OSPF



 ◆ OSPFとは

 OSPF (Open Shortest Path First)はリンクステート型ルーティングプロトコル。リンクステート型の
 ルーティングプロトコルの特徴は、先に解説したリンクステート型ルーティングプロトコルの通りですが
 この解説にOSPFを当てはめて詳細に解説します。OSPFには、IPv4対応の
OSPFv2( バージョン2 )と
 IPv6対応の
OSPFv3( バージョン3 )の2種類ありますが、一般的にOSPFといえばOSPFv2を指します。



 ◆ OSPF @ Helloパケットによるネイバー関係の確立

 OSPFでは隣接ルータとHelloパケットを交換することでネイバー関係を確立します。このHelloパケットは
 マルチキャスト(224.0.0.5)で送信しています。ネイバーを認識するとネイバーテーブルに格納されます。
 ネイバー確立後、ネイバー関係を維持する(存在を確認する)ために定期的にHelloパケットを送信します。


  


 ◆ OSPF A LSA交換 ⇒ LSDB構築 ⇒ トポロジマップ作成

 ネイバー関係の確立後、OSPFルータは自身の持つリンク情報(インターフェース情報)をネイバールータに
 LSA(Link State Advertisement)として送信し合います。受信したLSAはトポロジテーブルに格納します。
 そして受信したLSAは、別のネイバールータに送信して、最終的にはネットワーク全体でLSAが通知されます。

 OSPFではトポロジテーブルのことを
LSDB( Link State Database )と呼びます。LSDBは同じエリア内
 全てのルータで同じLSDBを保持します。エリアとはLSAを交換する範囲を示す論理的なグループのことです。
 そしてOSPFではLSDBに格納されたLSAを組み合わせてネットワーク全体の地図(
トポロジマップ)を作成。


  



 ◆ OSPF B SPFツリーの作成 ⇒ ルーティングテーブルの作成

 トポロジマップを作成したOSPFルータでは、次にSPFアルゴリズム(
ダイクストラ)を実行し階層ツリーの
 SPFツリーを作成します。SPFは宛先ネットワークに対する最短パスを計算するアルゴリズムです。SPFでは、
 各ルータは自身をルートとして頂点に位置付け、宛先ネットワークへの
コスト合計値を計算します。コストは
 リンク(インターフェース)の帯域幅を基に自動的に算出されます。各リンク毎に手動で設定することも可能。

              



 つまり、10Mbpsのコスト値は
10、100Mbpsのコスト値は 1、1Gbpsのコスト値は、計算上0.1ですが 1
 下図の場合、全リンクが1Gbpsなので各リンクのコスト値は
1。例えばR1から「192.168.3.0/24」宛へは
 R1 ⇔ R2間のコスト 1、R2 ⇔ R3間のコスト 1、R3 ⇔ 192.168.3.0/24間のコスト 1 、の合計値の
3 です。


  



 コスト値の計算について、詳細に確認します。下図の場合、R1から「192.168.9.0/24」のネットワークへ
 R2経由とR4経由の2つのパスがありますが、R2経由の合計コストは 3、R4経由の合計コストは 12 になる
 ことから、最短パスはR2経由となりルーティングテーブルは下図の通りになります。なお合計コストの値は
 その宛先ネットワークへパケットを送出するインターフェースに割り当てられたコストを加算し算出されます。
 
※ R1から宛先となる「192.168.9.0/24」へは、下図ルータの青○マークの I/F に割り当てられたコストを加算して算出されます。

    



 R4 ⇔ R5間も100Mbpsリンクでコストが 1 である場合、R1から「192.168.9.0/24」のネットワークへは
 R2経由でもR4経由でも合計コストが 3 となります。OSPFでは等コストロードバランシング機能をサポート
 していることから、R2経由の経路情報、R4経由の経路情報の両方がルーティングテーブルに作成されます。
 その場合、その宛先トラフィックをR1が受信するとこれら複数のルートに分散してパケットを転送されます。

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