3、R4等，此时路由器R5、R6之间不进行互联；抽象模型Model4表示路由器R1通过点对多点(如FrameRelay、X.25等)链路连接多台路由器R5、R6等，此时路由器R5、R6之间互联。以上抽象模型着重于各类链路层协议的特点，而不涉及具体的链路层协议细节。该模型基本表达了当前网络链路的连接种类。对于抽象模型Model1(以太网链路)，使用LinkID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述。此时的LinkID即为路由器R1接口所在网段，Data为所用掩码，Type为3，Metric为代价值。对于抽象模型Model2(点对点链路)，先使用LinkID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由，以上各参数与Model1相似。接下来描述对端路由器R2，四个参数名不变，但其含义有所不同。此时LinkID为路由器R2的RouterID，Data为路由器R2的接口地址，Type为1(Router)，Metric仍为代价值。对于抽象模型Model3(点对多点链路，不全连通)，先使用LinkID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由，以上各参数与Model1相似。接下来分别描述对端路由器R3、R4的方法，与在Model2中描述R2类似。对于抽象模型Model4(点对多点链路，全连通)，先使用LinkID(网段中DR的接口地址)、Data(本接口的地址)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由。此时Type值为2(Transnet)，然后是本网段中DR(指定路由器)描述的连接通告。路由器在通报其获知的链路状态(即上面所述的参数)前，加上LSA头(LinkStateAdvertisementHead)，从而生成LSA(链路状态广播)。到此，路由器通过LSA完成周边网络的拓扑结构描述，并发送给网络中的其他路由器。滁州学院本科课程设计4图3-2路由协议原理图3.2.2OSPF路由协议的配置OSPF路由协议配置中的全局设置的有关命令如表3-3：表3-3全局设置的命令表任务命令指定使用OSPF协议routerospfprocess-id1指定与该路由器相连的网络networkaddresswildcard-maskareaarea-id2指定与该路由器相邻的节点地址neighborip-addressOSPF路由进程process-id必须指定范围在1-65535，多个OSPF进程可以在同一个路由器上配置，但最好不这样做。多个OSPF进程需要多个OSPF数据库的副本，必须运行多个最短路径算法的副本。process-id只在路由器内部起作用，不同路由器的process-id可以不同。wildcard-mask是子网掩码的反码,网络区域IDarea-id在0-4294967295内的十进制数，也可以是带有IP地址格式的x.x.x.x。当网络区域ID为0或0.0.0.0时为主干域。不同网络区域的路由器通过主干域学习路由信息。滁州学院本科课程设计54详细设计4.1子网的划分利用OSPF协议互连6个独立的局域网，由于每个局域网的计算机数量分别为10台、