基于eNSP的OSPFv3路由仿真设计与实现

李双梅

（南京工业大学浦江学院计算机与通信工程学院，江苏南京211222）

0 引言

IPv4的最大问题是其地址资源不足，早在2011年初ICANN 就公开表示，全球IPv4 地址已分配完毕［1］。随着移动互联网、物联网等的快速发展，IPv4 地址紧缺问题日益严重，我国大力推进IPv6 的发展和部署。2019年4月16日，工业和信息化部发布《关于开展2019 年IPv6 网络就绪专项行动的通知》，业界将2019年称为IPv6元年。在政府、运营商、设备制造商以及其他相关企业的共同努力下，IPv6建设取得了显著成效。但是在当前计算机网络相关课程的本科教学中，针对IPv6的教学内容稍显不足，特别是在实践应用方面，由于实验设备受限等因素无法满足网络课程对于实践教学的需求。文章结合学校实际情况，引入华为模拟器eNSP 进行实践教学，设计IPv6 相关实验供学生学习和实践。本文主要介绍其中的IPv6动态路由协议OSPFv3实验的设计和实现。

1 eNSP简介

eNSP（Enterprise Network Simulation Platform）是华为公司研发的一款具备极高仿真度的数通设备模拟器，界面操作简单。使用eNSP进行实验，不受实验室物理环境的限制，学生只要拥有一台电脑就可以安装该软件并且使用，方便了实验的开展。这款仿真软件运行的是物理设备VRP 操作系统，最大限度地模拟真实设备环境，并且支持对接真实设备，以及数据包的实时抓取，可以帮助学习者深刻理解网络协议的运行原理，进一步地探索和专研网络技术，近年来eNSP在高校教学中的应用也越来越广泛［2-4］。

2 OSPFv3简介

开放最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）是一个基于链路状态的内部网关协议，它可以层次化地设计网络，具有适应范围广、收敛速度快、无自环等优点。OSPFv2 在IPv4 网络中得到了广泛的应用。

OSPFv3 是IETF 在保留OSPFv2 优点的基础上针对IPv6网络设计的。它主要在IPv6网络中提供路由功能，是IPv6网络中的主流路由协议，保留了OSPFv2中的大部分算法，从IPv4到IPv6，基本的OSPF机制保持不变。

两者也有一些区别，如OSPFv3 是基于链路的，OSPFv2是基于子网的；两者LSA类型的异同；协议报文格式变化等，这些具体内容可参阅相关资料。

3 实验设计

文章设计两个实验，分别讨论OSPFv3 单区域和多区域的配置，通过该实验，掌握OSPFv3的基本配置方法。

3.1 单区域OSPFv3

3.1.1 仿真配置拓扑图及地址划分

单区域OSPFv3如图1所示。

3.1.2 配置过程

通过以下5个步骤来配置和验证OSPFv3单区域功能。

（1）首先在R1、R2 和R3 路由器上全局使能IPv6功能；然后在接口上使能IPv6，并配置IPv6 地址。以R1 的配置为例，R2 和R3 进行类似的配置即可。

图1 单区域OSPFv3拓扑

system-view//进入系统视图

[HuaWei]sysname R1//修改设备名称

[R1]ipv6//全局使能IPv6功能

[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 enable//接口下使能IPv6功能

[R1- GigabitEthernet0/0/0]ipv6 address 2001::1/64//配置IPv6地址

[R1-GigabitEthernet0/0/0]quit//退出当前视图

[R1]interface GigabitEthernet 0/0/1//进入接口GE0/0/1视图

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ipv6 enable

[R1- GigabitEthernet0/0/0]ipv6 address 2002::1/64

（2）配置OSPFv3。

[R1]ospfv3 1//启动ospfv3协议，1 为进程号

[R1-ospfv3-1]router-id 1.1.1.1//配置route ID

注意Router ID 是一个32 位的无符号整数，采用IPv4 地址形式，是一台路由器在自治系统中的唯一标识。这里OSPFv3的Router ID 必须手工配置，如果没有配置ID 号，OSPFv3 无法正常运行，这一点与OSPFv2不同。

（3）将接口加入OSPFv3 的区域0中，与OSPFv2 一致，对于单区域一般配置为area 0。

[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 0 //将接口g0/0/0加入区域0中

（4）配置PC1 和PC2 的IPv6 地址，分别为2001::2/64和2004::2/64。

（5）验证配置，确认设备间能正常建立邻居，路由器上路由正常，PC1 能ping 通PC2。

完成以上R1 和PC1、PC2 的配置后，再相应地完成R2和R3的配置。

在每个路由器上通过以下命令验证配置的正确性。

①display ospfv3 peer //查看路由器的OSPFv3邻居状态。

②display ospfv3 lsdb //查看路由器的OSPFv3链路状态数据库。

相比于OSPFv2 版本，OSPFv3 新增了两种LSA：Link LSA（链路LSA）和Intra Area Prefix LSA（区域内前缀LSA）。

③display ospfv3 routing //查看OSPFv3 生成的路由信息。

可以看到通过OSPFv3学习到了全网的路由。在PC2 上执行命令：ping 2001::2，可以发现PC2 能够和PC1正常通信，且各路由器之间通信也正常。

3.2 多区域OSPFv3

3.2.1 仿真配置拓扑图

OSPFv3的区域划分与OSPFv2类似，骨干区域配置为area 0，用来连接其他区域。非骨干区域之间的OSPFv3 路由更新需要通过骨干区域来完成。因此，OSPFv3也要求所有非骨干区域都必须直接与骨干区域相连。但在实际应用中有时因环境限制不能满足要求，这时可使用虚连接解决。关于虚连接的问题这里不深入讨论，本拓扑中所有非骨干区域都直接与骨干区域相连。拓扑如图2所示。

3.2.2 配置及验证

本拓扑在上面单区域的拓扑上进行了区域的划分，分为3个区域（0、1、2），其中area 0 为骨干区域，所以基本配置与上面单区域配置相同。需要修改的只是在第3 步，在单区域中将所有接口加入OSPFv3 的区域0 中。对于多区域则根据需求将接口加入不同的区域中。具体配置只需在以上单区域的基础上进行修改。

以路由器R1 的配置修改为例（R2 和R3 根据拓扑对应修改）。

图2 多区域OSPFv3

[R1]interface GigabitEthernet 0/0/0

[R1-GigabitEthernet0/0/0]undo ospfv3 1 area 0 //将接口gi0/0/0从区域0中去除

[R1-GigabitEthernet0/0/0]ospfv3 1 area 1 //将接口gi0/0/0加入区域1中

以上配置完成，即实现了多区域的OSPFv3配置，可通过命令display ospfv3 routeing 查看OSPFv3 路由正常（路由前面的字段IA 表示该路由为区域间路由），并且通过ping测试pc1可以与pc2正常通信。图3为路由器R1中OSPFv3生成的路由。

图3 路由器R1中OSPFv3生成的路由

4 结语

本文描述了基于华为模拟器eNSP来构建OSPFv3动态路由的实验环境，通过该实验学习者可以直观地了解OSPFv3协议的基本应用，为进一步学习OSPFv3协议内容以及其他网络知识打下了基础。