OPNET工程:作业12_采用OSPF进行路由https://download.csdn.net/download/Cx2008Lxl/79506040
在这项实验室作业中,将详细研究OSPF路由协议的行为。特别地,将开发带有OSPF路由的一个网络的模型,观察使用的路由,并研究IP的负载均衡功能特征。另外,将网络域分成层次区,研究这种分隔如何影响网络中的路由。
本节难点:问题2、4。需掌握链路状态数据库、路由表的查看方法。
目录
6. 配置所有路由器在仿真结束时输出其路由表和链路状态数据库
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步骤与结果
1. 创建仿真模型
创建一个新项目和一个名为OSPF Flat的空场景。
2. 创建网络拓扑。
如图6.1。并在网络中所有活跃接口上部署IPv4地址(Protocols->IP->Addressing->Auto – Assign IPv4 Addresses)。然后配置OSPF为网络中所有接口上的一个路由协议(Protocols->IP->Routing->Configure Routing Protocols)。
3. 配置路由器之间链路的链路成本
如表6.1。
链路名 |
成本 |
Router 1 – Router 3 Router 1 – Router 2 Router2 – Router 3 |
20 |
Router 1 – Router 4 Router 4 – Router 5 Router 5 – Router 3 Router 4 – Router 6 Router 5 – Router 7 |
5 |
Router 6 – Router 7 Router 6 – Router 8 Router 7 – Router 8 |
10 |
4. 配置图6.1中的各流量需求
如图6.2。
5. 配置仿真输出IP地址分配
设置全局仿真属性IP…IP Interface Addressing Mode为Auto Addressed/Export,配置仿真输出IP地址分配。
6. 配置所有路由器在仿真结束时输出其路由表和链路状态数据库
设置属性Reports…OSPF Routing Table和Reports…OSPF Link State Database的值为Export at End of Simulation,配置所有路由器在仿真结束时输出其路由表和链路状态数据库,如图3所示。
7. 禁止OSPF仿真效率模式
设置全局属性Simulation Efficiency…OSPF Sim Efficiency的值为Disabled,禁止OSPF仿真效率模式,如图6.4。
8. 执行仿真10min,并收集仿真结果。
9. 带有基于报文的负载均衡选项的OSPF。
1)复制场景OSPF Flat,并将新场景命名为OSPF with packet – based load balancing。
2)改变Router 2的配置,使其采用基于报文的负载均衡选项,如图6.5。
3)运行仿真10min,并收集仿真结果。
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问题与解答
1. 通过检查带有输出IP地址(由仿真创建的)的文件,详细研究网络中的IP地址分配。
查看OSPF Flat场景下输出的IP地址分配GDF文件(Assignment12-OSPF Flat-DES-1-ip_addresses.gdf),IP地址表如表6.2。
节点 |
接口 |
IP |
连接链路 |
节点 |
接口 |
IP |
连接链路 |
HostA |
IF0 |
192.0.12.1/24 |
HostA <-> Router1 |
Router4 |
IF4 |
192.0.6.2/24 |
Router4 <-> Router5 |
HostB |
IF0 |
192.0.13.1/24 |
HostB <-> Router2 |
IF10 |
192.0.4.1/24 |
Router1 <-> Router4 |
|
HostC |
IF0 |
192.0.14.1/24 |
Router3 <-> HostC |
IF11 |
192.0.7.2/24 |
Router4 <-> Router6 |
|
HostD |
IF0 |
192.0.15.1/24 |
HostD <-> Router6 |
Router5 |
IF4 |
192.0.6.1/24 |
Router4 <-> Router5 |
HostE |
IF0 |
192.0.16.1/24 |
Router8 <-> HostE |
IF10 |
192.0.8.2/24 |
Router7 <-> Router5 |
|
HostF |
IF0 |
192.0.17.1/24 |
Router8 <-> HostF |
IF11 |
192.0.5.1/24 |
Router5 <-> Router3 |
|
Router1 |
IF0 |
192.0.12.2/24 |
HostA <-> Router1 |
Router6 |
IF0 |
192.0.15.2/24 |
HostD <-> Router6 |
IF4 |
192.0.3.2/24 |
Router1 <-> Router3 |
IF4 |
192.0.9.2/24 |
Router6 <-> Router7 |
||
IF10 |
192.0.1.2/24 |
Router2 <-> Router1 |
IF10 |
192.0.7.1/24 |
Router4 <-> Router6 |
||
IF11 |
192.0.4.2/24 |
Router1 <-> Router4 |
IF11 |
192.0.11.2/24 |
Router6 <-> Router8 |
||
Router2 |
IF0 |
192.0.13.2/24 |
HostB <-> Router2 |
Router7 |
IF4 |
192.0.9.1/24 |
Router6 <-> Router7 |
IF10 |
192.0.1.1/24 |
Router2 <-> Router1 |
IF10 |
192.0.10.2/24 |
Router8 <-> Router7 |
||
IF11 |
192.0.2.2/24 |
Router3 <-> Router2 |
IF11 |
192.0.8.1/24 |
Router7 <-> Router5 |
||
Router3 |
IF0 |
192.0.14.2/24 |
Router3 <-> HostC |
Router8 |
IF0 |
192.0.17.2/24 |
Router8 <-> HostF |
IF4 |
192.0.3.1/24 |
Router1 <-> Router3 |
IF1 |
192.0.16.2/24 |
Router8 <-> HostE |
||
IF10 |
192.0.5.2/24 |
Router5 <-> Router3 |
IF10 |
192.0.11.1/24 |
Router6 <-> Router8 |
||
IF11 |
192.0.2.1/24 |
Router3 <-> Router2 |
IF11 |
192.0.10.1/24 |
Router8 <-> Router7 |
2. 仔细检查任何一台路由器节点上链路状态数据库,并确保所有链路成本是要配置的那样,那么应该纠正它们,并重新运行场景。在链路状态数据库,用于主机和路由器之间链路所用的成本是多少?
查看Router1仿真结束时的链路状态数据库,如表6.3。
1)验证链路成本配置的正确性:
以链路Router6 – Router7为例。由表6.2可知,Router6的Link State ID为192.0.15.2,因此表6.3中,22行至28行为Router6发送的链路状态消息。由表6.2可知,Router7 <-> Router6的网络号为192.0.9.0,因此查看表6.3中24行的子网类型链路Link Cost列,可知该链路的成本为10。
用同样的方法验证剩余链路成本的正确性。经验证,所有链路成本配置正确。
2)查看主机和路由器之间的链路成本:以Router1<->HostA为例,查看表6.3第44行,可知其成本为1。经查看,其余主机与其各自路由器的成本也均为1。
表6.3 Router1链路状态数据库
3. 在链路状态数据库中,识别Router 3和Router 6的表项。对于这些表项,为表中所示的每个链路ID,识别邻接路由器的名字。
由表6.2可知,Router3广播的链路状态数据Link State ID为192.0.14.2,对应表6.3第36~42行。Router6为192.0.15.2,对应表6.3第22~28行。
1)Router3邻接路由器名:由表6.3第37、39、41行可知,其邻接路由器的另一个端口IP为:192.0.12.2、192.0.8.2、192.0.13.2,查表6.2可知,其对应的路由器分别为:Router1、Router2、Router5。
2)Router6邻接路由器名:由表6.3第23、25、27行可知,其邻接路由器的另一个端口IP为:192.0.10.2、192.0.7.2、192.0.17.2,查表6.2可知,其对应的路由器分别为:Router4、Router7、Router8。
4. 详细研究各路由器的路由表项,为从Host A到Host C和从Host C到Host D的流量确定路由。为这些路由,列出每一跳的接口号和路由器名、每跳的链路成本和该路由的总成本。
查看各路由器的路由表(节选),如表6.4(1)~6.4(5)。
表6.4(1) Router1路由表(节选)
表6.4(2) Router3路由表(节选)
表6.4(3) Router4路由表(节选)
表6.4(4) Router5路由表(节选)
表6.4(5) Router6路由表(节选)
Host A(192.0.12.1/24)-> Host C(192.0.14.1/24),即目的地网络号为192.0.14.0/24,第一跳路由器网络号为192.0.12.0/24,即Router1。查询表6.4(1)~6.4(5),易知Host A -> Host C的路由信息,如表6.5。
跳数 |
路由器名 |
转发接口 |
链路成本 |
总成本 |
1 |
Router1 |
IF11 |
- |
15 |
2 |
Router4 |
IF4 |
5 |
|
3 |
Router5 |
IF11 |
5 |
|
4 |
Router3 |
IF0 |
5 |
Host C(192.0.14.1/24)-> Host D(192.0.15.1/24),即目的地网络号为192.0.15.0/24,第一跳路由器网络号为192.0.14.0/24,即Router3。查询表6.4(1)~6.4(5),易知Host C -> Host D的路由信息,如表6.6。
跳数 |
路由器名 |
转发接口 |
链路成本 |
总成本 |
1 |
Router3 |
IF10 |
- |
15 |
2 |
Router5 |
IF4 |
5 |
|
3 |
Router4 |
IF11 |
5 |
|
4 |
Router6 |
IF0 |
5 |
5. 对以前配置的四个需求之报文穿越的路由可视化。一次查看一个需求的路由,一般而言是有用的,即在Route Report for IP Traffic Flows窗口中倒换(toggle)属性字段Display的值。同样,确保在关闭之前,关闭路由显示。为需求Host A到Host C和Host C到Host D可视化的路由与在问题Q4中计算的是相同还是不同?
Host A -> Host C的可视化路由,如图6.6。路由为:Router1 -> Router4 -> Router5 -> Router3,显然,与表6.5的结果是一致的。
Host C -> Host D的可视化路由,如图6.7。路由为:Router3 -> Router5 -> Router4 -> Router6,显然,与表6.6的结果是一致的。
6. 列出为从Host B到Host E、Host B到Host F、Host E到Host B以及Host F到Host B的流量可视化各路由。
源设备 |
目的设备 |
可视化路由 |
Host B |
Host E |
Router2 – Router1 – Router4 – Router6 – Router8 |
Host B |
Host F |
Router2 – Router1 – Router4 – Router6 – Router8 |
Host E |
Host B |
Router8 – Router6 – Router4 – Router1 – Router2 |
Host F |
Host B |
Router8 – Router6 – Router4 – Router1 – Router2 |
7. 在OSPF with packet – based load balancing场景中,可视化各种需求采用的路由。列出观察到的从Host B到Host E、Host B到Host F、Host E到Host B以及Host F到Host B的流量所经的路由。就这些路由而言,解释您认为最重要的是什么。这些路由与场景OSPF Flat中的相应路由有何区别?
源设备 |
目的设备 |
可视化路由 |
Host B |
Host E |
路由1:Router2 – Router1 – Router4 – Router6 – Router8 路由2:Router2 – Router3 – Router5 – Router7 – Router8 |
Host B |
Host F |
路由1:Router2 – Router1 – Router4 – Router6 – Router8 路由2:Router2 – Router3 – Router5 – Router7 – Router8 |
Host E |
Host B |
Router8 – Router6 – Router4 – Router1 – Router2 |
Host F |
Host B |
Router8 – Router6 – Router4 – Router1 – Router2 |
区别:Router2被配置为基于报文的负载均衡后,路由成本一样时,不再由单一路由到达目的地,而是不同报文选择了不同的路由到达目的地。
9. 基于对负载均衡选项的理解,讨论对这些路由的观察是否与负载均衡的工作方式一致。
一致。不同的报文选择不同的路由到达目的地,降低了单一路由上的链路的利用率(即负载程度),提升了报文的传输速度。
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总结
本实验仿真了OSPF协议。通过查看路由器的链路状态数据库,直观的看到了OSPF协议的工作过程,明白了OSPF是基于分布式链路状态协议工作的。通过分析路由表项,认识到了OSPF可根据链路成本进行最短路径的选择。
参考文献
[美]Adarshpal S. Sethi, Vasil Y.Hnatyshin. 计算机网络仿真OPNET实用指南[M]. 王玲芳, 母景琴, 译. 北京:机械工业出版社, 2014.