リンクステート型ルーティングプロトコル「OSPF」：CCENT／CCNA 試験対策 2015年版（20）

連載目次

　ネットワーク初心者がCCENT／CCNAを受験するために必要な知識を学ぶ本連載。前回は、シスコシステムズが発表しているCCENT試験内容の4.6「複数のルーティング手法とルーティング プロトコルの比較」の範囲から、ディスタンスベクター型のルーティングプロトコルの一つ「EIGRP」について説明しました。

　今回は、4.7「OSPF（シングル エリア）の設定と確認」の範囲から、リンクステート型のルーティングプロトコル「OSPF」（Open Shortest Path First）について説明します。

OSPFとは

　OSPFは、リンクステート型のルーティングプロトコルです。リンクステート型ルーティングプロトコルの特徴は、コンバージェンス（収束：ネットワークトポロジを把握した状態）までの時間が短いことです。ルーター間の回線の帯域幅を基準として、早い経路（帯域幅が太い経路）を最適経路とします。

OSPFの特徴

　OSPFには、下記の特徴があります。

OSPFの特徴

　次項目で詳しく解説していきます。

OSPFを理解するポイント

ダイクストラ（Dijkstra）のアルゴリズム

　OSPFは、「SPF（Shortest Path First）アルゴリズム」をコストの計算に使います。SPFアルゴリズムは、「ダイクストラ（Dijkstra）のアルゴリズム」とも呼ばれています。

　SPFアルゴリズムは、自身のルーターを「根」とする宛先への経路を「木構造（SPFツリー）」で管理するために使います。

　SPFツリーを生成する計算が複雑であるため、CPUやメモリなどのリソースを多く使用します。

コスト

　「コスト」は、OSPFのメトリック（ルーターが最適経路を選択する基準となる値）です。基準である「10の8乗（100Mbps）を帯域幅で割った答え」がコスト値です。宛先ネットワークまでの経路のコスト値を合計し、最小の合計値の経路が最適経路であると判断します。

　コスト値はOSPFに計算させることもできますが、手動設定もできます。

エリア

　OSPFでは、ルーティングアップデートを届ける範囲を「エリア」と呼びます。使用するエリアの個数に応じて「シングルエリアOSPF」「マルチエリアOSPF」と使い分けます。今回はシングルエリアOSPFを説明します。

　エリアは一つしかありません。シングルエリアOSPFの場合、エリアを区別する番号は「0」と決められています。エリア番号0のエリアは、特別に「バックボーンエリア」と名前が付けられています。OSPFはEIGRPとは違い、AS（Autonomous System）番号を使用することはありません。

プロセスID

　1台のルーターで複数のOSPFプロセスを動作させられます。このため、ルーターの中でどのOSPFであるかを特定するために、「プロセスID」という番号を使います。プロセスIDの範囲は「1〜65535」です。ただし、複数のOSPFプロセスを同一ルーターで稼働させることは現実的ではありません。

テーブル

　OSPFで使用するテーブルには、「ネイバーテーブル」「LSDB（トポロジテーブル」「ルーティングテーブル」があります。

　ネイバーテーブルは「隣接しているルーターの一覧」が保存されます。Helloパケットを交換できた隣接ルーターがネイバーテーブルに保存されます。

　LSDBには「トポロジ情報（ルーターの接続形態）」が保存されます。このトポロジ情報は、エリア内で共通の値となります。繰り返しですが、SPFツリーとは「LSDBを基に生成された自ルーターを根とした宛先ネットワークへのパスツリー（経路情報）」です。

　ルーティングテーブルには「最適経路」が保存されます。

LSUとLSA

　ネイバールーターからのLSR（Link State Request）に対し、「LSU（Link State Update）」を応答として返送します。LSUには複数の「LSA（Link State Advertisement）」が含まれます。

　一つ一つのLSAには、有効なインターフェースの情報として、「IPアドレス」や「コスト」「回線種別」などが含まれます。全てのネイバールーターとLSUを交換すると、SPFツリーが作成できます。

　LSUはEIGRPと同様に「VLSM（可変長サブネットマスク）」に対応しています。また、ネットワークトポロジの変更箇所だけをルーティングアップデートとしてアドバタイズ（広告）する「差分アップデート」に対応しています。

　OSPFは、本記事の内容以外にも「代表ルーター（DR：Designated Router）」「バックアップ代表ルーター（BDR：Backup Designated Router）」「ルーターID」「プライオリティ値」や、ルーター間の接続形態による「ネットワークタイプ」についても理解が必要です。これらについては、次回説明します。

演習問題

　次回は、今回に続き4.7「OSPF（シングル エリア）の設定と確認」の範囲から、「代表ルーター（DR：Designated Router）」「バックアップ代表ルーター（BDR：Backup Designated Router）」「ルーターID」「プライオリティ値」などを説明します。

筆者プロフィール　齋藤貴幸

ドヴァ　ICTソリューション統轄本部 デベロップメント＆オペレーショングループ 2部

情報系専門学校の教員を12年勤めた後に同社へ入社、エンジニアへ転向。沖縄県と首都圏を中心にネットワーク構築業務に携わる。また、シスコ・ネットワーキングアカデミー認定インストラクタートレーナーとして、アカデミー参加校のインストラクターを指導している。炭水化物をこよなく愛する男。