まず考え方を理解し、次のアクティビティで確認しましょう。
OSPFがルーティングテーブルを構築する仕組み
隣接関係、リンクステートアドバタイズメント、そして最短経路計算 - 各ルーターが何を学び、なぜそのすべてを学ぶ必要があるのかを学びます。
できるようになること
- 2台のルーターが出会ってから経路が現れるまでの3段階を説明する
- エリア内のすべてのルーターが何を保持し、それがなぜ同一なのかを説明する
- アダイアセンシーの状態を読み、それが健全かどうかを述べる
- インターフェースコストからOSPFがどの経路を選ぶかを予測する
この前に: スタティックルートを書け、スタティックルーティングがなぜスケールしなくなるかを説明できる必要があります - 「スタティックルートを書く」と「スタティックルーティングがスケールしなくなる理由」を参照。
重要な理由: OSPFは単一の組織内で最も出会う可能性が高いルーティングプロトコルであり、試験でも最も深く問われるものです。OSPFの障害のほとんどは、以下の流れの中の3つのどれかがうまくいっていないだけなので、その流れを知ることが診断のほとんどを占めます。
スタティックルートとは、1 つのルータに 1 つの事実を伝えることです。OSPF とは、すべてのルータが知っていることを他のすべてのルータに伝え、各ルータが独立して答えを出すことです。それはもっと手間がかかるように思えますが、実際はそうです。しかし、これはルータが行う作業であり、ネットワークが変更されるたびに自動的に繰り返されます。
「2 台のルータがケーブルで接続されている」状態から「ルートが表に表示される」状態になるには 3 つの段階があります。OSPF の問題のほとんどすべてが、これら 3 つの問題のうちの 1 つであるため、名前を挙げておく価値があります。
ステージ1-隣人を探す
OSPF 対応の各インターフェイスは、一定間隔で小さな hello パケットを送信します。2 台のルータがお互いの声を聞くと、音を比較します。複数の設定が一致すると隣同士になり、どちらかの設定が一致しなければ、見知らぬ人のままで、ルートの交換は一切行われません。
| セッティング | 異なる場合はどうなりますか |
|---|---|
| エリア番号 | ルータはお互いの hello メッセージを受信して拒否します |
| ハローとデッドのインターバル | 隣人が形成され、その後ドロップを繰り返す |
| リンクのサブネットとマスク | ハローも届かない |
| MTU | 隣接は ExStart に到達し、そこで停止します。 |
| 認証 (設定されている場合) | ハローは黙って破棄されます |
ステージ 2-マップの交換
隣接すると、2 つのルータはリンクステートアドバタイズメントを交換します。LSA は、「私はこのルーターであり、これだけの代償を払ってもこのネットワークに接続されている」というちょっとした事実の表れです。各ルーターは、それ以降に聞いた内容にあふれかえるので、数秒以内にそのエリア内のすべてのルーターが同じステートメントのコレクションを保持するようになります。
そのコレクションがリンクステートデータベースであり、これが OSPF のありのままの姿を作り出している理由です。つまり、エリア内のすべてのルータが同一のデータベースを保持しているのです。ルートのリストではなく、トポロジの説明です。データベースについて意見の相違がある 2 つのルーターは障害であり、最初に確認すべき点の 1 つです。
ステージ 3-計算を実行する
次に、各ルーターはそのデータベース上で最短経路アルゴリズムを実行し、自身をルートに配置して、すべての宛先への最も安価な方法を考え出します。結果はルーティングテーブルのエントリになります。すべてのルーターは同じデータベースから起動しますが、ルートは異なるため、ルーティングテーブルを比較しなくてもすべて一貫した回答が得られます。
「最短」とは
OSPF の指標はコストであり、コストはインターフェイスの帯域幅から導き出されます。つまり、リンクが速いほどコストが低くなります。パスのコストは、そのパスに沿った発信インターフェイスのコストの合計です。ホップカウントは考慮されません。ポイントは、高速リンク上の 2 ホップパスの方が、低速リンク上の 1 ホップパスに勝るということです。
2つの道、そしてなぜ長い方が勝つのか
本社から倉庫フロアへのトラフィックは、64の料金で専用線を直接経由するか、ショールームを経由してそれぞれ10の料金で2つのリンクを経由します。OSPF は、1 ホップではなく 2 ホップであっても、ショールームパス (合計コスト 20) を選択します。これはホップをカウントしているのではなく、コストの増加につながり、20 が 64 に勝っています。
オンにする
router ospf 1
router-id 10.30.0.1
network 10.30.0.0 0.0.0.3 area 0
network 10.30.10.0 0.0.0.255 area 0
各ネットワークステートメントは一度に 2 つのことを行い、それらを混同すると後で混乱を招きます。アドレスがその範囲内にあるすべてのインターフェイスで OSPF を有効にし、その範囲を他のエリアにアドバタイズします。どのネットワークステートメントとも一致しないインターフェイスは、どちらの方向でも OSPF には見えません。
エリア ZZ コード:0ZZ
シングルエリア設計では、すべてがバックボーンのエリア0に配置されます。大規模なネットワークでは、データベースが無制限に拡大するのを防ぐための領域が存在します。数十台以下のルーターでは、1 台を分割しても何も得られません。0 のエリアから始めて、データベースに問題が発生したらエリアを追加してください。
ステートを読む
show ip ospf neighbor
# Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
# 10.30.0.2 1 Full/DR 00:00:34 10.30.0.2 GigabitEthernet0/0
show ip route
# O 10.30.40.0/24 [110/74] via 10.30.0.2, GigabitEthernet0/0
| 状態 | 意味 |
|---|---|
| フル | ヘルシー。データベースは同期されています。 |
| ZZ コード 0ZZ ウェイ | 2 台の非指定ルータ間の共有セグメントでは正常。 |
| ExStart | ここでスタックしていると、ほとんどの場合、MTUが一致しません。 |
| 初期化 | ハローは片道のみ行きます。フィルタリングとアドレッシングを確認してください。 |
| ダウン | こんにちは全くありません。インターフェースとネットワークステートメントを確認してください。 |
形成された隣接関係と来なかったルート
ハルトは、新しい倉庫のリンクが1時間稼働していて、本社からフロアマシンにまだアクセスできないと報告しています。隣のテーブルには「Full」と表示されているので、リンクと隣接関係は問題ありません。ウェアハウスルーターには 10.30.40.0/24 をカバーするネットワークステートメントがないだけなので、フロアを誰にもアドバタイズしませんでした。ステージ 1 は成功しましたが、ステージ 2 には処理するものが何もありませんでした。
用語
- 隣接関係
- リンクステートアドバタイズメントが交換される 2 台の OSPF ルータ間の同期関係。
- LSA
- リンクステートアドバタイズメント。接続先と料金についての 1 台のルータのステートメント。
- リンクステートデータベース
- あるエリアについて収集されたLSA。そのエリアのすべてのルータで同じ。
- 費用
- OSPF のメトリック。インターフェイスの帯域幅から導き出され、パスに沿って合計されます。低い方が勝ちます。
- ルーター ID
- OSPFでルーターが認識している32ビットの識別子で、IPv4アドレスのように記述されています。
重要なポイント
- OSPF は「ネイバー」、「データベース」、「計算」の順になります。障害は 3 つのうちの 1 つに存在します。
- 隣接関係を形成するには、いくつかの設定を一致させる必要があります。通常、原因はエリアと MTU です。
- エリア内のすべてのルータには、トポロジを記述する同一のリンクステートデータベースがあります。
- コストは帯域幅から発生し、パスに沿って合計されるため、ホップ数が少なくても短くなるわけではありません。
- ネットワークステートメントは、インターフェイスで OSPF を有効にし、その範囲をアドバタイズします。
- 完全隣接関係は、近隣諸国が同意していることを証明するものであり、何もアドバタイズされていないことを証明するものです。
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