OSPF

　OSPFとは、ディスタンスベクタ型とは異なる、クラスレスのリンクステートプロトコルです。( RFC2328にて定義 )
　OSPFでは、クラスレスルーティング、VLSMのサポート、手動集約、OSPFネイバー認証、マルチキャストによる
　差分アップデート、Dijkstraアルゴリズム(SPF)による高速収束、ホップ数の無制限、大規模ネットワークに対応
　できる「エリア」の概念、Helloによるネイバー検出と隣接維持、ルーティングのループフリーなどが実現されて
　RIPv2のようなディスタンスベクタ型プロトコルの問題点を解決した、大規模ネットワークに適したIGPと言えます。
　※　OSPFのバージョンには v1、v2、v3 の3つがありますが、一般的にOSPFと言えばRFC2328で定義された「OSPFv2」を意味します。

　リンクステートプロトコル

　OSPFはリンクステートプロトコルです。リンクステートプロトコルは、最適な経路の選択にコストを使用します。
　コストは回線の帯域幅から算出されます。このコスト値が低いものが最適な経路になります。例えば下図では
　R1から「172.16.5.0」への経路は、コスト ( 回線の帯域幅 ) の計算結果から R3 経由で見えることになります。

　　

　OSPF - コスト計算方法 -

　OSPFのコストは、コスト値の公式 ( 100÷帯域幅Mbps ) により算出されます。つまり、100Mbpsの帯域幅は
　[ 1 ] となりますが、100Mbpsを超える1Gbpsの帯域幅の場合においても、[ 0.1 ] ではなくて [ 1 ] となります。
　宛先経路に辿り着くまでのこのコスト値の合計がOSPFのメトリックです。EIGRP同様に発信I/Fで加算します。

　下図のR1から、「172.16.5.0/24」へのコスト値はFastEthernet経由の場合、丸印のI/F値をもとに算出します。
　R1、R2、R3の印のどのI/Fも100Mbpsであることから、R1から「172.16.5.0/24」へのコスト値は［ 3 ]になります。

　　

　OSPFの用語説明

OSPFの用語	各用語の説明
ネイバーテーブル	隣接するルータが記載されているテーブル。ネイバーを失えばその経由のパスを無効にしパスを再計算。　OSPFネイバー確立の条件 ( ① 同じnetmask　② 同じエリア ③ 同じHello/Dead ④スタブフラグの有無 )
リンクステートデータベース	LSAにより、全てのOSPFルータ、リンク等に関する情報を持つ。EIGRPのトポロジーテーブルより詳細な　ネットワークの全体図を持つのでCPUやメモリの使用率が高くなるが、エリア内の全てのOSPFルータが　同じLSDBを保持していることから、クエリーを送信することなく、独立して最適ルートの再計算を行える。
ルーティングテーブル	宛先への最適なルートが記載されているテーブル。ある宛先への最適ルートはLSDBから選択されて　ルーティングテーブルに注入される。EIGRPはDUALを使用するのに対してOSPFはDijsktraを使用する。
Dijkstra	最適なパスの選択ためにLSDBに適用されるOSPFのアルゴリズム。SPFアルゴリズムとも呼ばれる。
LSA	LSA ( Link-state update ) には、ルータID、リンク ( インターフェースのコスト、IPアドレス、タイプ等 ) 　そしてLSAのタイプなどが含まれる。LSAは独自のエージングタイマー( デフォルト30分 )を持っている。　つまり、30分に一度ルータ全体の同期が行われる。このLSAはOSPFパケットのLSUに含まれている。
エリア	全てのOSPFルータは同一のLSDB ( 全てのルータとリンクに関する情報 ) を持つ必要があり、大規模な　ネットワークになってくるとCPUやメモリの使用率が激しくなる。この「エリア」という概念を導入することで　同一エリア内の全OSPFルータだけが同一のLSDBの詳細な情報を持つだけでよくなり、異なるエリアの　ためのLSDBは、同じエリアのLSDBよりも大まかな情報 ( サマリ情報 ) だけを維持すればよい形となる。

　OSPF - 5種類のパケット -

　OSPFは5種類のパケットをやり取りすることにより、動的にネイバー関係を確立した上で、ネイバーテーブル
　LSDB、ルーティングテーブルを最新に保ちます。EIGRPと同様に、OSPFを有効にしたいインターフェースで
　passive-interfaceを設定すると、これらの5種類のパケットのやり取りが出来ないので隣接関係を築けません。
　※　経路情報をそのまま or 差分アップデートするRIPv2やEIGRPとは異なり、LSA を交換することでルーティングテーブルを作成します。

タイプ	パケット名	各パケットの説明
1	Hello	ネイバーの検出するためのパケット。ネイバーを検出してリレーションシップを確立した後のキープアライブ　としても使用される。マルチキャスト( 224.0.0.5 )として送信される。( Hello間隔はレイヤー２により異なる )
2	DBD	DBD ( database description ) は、ルータ間のデータベースの同期をチェックします。
3	LSR	LSR ( link-state request ) は、他のルータの特定のリンクステートレコード (LSA) を要求します。
4	LSU	LSU ( link-state update ) は要求された特定のリンクステートレコード(LSA)を送信します。LSAはここにある。
5	LSAck	LSAck ( link-state acknowledegment ) は、上記のパケットに対して確認応答を行います。