OSPF / Open Shortest Path First

■ OSPF。Open Shortest Path First。 

  中規模サイト向きのIGP。ルーティングプロトコル。
  IETFがRIPの後継として開発した。
  最新版であるバージョン2はRFC2328で規定されている。 

  OSPFは、リンクステートアルゴリズムにより、
  ネットワーク全体のトポロジを精密に管理して、
  AS内部を迅速にルーティングする。
  また、ルーティングメトリックにはコスト(帯域幅の逆数)を使用する。

  OSPFは、IP上で動作するトランスポート層プロトコルである。
  ルーティング情報の交換には、プロトコル番号は89を使って、
  直接IPパケットにカプセル化される。
  クラスレスに対応している。

■ OSPFのメッセージフォーマット。

  

■ LSA。Link State Advertisement。

  OSPFは、LSAという情報を元にして、
  ルーティングテーブルを作成するプロトコルである。

  このLSAには、ルータLSAとネットワークLSAがある。

  (1) ルータLSA。
      ルータを識別する機能を持ち、
      ルータに接続されたすべてのネットワークのリストを持ったもの。

  (2) ネットワークLSA。
      ネットワークに接続されたすべてのルータのリストを持ったもの。

■ 代表ルータ。

  OSPFを適用するネットワークでは、
  そのセグメントで最初に起動したルータが、
  基本的に代表ルータに選定される。

  その後、ネットワークに接続された各ルータは、
  代表ルータに対してルータLSAを送信する。
  こうして代表ルータは、
  そのネットワークに関する全てのネットワーク情報を持つことができる。

  さらに代表ルータは、そのネットワークを代表して、ネットワークLSAを作成する。
  代表ルータは、全体のLSAを各ルータに配布する。
  各ルータは、この情報に基づき、実際のルーティングテーブルを作成する。

■ エリアという概念。

  OSPFは大規模ネットワークにも適用できると言われる。

  OSPFでは、
  ネットワークをエリアという小さい単位(LSAを配布する1つの単位)に分割し、
  エリア間をバックボーンで結ぶことによって、
  階層化したルーティングを実現できる。

  OSPFでは、エリア内でトポロジを管理して、データベースを更新するので、
  エリアが大きくなれば、データベースの取扱いでCPUとメモリを消費する。
  1つのエリアに設置するルータの台数は数十台というのが目安になる。

■ コスト。Cost。

  OSPFでは、メトリックとして、コストという概念を使用する。 

  OSPFでは、回線の速度等をコストという概念に換算し、
  送信元からあて先までのコストの合計が最小になるような、
  中継先のルータを選択する。

  回線速度をコストに換算する方法としては、
  通常、10の8乗をルータのインターフェース速度で割った値を用いる。
  すなわち、コスト= 10の8乗/ルータのIF速度 となる。

■ HELLOパケット。

  近接ルータを検出し、その接続状態を確認するために用いられる。
  OSPFでは、10秒ごとにHELLOパケットをマルチキャストで送り、
  40秒無応答なら故障と判断する。

  このHELLOパケットは、ルータのインターフェースを介して、
  すべてのOSPFルータにマルチキャストされる。
  あて先IPアドレスにマルチキャストアドレスの
  “224.0.0.5”(すべてのOSPFルータ)を使用する。

■ その他。

  各ルータが持つコスト情報は1箇所に集め、
  LSD（リンクステートデータベース）を作成、
  同じエリアに所属する全ルータに配布する。 
  これを元に各ルータが経路テーブルを作成する。
  経路情報の配信には、IPマルチキャストパケットを使う。

  OSPFは起動すると、
  自身と隣接するすべてのルータとの間で自動的にネイバーの関係となり、
  リンクステートを交換する。
  また、30分ごとにすべてのリンクステートを再収集(リフレッシュ)し、
  最新のネットワークの全体像を正確に把握する。

  OSPFは、インクリメンタルアップデート方式で、
  変化した経路情報があれば、
  こけを更新すべきアップデート情報として伝達する。
  受信したルータは、これをトポロジーの変化としてデータベースに反映したあと、
  経路情報を再計算する。

■ RIPとOSPFのケーススタディ。

  

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  (2) OSPF

  OSPFは、日本国内で最もポピュラーなIGP
  スケーラビリティが高く、大規模なネットワークでの使用に適するが
  比較的高価なルータにしか実装できない
  なお、海外で最もポピュラーなのは、IS-IS（アイエスアイエス）である

  RFC2328に規定されており、以下の3つのバージョンがある
  OSPFv1 ―― ほとんどテスト用
  OSPFv2 ―― 現用、実質的な使えるプロトコル
  OSPFv3 ―― IPv6に対応したもの

  制御パラメータには「Cost（コスト）」を使用する

以上。

2004/03/24 pm