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◆OSPFとは(その2)

※動作確認は、YAMAHA RTX1000ルータで確認しています。コマンド、出力結果、動作は、機種、ファームウェアのバージョンで異なる場合があります。
 資格取得が就職、転職、派遣に有利なのは確かですが、「資格=即戦力」とは言えません。実機を操作して資格取得と同時に就職・転職・派遣後に求められるエンジニア(仕事・ジョブ・ワークの達人)としての即戦力を養いましょう。



◆OSPFとは(その2)

 ここでは、OSPFの経路学習のプロセスとOSPFルータの負荷を軽減させる仕組みであるDR・BDRについて、説明してゆきます。

◆OSPF(経路学習プロセス)

 OSPFがルータに設定されると、OSPFプロセスに参加している全てのインタフェースからHelloパケットが送信し、隣接ルータを検出し、ネイバーテーブルに登録します。

 隣接関係を形成したら、LSA(Link State Advertisement)というIPアドレスやサブネットマスク、メトリックなど、リンクの情報を隣接ルータにマルチキャストで送信します。

 OSPFルータは、このLSAを収集して自分のリンクステートデータベースに登録します。全てのLSAを学習し終わったら、ダイクストラ(Dijkstra)のSPF(Shortest Path First algorithm)を実行して各宛先ネットワークの最短パスを計算します。

 このSPFの計算の際には、コストという、「108/帯域幅」で求められる値が使われます。求めた最短パスは、ルーティングテーブルに登録されます。

帯域幅 コスト
56kbps 1785
T1(1.544Mbps) 64
10Mbps 10
100Mbps 1

 OSPFの学習プロセスが実行され、ルーティングテーブルが完成すると隣接関係を維持するために、マルチキャストアドレス「224.0.0.5」を使ってHelloパケットを送信するようになります。

このHelloパケットを送信する間隔は、ネットワークの種類によって違ってきます。

●ブロードキャストネットワーク

・デフォルトのHello間隔 ・・・ 10秒
・デフォルトのDead間隔 ・・・ 40秒

●NBMAネットワーク

・デフォルトのハロー間隔 ・・・ 30秒
・デフォルトのデッド間隔 ・・・ 120秒

 デフォルトでは、Dead間隔は、Hello間隔の値の4倍の値に設定されています。Dead間隔とは、OSPFFルータが停止していると見なす時間です。Helloパケットが4回受信されないと無効であると判断します。

 Hello間隔、Dead間隔の設定は、管理者が任意に設定することができますが、隣接ルータ間で一致していなければなりません。


◆OSPF(DR・BDRの選出)

 OSPFでは、ルーティング情報を共有するために、近接関係を結びます。この近接関係は、adjacency(アジャセンシ)と呼ばれます。自分が接続されているOSPFネットワーク上で、隣接関係が確立されると、リンクステート情報を交換します。

例えば、下の図のように5台のルータがある場合、10の隣接関係が必要になります。


n 台のルータがあれば、n×(n−1)÷2 の隣接関係が必要となります。

 と言うことは、10台ルータがあれば、10×(10-1)÷2=45の隣接関係が必要になることになります。これだと、ルータの数が増えれば増えるほど、よりたくさんの隣接関係が必要になってきます。

 隣接関係を確立して、全ての隣接ルータとリンクステート情報を交換すると、オーバーヘッドがすごいことになってしまいます。


DR、BDRの選出

そこで、OSPFでは、次の3種類のネットワークを自動的に認識し、DR、BDRを選出するようになっています。

※DR(designated router): 「代表ルータ」と呼ばれています。
※BDR(backup designated router: 「バックアップ代表ルータ」と呼ばれています。
※DROTHER : DR、BDRに選出されなかったルータです。

●ブロードキャストマルチアクセス: イーサネットなど
●ポイントツーポイントネットワーク: PPP、HDLC
●非ブロードキャスト マルチアクセス(NBMA): フレームリレーなど

 ブロードキャストマルチアクセス、非ブロードキャスト マルチアクセスでは、DR、BDRの選出を行い、ポイントツーポイントネットワークでは、DR、BDRの選出は、行われません。

 DRは、ブロードキャストセグメント内の全ての他のルータと隣接関係を結び、セグメント内の他のルータは、自分のリンクステート情報をDRに送信します。もし、DRに障害が起こったとしてもBDRがDRの役割を引き継ぐようになっています。

 DR、BDRを選出することによって、リンクステート情報の交換でのオーバーヘッドを減らし、帯域幅を節約するようになっています。

 ちなみにDR、BDRを選出することによって、5台のルータ環境では、DR、BDRは、下の図のように、LSAを受信するようになります


 イーサネットでは、DR、BDRが1つずつ選出されます。DR、BDRの選出される基準ですが、優先度(PRIORITY)とルータIDで決まるようになっています。


DRの選出ルール

選出ルールは、@→Aの順で決定されます。

@優先度が一番大きいルータから、DR、BDRの順に選出される。


PRIORITY=0〜255で、数値が大きいほど優先度が高くなります。値が0の場合はDRに選出されません。

A優先度が同じときは、ルータIDが大きいルータから、DR、BDRの順に選出される。

※YAMAHA RTルータでは、ループバックに振られているIPアドレスをルータIDとして使用する概念がありません。
※自信はありませんが、管理人は、そのように理解しています。

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