前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇ospf協議范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
一、動態路由協議ospf
在計算機網絡中,路由器是一個轉運站,網絡數據的目的是網絡通過路由器進行轉發,轉發是基于路由表。路由協議路由表,路由協議,作為一種重要的TCP / IP協議的,路由過程實現好壞將直接影響到整個網絡的效率。簡單網絡可以通過靜態路由協議之間的網絡路由,如果您正在使用一個靜態路由協議,路由表將會非常大,靜態路由不會考慮網絡負載的現狀,并不能自動適應網絡拓撲的變化和路由效率。所以,在現代計算機網絡,通常使用動態路由協議自動計算最佳路徑。OSPF動態路由協議,使用SPF演算法,用于選擇最佳路徑。基于帶寬更快的收斂速度,支持變長子網掩碼VLSM,路由強大的測量大型網絡(255),大多數人支持OSPF路由器的數量,現在已經成為最廣泛使用的動態路由協議的內部網關協議。
二、動態路由協議分類
(1)根據角色路由協議的范圍可分為:內部和外部網關協議。內部網關協議運行是在一個自治系統中,外部網關協議是自治系統之間的輪換。OSPF是一個最常用的內部網關協議。根據算法和路由協議可以分為鏈路狀態和距離向量協議,距離矢量協議包括RIP和邊界網關協議。鏈路狀態協議與OSPF是基本相同的,主要區別在上述兩個算法和計算發現路由的方法。
(2)根據目的地址的路由協議類型可分為:單播和多播協議。單播協議包括RIP、OSPF和東部,包括PIM SM -多播協議,PIM - DM,等等。根據網絡規模,應增加路由器運行OSPF協議的數量,并將導致LSDB(鏈路狀態數據庫)占用大量的存儲空間,增加SPF(最短路徑優先)算法操作的復雜性,增加CPU的負擔。根據網絡規模增加拓撲變化的概率也將增加,每一個變化可能導致網絡路由器計算“動蕩”,根據網絡往往會導致所傳播的網絡會有很多OSPF協議信息,減少網絡帶寬的利用率。為了解決這個問題,OSPF協議將自治系統分為不同的區域(區域)。邏輯路由器的區域被劃分為不同的群體。每個區域獨立于SPF路由算法的基礎上運行,這意味著每個地區都有自己的LSDB和拓撲的一部分。對于每個區域,區域外的網絡拓撲是不可見的。同樣,每一個區域的路由器也不了解該地區以外的網絡結構。OSPF LSA無線電阻礙該地區邊界,大大減少了OSPF路由信息流動,提高了OSPF運行效率。路由器接口基于區域,而不是劃分基于路由器,路由器可以屬于一個區域,也可以屬于多個領域。屬于多個區域稱為區域邊界路由器,OSPF路由器應注意邊界路由器特征,可以呈現主體與部分之間的關系,也可以是一個邏輯連接。
三、OSPF協議的路由算法
OSPF CO pen最短路徑優先,使用開放最短路徑優先協議,選擇最佳路徑最短路徑算法(SPF),也被稱為Dijkstra算法。SPF演算法是基于OSPF路由協議的,SPF算法將每個路由器作為根(ROOT),計算每個目的地的距離路由器,每個路由器拓撲結構的計算方法是根據一個統一的數據庫,結構類似于一個樹,SPF演算法得到最短路徑樹。OSPF路由協議,根據樹干的最短路徑長度,即每個目的地路由器的OSPF路由器距離,稱為OSPF成本,根據最短路徑通過最小化的成本價值判斷每個路由器基于成本的總和值鏈接。每個路由器使用SPF演算法來計算最短路徑樹的根,樹便給了自治系統路由,路由器從表中每個節點基于最短路徑,最短路徑樹結構是不同的每個路由器的路由表。
四、OSPF協議網絡規劃
1、網絡的規模。當網絡中的路由器的數量小于10,你可以選擇配置靜態路由或運行RIP路由協議。隨著路由器的數量的增加,用戶網絡的變化對于路由收斂和網絡帶寬利用率有更高的要求,比如你應該選擇使用OSPF協議。
2、拓撲結構。如果網絡拓撲結構是樹型(大多數這種結構的特點是一個網絡路由器只有一個出口),可以考慮使用默認路由加靜態路由。如果網格網絡拓撲結構和任意兩個路由器的需求相通,應該使用OSPF動態路由協議。
3、對路由器自身的要求。運行OSPF協議對于CPU處理能力和內存有一定要求,低性能不推薦使用OSPF協議的路由器。為了使網絡通信規劃基于OSPF協議應考慮各種因素,找出IP資源、信道帶寬、網絡流量,如根據實際的網絡環境形成的思維和方法配置和應用程序需求,避免造成不必要的混亂,網絡拓撲結構調整將時消除隱患。通過在實踐中不斷學習,系統、全面地掌握網絡路由設備、工作原理和動態路由協議。通過OSPF網絡設計思想,提高網絡管理水平,確保網絡的安全、可靠、開放。
參 考 文 獻
[1]王達.Cisco/H3C交換機配置與管理完全手冊(第2版)[M].北京:中國水利水電出版社,2012
[2]公凌.路由和動態路由協議介紹及配置分析[fJl.機電信息,2013(9):85一86
【關鍵詞】OSPF for IPv6;NSSA區域;ABR;LSA-type 7
0 引言
在數據通信領域,OSPF(Open Shortest Path First-開放最短路徑優先)協議因其快速收斂、無自環等特性而廣泛使用,并存在適應IPv6的OSPF version3協議,同時OSPF協議擴展屬性NSSA(Not So Stubby Area)區域亦適配擴展。
1 NSSA區域簡述
NSSA區域允許引入自治系統外部路由,由ASBRType7 LSA(NSSA-LSA)通告給本區域。當Type7 LSA到達NSSA的ABR時,由ABR將Type7 LSA轉換成Type5 LSA(AS-external-LSA)傳播到其他區域。
圖1 OSPFv3劃分區域典型組網圖
如圖1所示,整個OSPFv3組網被分為區域0、區域1和區域2。區域0是骨干區,區域1配置為NSSA區,區域0和區域1的區域間路由信息會到區域2,區域1引入的RIP路由生成的7類LSA在ABR1設備上進行7轉5后生成5類LSA到骨干區,區域2通過骨干區學到NSSA區域引入的外部路由。
2 現有協議下NSSA區域的問題
在實際網絡配置中會出現多個ABR鏈接NSSA區域及骨干區域的情況,這些ABR均具備7轉5能力,選取哪一個ABR來進行轉換?選取簡單的雙ABR情況進行分析。網絡拓撲如圖2所示:
圖2 雙ABR網絡拓撲
網絡配置:
【RT-A】:
ospfv3 1
Router-id 1.1.1.1
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 100:1:1:: 64
【RT-B】:
ospfv3 1
Router-id 2.2.2.2
Area 0
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 200:1:1:: 64
Interface g0/1/3
Ospfv3 1 area 0
Ipv6 address 200:1:2:: 64
【RT-C】:
ospfv3 1
Router-id 3.3.3.3
Area 0
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 300:1:1:: 64
Interface g0/1/3
Ospfv3 1 area 0
Ipv6 address 300:1:2:: 64
【RT-D】:
ospfv3 1
Router-id 4.4.4.4
Area 0
Area 1
Nssa
Interface e0/0/2
Ospfv3 1 area 1
Ipv6 address 400:1:1:: 64
在RT-A上引入靜態路由,查看RT-D上5類LSA,其source-id是3.3.3.3,而修改RT-B的router-id為3.3.3.4時,再次查看,其source-id是3.3.3.4,即優選router-id較大的來做7轉5轉換器。
基于用戶自定義網絡的需求,主流設備商提供了nssa區域的參數:
translate-always:指定ABR完成NSSA區域的7類LSA轉換為5類LSA。
translate-never:指定ABR不能將NSSA區域的7類LSA轉換為5類LSA。
圖3 hello報文中的options
如在RT-B(其router-id仍為2.2.2.2)area1下配置:nssa translate-always,查看RT-D上5類LSA的source-id,由3.3.3.3變為2.2.2.2。通過截取報文發現由RT-B發出的hello報文中options置上NTbit位,如圖3所示。
由RT-B發出的hello報文在維持鄰居的過程中發送給RT-D,RT-D就會選擇RT-B作為轉換器。如果將RT-B與RT-D間鏈路斷掉,此時只有選擇RT-C作為轉換器,查看RT-D上的5類LSA的source-id為3.3.3.3。
在RT-C ospfv3 1 area1下配置:nssa translate-never,查看Router-D上的LSA,并不存在轉換得到的5類LSA,截取報文查看RT-B發出的hello報文的bit位并未變化。判斷7轉5角色時,如果配置translate-never參數,則區域不進行轉換處理。此時恢復RT-B與RT-D間的鏈路,預料中應該選擇RT-B為轉換器,但在現有實現中:RT-D并不存在相應前綴的5類LSA。這樣就存在:如果在配置過程中,誤將多ABR情況下的router-id較大的ABR上NSSA區域配置translate-never參數,且無ABR配置translate-always參數,就會出現上述情況下均未被選為轉換器的問題,進而出現存在路由但無法學到的問題。
3 解決方案
觀察hello報文的options,其占有24個bit位,因此可以仿效always參數在options添加bit位,稱之NEbit位,在配置translate-never參數后,將此標記置1,然后通過鄰居間交互的hello報文發給鄰居,告之已置上never參數無法成為7轉5轉換器,在進行轉換器選取時,將此ABR排除在外。
寫出偽代碼如下:
在配置處理中:
If(bit_test(flag, translate-never)) //檢查如果配置never參數
Bit_set(options.NE,1) //設置NEbit
Else Bit_reset(options.NE)
選舉7轉5轉換器時:
if(bit_test(options.NE))
Break //設置NEBIT位的ABR跳出轉換器選舉
Else Seclect_the_transltor //繼續選舉流程
在收到攜帶NEbit的hello報文時,其源ABR不參與7轉5轉換器的選取,從而解決上述問題。我們按照上述偽代碼進行編碼、版本編譯后,可以驗證配置:
【RT-C-AREA-1】:Nssa translate-never
截取hello報文,其optinons的NEbit位已置上,且RT-D也能收到轉換后的5類LSA,從而驗證問題已解決。
4 總結
本文首先對IPv6下OSPF協議的NSSA區域進行簡述,然后提出現有協議實現中存在多個ABR情況且無ABR配置translate-always參數情況下,給router-id最大的ABR配置translate-never參數后,無法學到路由的問題,最后給出一種解決思路和驗證方案。
【參考文獻】
[1]J.Moy,R.Coltun.Request for Comments 5340:OSPF for IPv6[Z].July 2008.
關鍵詞:現場總線;Modbus協議;Profibus-DP協議;協議轉換;電氣隔離
中圖分類號:TP393
文獻標識碼:A 文章編號:1672-7800(2015)005-0148-04
作者簡介:惠明坤(1989-),男,江蘇徐州人,江蘇大學計算機科學與通信工程學院碩士研究生,研究方向為嵌入式系統應用。
0 引言
隨著計算機、通信、自動化等技術的不斷發展,現場總線控制系統(FCS)正逐漸成為新型工業控制系統的發展方向。相對于集散控制系統(DCS)[1],現場總線控制系統由于標準開放、可靠性高、實時性好等優點,迅速成為各大廠商和組織的研究熱點,如今已成為推動工業控制系統朝著智能化、數字化、信息化方向發展的重要力量[2]。
現場總線控制系統在迅速發展的同時,也隨之產生了一些問題。由于現場總線種類眾多,至今仍未形成統一的標準,使得用戶很難使用不同廠商、不同品牌的設備進行系統集成,這給現場總線技術的推廣應用帶來了很大困難[3]。因此,對不同總線集成化技術進行研究極具現實意義。
作為我國第一個現場總線技術國家標準,加上西門子等公司的大力支持,Profibus總線已成為當今使用最廣泛的總線技術之一。Modbus總線由于其簡單可靠、實時性強等優點,得到了眾多廠商和用戶的青睞,但其網絡規模有限,網絡處理能力較差。本文設計并實現了兩種協議的轉換模塊,使得Modbus設備可以無縫接入Profibus-DP總線系統。模塊具有較強的實時性和可靠性,有很好的推廣使用價值。
1 總體設計
1.1 Modbus協議
Modbus協議是全球第一個用于工業現場的總線協議。Modbus串行鏈路協議采用主從通訊方式,并且提供功能碼規定的服務[4]。Modbus是一種應用層報文傳輸協議,其傳輸模式分為RTU和ASCII兩種。在相同的波特率下,RTU模式比ASCII模式具有更高的數據吞吐量。在RTU模式下,一個完整的報文幀最大不超過256個字節。兩幀報文之間至少要有3.5個字符的時間間隔,同一報文兩個字符之間的時間間隔應不大于1.5個字符時間[5],否則將認為報文幀出錯。
1.2 Profibus-DP協議
Profibus是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術,它是我國第一個總線技術國家標準,包括Profibus-DP、Profibus-PA、Profibus-FMS 3個子集[6]。Profibus-DP傳輸速率為9.6Kbps~12Mbps,每個DP系統包含3類站點:一類主站(M1)、二類主站(M2)和從站。其中,多主站系統中,主站之間采用令牌幀傳遞信息,得到令牌的站點可在一個事先規定的時間內擁有總線控制權,同時規定好令牌在各主站中循環一周的最長時間;主站和從站之間采用主從方式的分時輪詢傳輸。理論上,每一段中最多可掛接126個站點。
1.3 系統總體結構
目前,對不同現場總線的集成化研究主要有以下幾種方案:①采用OPC技術[7]和以太網技術集成多種總線,這種方法主要應用于過程控制級的現場總線協議轉換;②采用從節點模塊化實現多種總線集成,該方法主要是將多種總站的從站功能集中在一個模塊上;③采用轉換模塊實現多種總線集成,這種方法主要是對不同總線協議轉換問題的研究,適用于現場設備級的現場總線協議轉換。本文采用第3種方法來實現Profibus-DP/Modbus協議轉換。
設計完成的系統結構如圖1所示,通過設計的協議轉換模塊,可以將Modbus設備無縫接入到Profibus-DP系統中,實現了協議之間的相互轉換,大大降低了系統升級費用。
2 硬件實現方案
由于Profibus-DP是主站式總線控制機制,因而Profibus-DP與Modbus之間的轉換是單向的,即為DP主站對Modbus從站的單向訪問,或者是Modbus對DP從站的單向訪問。對于前者,網關既是DP從站,同時也是Modbus主站;對于后者,網關既是Modbus從站,同時也是DP主站,本文設計的轉換模塊屬于前者。轉換模塊的硬件原理如圖2所示。
微處理器是整個模塊的核心部分。本設計選擇三星公司開發的微控制器S3C2440A,它采用了ARM920T架構核心,具備高性能、低功耗等優點,而且價格便宜,適用于嵌入式設備開發。
Profibus-DP從站的核心功能選擇基于ASIC芯片的設計方案,不僅能減輕MCU的工作壓力,同時也節省了系統開發時間,保證了模塊運行時的穩定性和可靠性。本設計選用VPC3+C芯片,它集成了完整的DP協議。S3C2440a通過GPIO與VPC3+C芯片連接,同時,不采用數據/地址線復用的方式,以此來提高模塊運行效率。S3C2440通過GPJ0-GPJ10與VPC3+C的11根地址線AB(0..10)連接,通過GPB0-GPB7與VPC3+C對應的數據線DB(0..7)連接,同時將VPC3+C的XWR、XRD、XCS、X/INT及XREADY引腳分別與MCU的GPF0-GPF4相連接。VPC3+C引腳連接如圖3所示。
為了提高模塊的抗干擾性,系統選擇了帶磁耦隔離的RS485收發芯片ADM2486,其速率高達20Mb/S,完全滿足Profibus-DP的通信要求。與傳統的光耦隔離相比,其簡化了模塊電路設計,同時大大降低了模塊功耗。AMD2486的引腳TxD、RxD及RTS分別與VPC3+C的TxD、RxD及RTS引腳相連接。
3 軟件實現方案
轉換模塊的作用是將Profibus-DP協議數據轉換成Modbus協議數據,實現使用不同協議的設備之間的通信,完成生產控制要求。在實際工作時,當轉換模塊初始化完成后,即進入數據轉換狀態。每次通信都由Profibus-DP主站發起,然后發送到轉換模塊中的VPC3+C芯片上,由于VPC3+C集成了完整的Profibus-DP協議,因此對DP數據的處理并不需要MCU的參與[8]。VPC3+C處理完數據后,通知MCU取走數據。MCU收到主站數據后,將其轉換成Modbus協議格式,然后發送給從站并等待從站響應。
從整個控制系統來看,主要包含3種通信過程:Profibus-DP主站與模塊從站側的通信、模塊內部的數據轉換,以及模塊Modbus主站側與現場從設備的通信。在主程序設計中,主要是對3種通信過程進行合理控制,以保證系統的可靠性和實時性。MCU及VPC3+C的初始化工作應當在數據交換之前完成。對VPC3+C的操作主要包括:允許中斷、寫入從站地址、設置模式寄存器、診斷緩沖區、參數緩沖區、配置緩沖區、地址緩沖區以及緩沖區的長度,最后設置輸入輸出緩沖區并取得其指針。主程序流程如圖4所示。
由該流程圖可以看出,MCU采用輪詢方式讀取VPC3+C中的數據。相對于中斷的方式,輪詢方式可以減少對Modbus側通信的影響,有助于提高模塊的轉換效率。
由硬件設計部分可知,VPC3+C協議芯片通過X/INT引腳與S3C2440A芯片的GPC3引腳相連。在遇到異常情況時,VPC3+C將通過此引腳通知MCU。MCU通過讀取中斷寄存器的內容確定中斷源的類型,然后調用相應的處理程序進行處理。VPC3+C的中斷服務流程如圖5所示。
轉換模塊中,Modbus和Profibus-DP之間的協議數據轉換通過映射關系建立。轉換模塊中,設置了兩塊數據緩沖區,一塊是Profibus-DP數據輸入緩沖區,另一塊是Profibus-DP輸出緩沖區。Modbus主站側將讀取的數據寫入到網絡輸入緩沖區,供Profibus-DP網絡讀取;Modbus寫命令從網絡輸出緩沖區取出數據并發送到相應的Modbus從設備。在從緩沖區取用數據時,為了保證所使用的數據是最新的,采用單個緩沖的設計方式,以此來保證數據轉換的實時性。同時,Modbus從設備取得數據后直接填充到協議芯片的輸入緩沖區,轉換模塊讀取Profibus協議數據后直接轉換成Modbus協議數據進行輸出,通過這種方式,數據轉換效率有所提升。
在轉換模塊中,Modbus協議通過軟件方式實現[9-10]。Modbus主站側一方面將DP主站發送的數據通過Modbus協議格式發送給從站;另一方面將Modbus現場從設備的響應信息報告給DP主站。對于從站的響應信息,采取中斷設計方式。由于工業現場對可靠性和實時性要求較高,而且數據量很大,采取中斷的方式可以大大減輕MCU的負擔[11]。數據輸入中斷服務流程如圖6所示。
4 實驗驗證
本文采用西門子公司的S7300 PLC作為Profibus-DP主站[12],利用PC端的Commix串口調試工具模擬Modbus從站設備進行實驗。通過驗證,轉換模塊能夠有效地完成數據轉換功能,達到了設計要求。
(1)在PLC創建數據區DB1、DB2。其中DB1為數據發送區,DB2為數據接收區。
(2)數據的發送和接收分別通過SFC15 “DPWR_DAT”和SFC14“DPRD_DAT”完成。
將DB1數據打包發送:
CALL "DPRD_DAT" //調用SFC14
LADDR :=W#16#0 //接收輸入起始地址
RET_VAL:=MW2 //錯誤代碼
RECORD :=P#DB2.DBX 0.0 WORD 8
將收數據存放到DB2:
CALL "DPWR_DAT" //調用SFC15
LADDR :=W#16#0 //發送輸出起始地址
RECORD :=P#DB1.DBX 0.0 WORD 8 RET_VAL:=MW4 //錯誤代碼
(3)調用SFC21將DB1和DB2中的數據初始化。
(4)保存組態信息后進行測試。
(5)通過轉換模塊發送數據01 03 00 00 00 08 44 0C,串口可以收到周期性發來的信息,如圖7所示。
(6)在發送區輸入響應數據幀,如圖8所示。
(7)DB2數據塊可以正確接收串口發送的信息,如圖9所示。
5 結語
隨著現代工業的不斷發展,對生產控制的要求越來越高,現場總線因其標準開放、可靠性高、實時性強等優點,已成為自動控制發展的新方向。而總線標準不統一給用戶系統集成帶來了很大困難,因此對不同總線設備的集成化研究尤為重要。本文設計的Modbus/Profibus-DP轉換模塊所需要的硬件簡單、穩定、可靠,且成本相對較低,同時在軟件方面對協議數據轉換的可靠性和實時性進行了優化,從而在硬件和軟件兩方面保證了通信的實時性和可靠性,具有一定的實用價值。
參考文獻:
[1] 侯維巖,費敏銳.Profibus協議分析和系統應用[M].北京:清華大學出版社,2006.
[2] 章民融,秦艷華,徐亞鋒.基于SPC3的Profibus-DP的研究與開發[J].計算機應用與軟件,2008,2(8):184-186.
[3] 張大海.Profibus-DP與CAN協議轉換研究及其網關開發[D].武漢:武漢大學,2005.
[4] 華F.從Modbus到透明就緒:施耐德電氣工業網絡的協議、設計、安裝和應用[M].北京:機械工業出版社,2009.
[5] 潘志剛,胡景泰,李強.基于Modbus的串口通信實現[J].工業控制計算機,2012,25(7):79-80.
[6] 王建國,孫豐祥,李紅梅,等.基于軟件協議的Profibus-DP從站實現[J].化工自動化及儀表,2010,37(1):66-69.
[7] 趙瑋,金亞萍,張勝.基于OPC技術的應用程序實現[J].機電產品開發與創新,2009(3):100-101.
[8] 夏琳琳,邱超,富兆龍,等.基于VPC3協議芯片的Profibus-DP接口適配卡的設計研究[J].化工自動化及儀表,2012(1):1323-1327.
[9] 許波.Modbus通信協議的研究與實現[D].合肥:安徽大學,2010.
[10] 翁建年,張浩,彭道剛,等.基于嵌入式ARM的MOBUS/TCP協議的研究與實現[J].計算機應用與軟件,2009,26(10):36-39.
關鍵詞:GNS3;SecureCRT;dynamips;OSPF
中圖分類號:G642.0,TP316.8 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)42-0273-03
前言
21世紀的到來,讓整個世界都步入了信息時代,信息時代最大的代表特征就是計算機網絡的廣泛使用、信息總量空前的巨大、信息傳播速度和更新頻率空間快,這些都已經深深的影響著我們的生活,我們已經時時刻刻離不開計算機網絡。面臨著人們對網絡的需求不斷膨脹,相對的能提供這方面的服務的人才也就日益增多,就目前來說這一領域的頂級人才還是非常稀缺的,這就需要各大高校在對學生的專業培養上下更大物力、財力、人力等等,才能有效培養出社會所需求的人才。目前,各高校在計算機相關專業基本上都開設了《計算機網絡技術》課程,但是配套的計算機、網絡硬件設備、專用實驗室等等,都因為種種原因得不到有力的支持,在教學上更多采用搭建仿真實驗平臺來彌補現實中的限制條件。而在模擬器選擇上,傳統的Cisco Packet Tracer和dynamips都不能很好地滿足我們的教學需求,在長期探索中,我們確立了利用界面友好的GNS3與SecureCRT模擬器軟件搭建動態路由協議OSPF仿真實驗平臺的方案,并在實際教學中使用,效果良好。
二、GNS3以及SecureCRT的概述
GNS3是一款優秀的具有GUI界面的網絡虛擬軟件,可以通過它來完成實驗模擬實驗,同時它也可以用于虛擬體驗Cisco網際操作系統IOS或者是檢驗將要在真實的路由器上部署實施的相關配置。SecureCRT是一款支持SSH的終端仿真程序,是Windows下登錄UNIX或Linux服務器主機的軟件。SecureCRT支持SSH,同時支持Telnet和rlogin協議。
三、GNS3平臺OSPF的設計與制作過程
右面是實驗拓撲結構圖。
1.拓撲結構如圖。使用OSPF動態協議目的:用前綴列表和分發列表使R1、R5上不能收到22.22.22.0/24的路由;R3、R4只能收到22.22.22.0/24的還回口路由;R2上要能收到所有環回口的路由。
R1上面的鏈路配置
進入串行鏈路接口S0/0配置
interface Serial0/0
no shutdown
ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進入串行鏈路接口S0/1配置
interface Serial0/1
no shutdown
ip address 13.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進入串行鏈路接口S0/2配置
interface Serial0/2
no shutdown
ip address 14.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進入串行鏈路接口S0/3配置
interface Serial0/3
no shutdown
ip address 15.1.1.1 255.255.255.0
serial restart-delay 0
R2上面的鏈路配置
進入串行鏈路接口S0/0配置
interface Serial0/0
no shutdown
ip address 12.1.1.2 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進入環回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.2 255.255.255.0
進入環回口接口1配置
interface Loopback1
no shutdown
ip address 22.22.22.22 255.255.255.0
由于需要對這個借口進行OSPF路由控制
而OSPF環回口時默認32位 所以要更改類型
ip ospf network point-to-point
R3上面的鏈路配置
進入串行鏈路接口S0/1配置
interface Serial0/1
no shutdown
ip address 13.1.1.3 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進入環回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.3 255.255.255.192
R4上面的鏈路配置
進入串行鏈路接口S0/2配置
interface Serial0/2
no shutdown
ip address 14.1.1.4 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進入環回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.22 255.255.255.128
R5上面的鏈路配置
進入串行鏈路接口S0/3配置
interface Serial0/3
no shutdown
ip address 15.1.1.5 255.255.255.0
serial restart-delay 0
進入環回口接口0配置
interface Loopback0
no shutdown
ip address 2.2.2.5 255.255.255.224
2.配置好基礎鏈路之后,配置OSPF動態路由協議:
R1上的動態路由OSPF配置方式
開啟OSPF路由協議 協議號110
router ospf 110
R1上的OSPF標識1.1.1.1
router-id 1.1.1.1
log-adjacency-changes
路由
network 12.1.1.1 0.0.0.0 area 0
network 13.1.1.1 0.0.0.0 area 0
network 14.1.1.1 0.0.0.0 area 0
network 15.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R2上的動態路由OSPF配置方式
開啟OSPF路由協議 協議號110
router ospf 110
R2上的OSPF標識2.2.2.2
router-id 2.2.2.2
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
network 12.1.1.2 0.0.0.0 area 0
network 22.22.22.22 0.0.0.0 are 0
R3上的動態路由OSPF配置方式
開啟OSPF路由協議 協議號110
router ospf 110
R3上的OSPF標識3.3.3.3
router-id 3.3.3.3
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.3 0.0.0.0 area 0
network 13.1.1.3 0.0.0.0 area 0
R4上的動態路由OSPF配置方式
開啟OSPF路由協議 協議號110
router ospf 110
R4上的OSPF標識4.4.4.4
router-id 4.4.4.4
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.22 0.0.0.0 area 0
network 14.1.1.4 0.0.0.0 area 0
R5上的動態路由OSPF配置方式
開啟OSPF路由協議 協議號110
router ospf 110
R5上的OSPF標識5.5.5.5
router-id 5.5.5.5
log-adjacency-changes
路由
network 2.2.2.5 0.0.0.0 area 0
network 15.1.1.5 0.0.0.0 area 0
最后是R2上要接收到所有環回口地址,R1上已經沒有22.22.22.0/24的路由,R5上已經沒有22.22.22.0/24的路由,R3上只有22.22.22.0/24的路由,R4上只有22.22.22.0/24的路由。
四、總結
OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先)是一個內部網關協議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP),用于在單一自治系統(autonomous system,AS)內決策路由,OSPF采用著名的迪克斯加算法被用來計算最短路徑樹,與RIP相比,OSPF是鏈路狀態協議,而RIP是距離矢量協議。
利用GNS3和SecreCRT搭建仿真實驗平臺,為學生們提供了自主學習的環境,開展了開創新的實驗,從而使得學生的所學知識掌握的更加牢靠,而且能更好地應用到實踐中去。
參考文獻:
[1]崔北亮.CCNA認證指南(640-802)[M].北京:電子工業出版社,2009.
關鍵詞:協議 核心主干 雙鏈路 虛擬備份
一、技術概述
全球網絡虛擬備份技術主要有智能彈性架構虛擬化IRF(Intelligent Resilient Framework)技術、環網技術、 HSRP、VRRP虛擬網絡路由協議、OSPF動態路由組網技術、鏈路聚合技術 、VLAN TRUNK技術、Spanning tree(生成樹協議)等技術,其靈活的網絡備份功能在保障網絡安全穩定運行方面被業界廣泛應用。
吐哈網絡核心設備支持HSRP、VRRP虛擬網絡路由協議、OSPF動態路由組網技術、鏈路聚合技術 、VLAN TRUNK技術、Spanning tree(生成樹協議)這些虛擬備份技術。不支持智能彈性架構虛擬化技術,如應用其需更換大量的主干核心設備,投資大,要重新部署網絡及數據規劃,對網絡影響大,不易實施。而環網技術適用于組成核心環網,不適用大范圍部署。
二、應用背景
迫切性:吐哈油田企業網在近年得到快速發展,隨著A11油氣水井物聯網即將建設,用戶突破23904戶,核心主干接入設備達到1100臺左右,網絡規模進一步擴大,為此對網絡的安全穩定運行提出了更高要求,迫切要求網絡主干、核心等關鍵節點具備備份功能,為油田正常生產和油田物聯網的建設保駕護航。
先進性: 在保障網絡安全可靠穩定運行方面,HSRP熱備份路由協議、VRRP虛擬網絡路由協議、OSPF動態路由組網技術、鏈路聚合技術 、Spanning tree(生成樹協議)等是全球主推的網絡虛擬備份技術,并作為互聯網的主要技術在下一代互聯網即物聯網中繼續發揮作用,體現了其技術的先進性和成熟性。
三、技術應用
從油田網絡技術、架構和成本考慮,經過對HSRP、VRRP虛擬網絡路由協議、OSPF動態路由組網技術、鏈路聚合技術 、Spanning tree(生成樹協議)等綜合研究,企業網應用ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF備份模型、社區網應用ethernet channel+VLAN TRUNK+STP+VRRP+OSPF備份模型,完成了吐哈兩網雙核心雙鏈路網絡建設,實現了網絡備份,并應用于公司A8生產調度指揮系統項目、F7高清視頻會議網絡項目及OTN萬兆通信軟交換網絡項目,使這些重要項目網絡也實現了網絡備份功能。
1.企業網虛擬備份技術應用
以ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF虛擬備份技術為模型:
1.1應用ethernet channel+VLAN TRUNK技術
部署CISCO6509及ZXR10 8908之間雙核心大容量數據通道, 解決雙核心設備之間對高帶寬的需求,并實現數據在雙核心之間的快速傳輸。
1.2應用 HSRP熱備份路由協議
實現CISCO6509及ZXR10 8908的雙機主備,主備切換時間為10S,企業網設備應用該技術實現了核心節點的冗余熱備功能。
1.3應用OSPF協議
采用Open Shortest Path First開放式最短路徑優先協議,核心到匯聚之間的兩條鏈路部署為雙鏈路,雙鏈路主備自動切換,切換時間在1-3S,鏈路的切換時間理論上可調至小于4S。使企業網各主干鏈路實現雙鏈路。
1.4企業網ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF虛擬備份技術模型--雙核心雙鏈路拓撲。
2.社區網虛擬備份技術應用
以ethernet channel+VLAN TRUNK+VRRP+STP+OSPF虛擬備份技術為模型:
2.1應用ethernet channel+VLAN TRUNK技術。
部署H3C S8908及H3C S8508之間雙核心大容量數據通道, 解決雙核心設備之間對高帶寬需求,并實現數據在雙核心之間的快速傳輸。
2.2應用VRRP虛擬路由冗余協議
使社區網H3C S8508、H3C S9508E實現雙核心雙機主備,使雙核心交換機通過主備模式實現雙機熱備和冗余。從而保證了社區核心網絡的連續性和可靠性。
2.3應用STP+OSPF部署主備雙鏈路
社區核心匯聚主干鏈路采用TRUNK技術互聯,即二層交換網,應用STP協議,將H3C S9508E指定為根交換機, 另一臺H3C S8508為備份根交換機,各匯聚交換機為非根設備,當主根交換機端口、設備故障或宕機時,備份根交換機立即取代根而成為主根設備,此時主鏈路自動轉到備份根實現主備鏈路自動切換,通過OSPF自動學習來自主備鏈路的不同路由,保證網絡正常傳輸,與VRRP共同實現雙核心互為備份和鏈路備份功能。STP協議主備鏈路切換時間理論值小于30S,但在實際測試時發現在50ms左右完成切換。
2.4以ethernet channel+VLAN TRUNK+VRRP+STP+OSPF虛擬備份技術為模型的社區雙核心雙鏈路拓撲。
3.公司A8、F7項目、OTN軟交換通信項目虛擬備份技術應用
3.1應用OSPF協議完成公司A8生產指揮調度系統網絡的雙鏈路
將企業網雙核心到A8匯聚交換機之間部署為雙鏈路,通過OSPF協議的路由優先級實現雙鏈路主備自動切換,切換時間在1-3S。
3.2公司F7高清項目應用VRRP+ospf協議完成雙機主備及雙鏈路
公司F7高清視頻項目設備采用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)+OSPF技術,實現雙機之間數據的自動遷移,通過主備模式實現雙機熱備和冗余。從而保證了F7高清視頻項目網絡穩定和可靠運行。
3.3OTN通信軟交換IP網絡應用VRRP+STP協議完成雙機主備及雙鏈路
采用VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)+STP技術,通信軟交換2臺H3C S7502E核心網均實現雙機主備,使雙核心交換機通過主備模式實現雙機熱備和冗余。從而保證了軟交換通信網絡的連續性和可靠性。
四、應用效果
1.效果亮點
成功應用ethernet channel+VLAN TRUNK+HSRP+OSPF、ethernet channel+VLAN TRUNK+STP+VRRP+OSPF虛擬備份技術模型。
1.1企業和社區核心雙機主備自動切換時間小于5S,核心網在瞬間恢復穩定。
1.2雙鏈路主備自動切換,企業網切換時間小于1-3S,社區網切換時間小于30S。
1.3為公司A8、F7項目網絡及通信軟交換網絡高效和安全穩定運行提供了強有力的保證。
1.4企業網29個主干匯聚網絡雙鏈路,全部輻射油田網絡,主備鏈路自動切換時間小于3S。
2.社區網建成的14個主干匯聚網絡雙鏈路,主備自動切換時間小于30S。
3.避免核心主干網絡中斷事故的發生,提高網絡運維效率。
3.1單鏈路狀態下,光纜中斷或發生故障,網絡立即大面積甚至全網中斷,網絡回復時間取決于故障排查時間,即鏈路中斷多久網絡就中斷多久,嚴重影響油田正常生產。
3.2雙鏈路狀態下,主干鏈路中斷,企業網1-3S內就能自動切換至備用電路,社區網30S左右就可自動切換至備用電路,網絡基本不中斷。
3.3確立了兩種成熟的網絡備份技術模型