CiscoによるOSPFのルーティング設定 : ネットワークスペシャリスト

ここでは、OSPFによるルーティングの設定をやってみます。

目次
１．ルーティングテーブルをみてみよう
２．直接接続されていないネットワークのルーティング
３．スタティックルーティング
４．OSPFの設定
５．OSPFのコスト
６．RIPとOSPFの経路変更時間の違い

１．ルーティングテーブルをみてみよう

ネットワーク構成は以下です。
ルーティングの具体例

　ルータは、最適な経路を判断するために、宛先の経路情報を管理するルーティングテーブルを持っています。実際のルーティングテーブルをお見せする前に、先の図の場合のルータ１の設定を見てみましょう。以下がCiscoルータの設定（抜粋）です。

interface GigabitEthernet1　　　←図のポート1
　ip address 192.168.1.254 255.255.255.0

interface GigabitEthernet2　　　←図のポート2
　ip address 192.168.2.254 255.255.255.0

interface GigabitEthernet3　　　←図のポート3
　ip address 192.168.3.254 255.255.255.0

設定を少し補足します。「interface GigabitEthernet」というのは1Gbpsの速度を持つインターフェースという意味です。3つのインターフェースそれぞれにIPアドレスが割り当てられています。
　このように、ルータの各インターフェースには、IPアドレスおよびサブネット情報が設定されています。ですから、ルータに直接接続されているネットワークの情報をすでに知っています。
　では、先のネットワーク構成図の場合、ルータ１のルーティングテーブル（経路情報）はどうなるでしょうか。Ciscoのコマンドを入力して確認しましょう。

Router1#sh ip route
　・・・
C　192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet1
C　192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet2
C　192.168.3.0/24 is directly connected, GigabitEthernet3

■ルータ１のルーティングテーブル　　

では、この意味について解説します。
１．ルーティングテーブル

①Cは②で解説する直接接続（connected）のC
②172.16.1.0/24のネットワークはルータに直接（directly）に接続（connected）
③ルータに接続するポートがFastEthernet0

　今回のルーティングテーブル（経路情報）はどうやって作るのでしょうか？
ネットワークスペシャリストを目指す女性SEかしげる

ルータは直接接続されているネットワークを知っているので、ルータが自ら作成するのでしょうか。
その通り。このルィンググンブテーブルは自動で作成されます。では、直接接続されていないネットワークおよび、その場合のルーティングについて、次の節で解説します。

２．直接接続されていないネットワークのルーティング

　ネットワークは世界中にありますから、ルータに直接接続されていないことがほとんどです。むしろ、直接接続されている方が稀です。
　以下の図を見てください。ルータ１は、192.168.4.0/24のネットワーク宛のパケットはルータ２に送り、192.168.5.0/24宛てのパケットはルータ３に送るという経路制御をします。
２．ルーティングの具体例

　しかし、192.168.4.0/24や192.168.5.0/24のネットワークは、ルータ１に直接接続されていません。この場合のルーティングテーブルは、ルータ１は知り得ません。どうすればいいのでしょうか。
ネットワークスペシャリストを目指す女性SEほおづえ

　
　ルータに覚えさせるしかないと思います。
　その通りです。ルータに覚えさせる具体的な方法は2つあります。１つは，ネットワークの管理者がルーティング情報をルータに手動で記載する方法です。これをスタティックルーティング（静的ルーティング）と言います。スタティック（Static）とは、「静的」という意味です。
　もう１つは，情報を知っている他のルータに教えてもらいます。具体的には，ルータ同士で経路情報を交換することで，ルーティングテーブルに自動で記載するのです。これをダイナミックルーティング（動的ルーティング）といいます。ダイナミック（dynamic）とは、「動的」という意味です。

３．スタティックルーティング

　ルータ１に静的な経路（スタティックルート）を書いてみましょう。具体的には、192.168.4.0/24宛てのパケットが来たら、宛先のルータ（ネクストホップと言います）として、ルータ２（IPアドレスは192.168.2.254）に送るという情報を記載します。では、Ciscoルータで以下のコマンドを実行します。
３．スタティックルーティング

①宛先のネットワーク
②ネクストホップとなるルータのIPアドレス

　今回は、192.168.5.0/24宛てのネットワークもあるので、もう一行、「ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.3.254」も記載します。
　ルータ１に設定したConfigは以下になります。

ip route 192.168.4.0 255.255.255.0 192.168.2.254　←192.168.4.0/24宛ての経路情報
ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.2.254　←192.168.5.0/24宛ての経路情報

■CiscoルータのConfig（インターフェース情報とスタティックルート）

ここで、show ip routeコマンドで、ルーティングテーブルを見てみましょう。

■ルータ１のルーティングテーブル

　では、Sと書かれたルーティングテーブルについて解説します。
３．スタティックルーティング_2

①Sはスタティックルート（static route）のS
②192.168.4.0/24のネットワーク宛の経路
③1/0とありますが、前者の1は、アドミニストレーティブディスタンス値で、優先度を表します。たとえば、同じ宛先の経路情報が複数あった場合、数字が低い方が優先されます。スタティックは１、OSPFは110、RIPは120などと決められています。後者の0は、メトリックです。経由するルータの数と考えてください。すぐ隣のルータなので、経由するルータの数は0です。
④ネクストホップとなるルータのIPアドレス　viaは、「~を経由して」という意味に接続するポートがFastEthernet0

　この情報をまとめると、以下になります。

	宛先ネットワーク	ネクストホップ	インターフェース
C	192.168.1.0/24	-	GigabitEthernet1
C	192.168.2.0/24	-	GigabitEthernet2
C	192.168.3.0/24		GigabitEthernet3
S	192.168.4.0/24	192.168.2.254	-
S	192.168.5.0/24	192.168.3.254	-

４．OSPFの設定

では、OSPFの設定を紹介します。Ciscoルータで以下のコマンドを実行します。
４．OSPFの設定

　少し補足します。1行目は、OSPFを有効にするコマンドです。（※数字の1はプロセスIDですが、特に意識する必要はありません。）
2～4行目は、ルータ１が知っているネットワークで、他のルータと経路を交換したいネットワークを記載します。RIPと違い、サブネットマスクも指定します。ですが、ワイルドカードとう0と1を逆にした表記方法を使います。たとえば、255.255.255.0のを2進数で表すと111111111111111100000000なので、これの0と1を逆にします。00000000000000000000000011111111になります。これを10進数表記にすると、0.0.0.255になります。また、最後にエリアIDを付けます。

　RIPのときと同様に、各ルータでこれらの設定をします。すると、RIPと同様に、ルータ同士がお互いに経路を交換してくれます。
　ではここで、show ip routeコマンドで、ルータ１のルーティングテーブルを見てみましょう。

Router1#show ip route
　・・・
C　192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet1
C　192.168.2.0/24 is directly connected, GigabitEthernet2
C　192.168.3.0/24 is directly connected, GigabitEthernet3
O　192.168.4.0/24 [110/2] via 192.168.2.254, 00:03:01, GigabitEthernet2
O　192.168.5.0/24 [110/2] via 192.168.3.254, 00:01:47, GigabitEthernet3
O　192.168.6.0/24 [110/2] via 192.168.3.254, 00:01:47, GigabitEthernet3
[110/2] via 192.168.2.254, 00:03:01, GigabitEthernet2

■ルータ１のルーティングテーブル　

　では、Rと書かれたルーティングテーブルについて解説します。
４．OSPFの設定_2

①OはOSPFのO
②192.168.4.0/24のネットワーク宛の経路
③110/2とありますが、前者の1は、アドミニストレーティブディスタンス値で、優先度を表します。後者の2はOSPFの場合はコスト（※後述）を意味します。
④ネクストホップとなるルータのIPアドレス　viaは、「~を経由して」という意味
⑤経路情報を学習してからの経過時間
⑥パケットを出力するインターフェース

　この情報をまとめると、以下になります。

	宛先ネットワーク	コスト	ネクストホップ	インターフェース
C	192.168.1.0/24	-	-	GigabitEthernet1
C	192.168.2.0/24	-	-	GigabitEthernet2
C	192.168.3.0/24	-		GigabitEthernet3
O	192.168.4.0/24	2	192.168.2.254	GigabitEthernet2
O	192.168.5.0/24	2	192.168.3.254	GigabitEthernet3
O	192.168.6.0/24	2	192.168.3.254 192.168.2.254	GigabitEthernet3 GigabitEthernet2

　コストに関しては、この後に説明します。

５．OSPFのコスト

　OSPFの重要な概念として，コストがあります。コストは，回線速度に反比例した式で計算される値です。コストは，回線速度の大きい方が小さい値になります。たとえば，Ciscoルータの場合、デフォルトの10Mbpsの回線のコストは10で、100Mや1Gbpsの回線のコストは1です。ですから、OSPFでは、10Mbpsの回線と、100Mbpsの回線の2つがあれば、コストが小さい100Mbpsの回線を経路として選択します。
　では、次のような簡単なネットワークを考えましょう。本社とデータセンターを通信事業者が提供される1GbpsのWAN回線で接続しています。WAN１は品質が確保された広帯域な回線、WAN2は品質が担保されないベストエフォートの回線を契約したとします。
　この場合、品質が高いWAN1を優先したいですよね。その設計をしてみましょう。
５.OSPFのコスト

　まずは、OSPFの設定をします。
　■ルータ１

router ospf 1　　←OSFPを有効に。
network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0

　■ルータ２

router ospf 1　　←OSFPを有効に。
network 192.168.4.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0
network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0

　このとき、ルータ１のWAN１に接続されているポート１（GigabitEthernet 1）を見てみましょう。

Router#show ip ospf interface GigabitEthernet 1
GigabitEthernet 1 is up, line protocol is up (connected)
　Internet Address 192.168.2.253/24, Area 0
　 Process ID 1, Router ID 192.168.2.253, Network Type BROADCAST, Cost: 1

　このように、１Gbps回線なので、自動でCost１が割り当てられているのが確認できます。同様に、WAN2に接続されているポート２（GigabitEthernet 2）も同じくCostは１です。

ネットワークスペシャリストを目指す女性SEかしげる

この場合、データセンター向けの通信は、WAN１とWAN２のどちらを通るのですか？
　負荷分散される。つまり、WAN1とWAN2の両方に振り分けられます。
　では、このときのルーティングテーブルを見てみましょう。（OSPF部分だけ）

O　192.168.4.0/24 [110/2] via 192.168.2.254, 00:02:17, GigabitEthernet 1
　　　　　　　　[110/2] via 192.168.3.254, 00:02:17, GigabitEthernet 2

　このように、2つの経路が表示されています。つまり、両方の経路が有効になっているのです。
　さて、ここで、[110/2]の2の値は、OSPFのコストであることは既に説明した通りです。なぜコストが1ではなくて2になるかを解説します。それは、ルータ１のインターフェースでCostが1加算され、ルータ2のインターフェースでもCostが１加算されるので、合計２になるのです。

　ではここで、ポート１（GigabitEthernet 1）が接続されているWAN1を優先したいので、ポート２（GigabitEthernet 2）のコストを10にしてみましょう。

Router(config)# interface GigabitEthernet 2
Router(config-if)#ip ospf cost 10

　もう一度、インターフェースのCostを見てみます。

Router#show ip ospf interface GigabitEthernet 2
GigabitEthernet 2 is up, line protocol is up (connected)
　Internet Address 192.168.3.253/24, Area 0
　Process ID 1, Router ID 192.168.3.253, Network Type BROADCAST, Cost: 10

　設定した通り、コストが10になりました。
　続けて、ルーティングテーブルを見てみましょう。

O　192.168.4.0/24 [110/2] via 192.168.2.254, 00:05:08, GigabitEthernet 1

　今度は、優先度が高いWAN１の回線であるポート１（GigabitEthernet 1）の経路情報だけになっています。
　では、ここで、WAN1のケーブルを切断しましょう。そして、あらためて経路情報を確認します。

O　192.168.4.0/24 [110/11] via 192.168.3.254, 00:06:51, GigabitEthernet 2

　すると、今度は、WAN2の回線であるポート2（GigabitEthernet 2）が有効になっていることが分かります。

６．RIPとOSPFの経路変更時間の違い

　RIPは，定期的な情報交換（レギュラーアップデート）として，30秒間隔で経路情報を交換し、実際に経路情報が変更されるには，さらに時間がかかります。先のルータが3台の構成で、インターフェースがダウンした際に、経路が切り替わるのに3分以上かかりました。一方のOSPFの場合、経路情報の交換は10秒ごとでして、RIPと同じ障害を起こした場合に、切り替わるまでの時間は10秒ちょっとでした。

（１）RIPの場合
６.RIPとOSPFの経路変更時間の違い_（１）RIPの場合