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OSPF

OSPF = Open Shortest Path First

IPルーティング入門(5):大規模で複雑なネットワークでの運用に堪えるOSPF - @IT

RIPBGPなどのようにUDPTCP上で動作するルーティング・プロトコルではなく、IP上で直接動作しているため(IPプロトコル番号:89番)、IPに特化したルーティング・プロトコルということができます。

Open Shortest Path First - Wikipedia

Open Shortest Path First (オープン・ショーテスト・パス・ファースト、略称:OSPF) は、小規模から大規模のネットワーク向けのリンクステート型ルーティング・プロトコルである。
RIPにおける制約を解消するためにIETFにおいて提唱され、スタティック・ルーティングやRIPでは実現できなかった冗長経路構成を容易に実現できる。
BGP4などのEGPが自律システム (AS) 間のルーティングを行うのに対し、OSPFはIGPであり、AS内のルーティングを司る。

OSPFはリンクステート・プロトコルである。
各ルータは隣接するルータとのリンク状態をリンクステート広告 (link-state advertisement; LSA) としてフラッディングにより交換することでネットワーク・トポロジーのデータベースを構築し、ダイクストラのアルゴリズムで最短経路ツリーを計算してルーティング・テーブルを作成する。
ネットワーク規模の増大に対処するため、OSPFはネットワークを複数のエリアに分割することを可能としており、フラッディングや経路計算をエリアごとに効率よく実現できる。
エリア間の通信はエリア境界ルータ (area border router; ABR) を介して行われ、エリア間のルーティングは特定のバックボーン・エリアが中継することで実現される。
またルーティング情報更新の負荷を軽減するため、セグメントごとに代表ルータ (designated router; DR) とバックアップ代表ルータ (backup designated router; BDR) が選出されハブとして働く。

OSPF (Open Shortest Path First)

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、
&color(red){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。
LSALSA (Link-state Advertisement) 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。

エリアとルーター

OSPFの役割別ルーター

ルーターの種類役割
代表ルーター (DR:Designed Router)エリア内に各1つずつ選出された代表となるルーター。リンク情報を全ルーターで交換すると、トラフィックが膨大になる。そこで、DRとBDR(DRのバックアップ)のみがリンク情報を交換する。
エリア境界ルーター (ABR:Area Border Router)エリアの境界上に位置するルーター。同一のAS内のエリアとエリアを接続する。
AS境界ルーター (ASBR:AS Boundary Router)別のAS(RIPやBGPなどのネットワーク)との接続点となるルーター。

リンク

LSA
IGP
RIP
BGP
ダイクストラアルゴリズム


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Last-modified: 2017-05-25 (木) 15:56:50 (144d)