OSPF路由协议实验设计报告
20014010-02 陈果
设计目标
设计一个关于OSPF路由协议的实验，要求采用如下的拓扑：
设计要求
1.设计实验指导书，要求包括：实验目的、预备知识、实验环境、实验原
理、实验方法、实验步骤、思考题。
2.设计实验记录的内容和格式。
3.根据指导书中设计的实验方法和步骤完成实验，记录实验数据，并回答
指导书中设计的思考题。
4.分析实验数据，解释实验现象，总结实验结果。
5.完成设计报告。
设计方法
1.以小组为单位进行课程设计。
2.小组成员共同设计一份实验指导书，协同完成本小组的实验内容。
3.小组成员独立完成课程设计报告。
设计安排
设计时间为两周，具体安排如下：
第一周——设计并完成实验指导书，收集实验所需的路由器配置命令周一：了解设计内容、要求和环境，选举组长。
周二：搜集相关材料，讨论、分析实验原理、方法和步骤。
周三：完成实验指导书，分析实验所需环境、设备配置内容。
周四：与指导老师讨论和修改实验指导书、实验环境和实验设备的配置内容。
周五：完成实验指导书，完成实验准备工作。
第二周——实现并验证所设计的实验，完成设计报告，进行答辩
周一~周三：在指导老师和组长的组织下完成实验内容，记录实验数据和实验现象。
周四：分析设计过程和实验过程，完成并提交设计报告。
周五：答辩。
设计过程
确定目标
实验环境是一个相对简单的小规模网络，且网络的拓扑比较简单（实际上就是线型拓扑），权衡各方面的因素，我们确定了三条实验目的：1、基本的OSPF 配置；2、分别在单区域与多区域中观察LSA的扩散过程；3、观察OSPF是如何应对链路状态发生改变的情况的。另外有一个可选的实验目的，即截获实际的OSPF报文并对其进行解码。后来的实验证明，在现有的实验条件下是可以完成以上实验目的的。
配置过程
实验环境中有5台CISCO 2600路由器，运行的操作系统是IOS 12.1。在配置过程中我们曾经遇到了以下几个问题：
1、超级终端的速率设置不当，导致输出乱码。解决方法是指定速率为9600 bps。另外，通过超级终端的捕获功能将输出导入到文本文件中，非常有利于实验数据的采集与分析。
2、对IOS的模式不是很熟悉，因而常常出现某些特定命令无法执行的情况。
3、以前保存在路由器中的配置文件没有清除，因而干扰了本次实验的配置。解决方法是在特权模式下输入：
然后重新启动路由器：
4、在配置路由器串口的过程中忘记了指定时钟频率，导致串口的链路层协议不能启用。解决方法是在串口的DCE端指定时钟频率：
5、没有指定RID，即没有创建Loopback接口。结果导致了在此后的实验过程中，如果某个接口的IP地址恰恰被选择成为RID，当我们手工将其shutdown 之后，就会导致路由器的RID改变，从而引起链路状态数据库中的信息标识发生混乱。解决办法是为每台路由器创建Loopback接口。在我们的实验中，A、B、C、D、E的Loopback地址分别是1.1.1.1、1.1.1.2、1.1.1.3、1.1.1.4、1.1.1.5。
另外，对于OSPF数据包的截取，因为无法在串口上进行侦听，我们选择了A与C之间的以太网线路。将采用交叉双绞线连接更换成采用集线器连接，这样就可以通过PC的以太网卡来捕获数据。
配置路由器E所用到的命令如下：
接口标识：Fa0/0 接口类型：以太网
观察此接口状态的命令：
显示结果表明此接口已经启用：
接口标识：S0/0 接口类型：串口
观察此接口状态的命令：
显示结果表明此接口已经启用：
配置Loopback接口：
单区域测试
在实验中，我们采用debug命令来观察各路由器之间的信息交互过程。我们发现Router#debug ip ospf adj命令比Router#debug ip ospf events命令更有效，因为它能提供更详细的信息。但是，debug命令会持续不断的刷屏，干扰正常的操作过程（可以通过und all来结束debug进程），而实际上，LSA的传播过程可以通过链路状态数据库和路由表来观察，因而我们没有将debug命令写入实验指导书中。
打开debug ip ospf adj 命令后，可以观察出两台路由器从发现邻居到建立邻接关系的过程。以路由器E为例：
打开debug命令：
启动ospf进程：
配置各个网络接口所在的区域（单一区域）：
以太网接口所产生的信息：
以上信息反映了在以太网接口产生LSA，选举指定路由器和备份路由器的过程。由于路由器E所在的以太网只有一台路由器（它本身），因而其结果就是DR和BDR都为1.1.1.5。
串行接口所产生的信息：
此后收到的都是保持邻接状态的Hello报文。
以上信息反映了路由器E和路由器D发现对方并形成邻接关系的过程：首先通过Hello报文确认对方的存在，然后进行协商并指定主从路由器，再发送各自的链路状态信息，更新数据库，最后通过每隔10秒钟发送一次的hello报文维持两台路由器的联系。
显示此时的OSPF信息：
从以上信息可以看出，在这台路由器上，为了防止网络状态改变频繁时占用大量CPU时间，将SPF算法的间隔设置为10秒钟。同时还可以看到，至OSPF 1进程运行以来，SPF算法一共执行了5次。
显示此时的邻居路由器：
从这里也可以看出，路由器E已经发现了与它串口相连的邻居路由器1.1.1.4。
显示链路状态数据库：
对比其他各路由器可以发现，所有路由器上的链路状态数据库是一致的。这正是单区域下OSPF的特征。