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カテゴリ:11.ルーティング > 11.4 OSPF

OSPFはこれまでの過去問では、踏み込んだ問題があまり出題されていない。午前問題で少し取り上げられているのと、H20の午後2で軽く問われているだけである。
OSPFの概念や基本的な言葉は知っておくべきであるが、あまり踏み込んだ勉強は不要かもしれない。まして、CCNAで出てくるような内容までは不要と考える。

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そもそも、OSPFはなぜ必要なんでしたっけ?
RIPでも十分では?
この、コストという概念があるのが利点の一つである。RIPはホップ数という、ルータの数でしか経路制御ができない。100Mの回線と1Mの回線では、当然100Mを優先した経路制御が求められ、それを実現するにはOSPFが必要だ。

ではここで、過去問を中心にしたOSPFの基本的な内容を以下に述べる。

■OSPFの基本概念
(1)OSPFとは
・過去問では、OSPFの経路選択に関して「経路選択方式は、エリアの概念を取り入れたリンク状態方式である。(H19NW午前 問28)」と述べている。※リンク状態方式言葉よりもリンクステート型アルゴリズムという言葉のほうが馴染み深いであろう。
・過去問では、IPネットワークのルーティングプロトコルの一つであるOSPFの説明として「ネットワークをエリアと呼ぶ単位に分割し、エリア間をバックボーンで結ぶ形態を採り、回線速度などを考慮した最低コストルーティングを行うプロトコルである。(H20NW午前 問28)」と述べている。
・中規模なネットワークで利用されることが多い。※何をもって中規模というかであるが、少なくともRIPは小規模。

(2)OSPFとエリア
OSPFでは,ネットワークをエリアと呼ぶ単位に分割します。目的は,ルータの負荷を軽減するためです。ネットワークの規模が大規模になると,経路情報が複雑で大容量になります。ルータにかかる負荷が増えて,転送速度や切り替わり時間が遅くなるなどの問題が発生します。その対策のために,エリア分割するのです。
ネットワークスペシャリストを目指す女性SEハテナ

エリア分割はルータ単位ですか?




いえ、ルータのIF単位と考えてください。下のConfig(設定)例を入れているので、それをみてもらうと理解が深まるでしょう。同じルータ内でも、ネットワーク毎(=インターフェース毎)にエリアを分けることができます。
Router(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 ←ルータが持つセグメントを記載する。今回のエリアは0
Router(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 10

(3)コスト
・コストが小さい経路が優先される。また、同コストの場合、負荷分散される。(H14NW午前 問44を参照)
・コストという概念を用いている。

◆過去問より引用

OSPFでは,[ ア ]と呼ばれるメトリックを扱います。
(中略)
OSPFを使用する場合には,L3SW相互がOSI基本参照モデルの[ イ ]層によって通信できる必要があるので,IPパケットを中継する方式では駄目です。OSPFでのブロードキャスト可能なネットワークにおける経路制御用の通信はIPマルチキャストであり,IPアドレスの先頭バイトの値が[ a ]であるクラスDのIPアドレスが使われています。(H20NW午後1問4)
参考までに、答は以下です。
ア コスト
イ データリンク
a 224

ではここで、OSPFの設定をCiscoルータの場合で紹介する。その意図は、どういう設定がされているかをみることで、理解を深めるためである。
ip routing ←ルーティングを有効にする
ip classless ←クラスレスルーティング
router ospf 1 ←1はプロセスIDで、複数のプロセスを持つ場合に使う。(あまり気にしない)
network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 ←ルータが持つセグメントを記載する。今回のエリアは0
network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0
とてもシンプルで簡単です。

■DRとBRR
(1)概要
1つのセグメントに複数のルータが存在します。
すべてのルータが経路交換をするのは無駄なので、そのセグメント内で、経路情報の交換(LSAの交換)をするルータを決めます。
それがDRとBDRです。
ネットワークスペシャリストを目指す女性SEハテナ 

DRとBDRは、エリアに一つなのですか?
いえ、セグメントごとに1つです。なので、エリアは通常の場合、複数のセグメントを持つことでしょうから、エリアの中に複数のDRとBDRが存在することになるでしょう。

(2)ルータの名称
・DR (Designated Router):代表ルータ
・BDR (Backup DR):バックアップ代表ルータ
・DROTHER:その他、DRやBDRにならなかったルータ

(3)DRとBDRの選出方法
・OSPFのPriority(優先度)が高い(=値が大きい)ルータから順に、DR、BDRになります。Priorityは、0から255までの任意の値を設定できます。初期値は1です。これを0にすると、DR/BDRにはなりません。
・Priorityが等しいときは、ルータID(手動で設定)の大きい順で決まります。
ただし、あくまでもこれはすべてのルータが起動している状態の場合です。優先度が高いルータがあとから起動しても、DRにはなりません。ですから、電源を入れるタイミングは重要です。

過去問(H30NW午後1問3)では
「“スポークとなる機器がOSPFの代表ルータに選出されてしまうと,スポーク拠点間のIPsecトンネルが解放されなくなってしまうので,それを防ぐために,スポークとなる機器のOSPFに追加の設定が必要になる”というものであった。そこで,Eさんは,防止策として追加すべき設定内容を定めた。」とあります。
設問では、「追加すべきOSPFの設定」が問われました。
正解は、「OSPFのプライオリティを0に設定する」です。

■経路情報の交換
OSPFでは、LSA(Link-State Advertisement)という「リンク情報広告」によって、経路情報を交換します。
LSAはDRとBDRにのみに送信します。
※全ルータに送信したらトラヒックが莫大になる。そこで、エリア内に各1つずつ選出されたDRとBDRとのみ、リンク情報を交換する。

◆参考:試験では問われないだろうと思う内容
 これ以降はテスト対策以上に踏み込んでいるので、参考レベルで。
・リンクステート型アルゴリズムである。(OSPFのほかにははIS-ISがある)
※経路情報はマルチキャストまたはユニキャストで送信する。ここはRIPv1のブロードキャストより優れている。
・LSAを元にLSDB(Link-State DateBase)を作成。
・Ciscoは一般的に1エリアあたり50ルータを超えないことを推奨。
・OSPFはTCPもUDPも利用しない。独自のOSPF(89番)を利用。
・各エリアは必ずエリア0とつながっている必要がある。
・LSA(Link State Advertisement):リンクステート情報のアドバタイズ(広告)によって情報交換をする。
・LSDB(Link State Databese):LSAによりLSDBという自分を中心としたリンクステートのデータベースを保有する。
・ABR(Area BorderRouter) エリア境界ルータ
・ASBR(AS Boundary Router) AS間をまたぐルータ。

1 
 
OSPFはコストを使った経路制御をすると思います。
具体的には、どうやってコストを計算しますか?
1.コストの計算方法
 手書きでごめんなさい。以下のようなネットワークを考える。
R1〜R3はルータである。
 R1からみた、10.1.1.0/24のコストはいくつか?
以下の2パターンで計算してほしい。
R1→R2
R1→R2→R3

ospf
女性直立
わかりますよ。
,離灰好箸100÷帯域幅(Mbps)で計算されるため、10Mbpsの帯域幅のコストは10になります。
よってこの場合、R1のルータから、10.1.2.0/24ネットワークへのコストは10になります。
それだと、R2に届くまでのコストだね。
10.1.1.0/24のネットワークまで通信するには、R2の右側の10Mの回線を通る必要があるから、ここのコストも加える必要がある。
だから、10+10=20になる。
同様に、△両豺隋100Mbpsのコストは1であるため)、コストは1+1+10=12になる。

また、,茲雖△諒がコストが小さくなるため、R1→R3→R2という経路を選択する。この処理をOSPFは自動でやってくれるので、とても便利だ。

■コストの変更
コストを自動計算してくれるのはとてもありがたいが、ときに手動でコストを変更させる必要がある。それはどんなときか。
女性ほおづえ

例えば10Mの帯域保証と10Mのベストエフォートでは、前者の方が高速だから手動でやるのですかね。
その通り。過去問(H20NW午後1問4)でも、この点に関する出題があった。
各拠点のL3SWでは,経路制御プロトコルとしてOSPFを動作させます。OSPF では,[ ア ]と呼ばれるメトリックを扱います。L3SWでは,物理ポートの通信速度から計算された値がメトリックのデフォルト値になりますが,拠点間の経路選択を適切に行うために、ヽ峠菘世L3SWのポートの一つにはデフォルト値よりも大きな値を設定しておきます。
設問2 (1)本文中の[ ア ]に入れる適切な数値を答えよ。
 (2)本文中の下線,鮃圓Δ里,デフォルト値のままでは何の情報が反映されていないからか。

■試験センターの解答例
設問1 ア コスト
設問2 (2)拠点間の通信回線の実質的な回線速度の情報
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なるほど。この点は理解できました。
でも、コストの設定は、「L3SWのポート」に設定するんですね。
最初の図でいうと、R1の右側のポートに設定するんですか?
それとも、R1の右側と、R2の左側の両方に設定するんですか?
コストは、出るときにカウントUPされ、入ってくるときにはカウントUPされない。
なので、「R1からみた、10.1.1.0/24のコスト」には、R2の左側のコストは、設定しても反映されない。
シスコの設定例は以下である。
interface FastEthernet0/0
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
ip ospf cost 10 ←コストの設定

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