ループバックインターフェースとは何ですか？

ループバックインターフェースとは、ネットワークデバイス上の仮想インターフェースの一種であり、特定の物理ポートに紐づいていないため、物理リンクにどのような事態が発生しても動作状態を維持し続けます。エンジニアは、デバイス管理や、OSPFやBGPといった、決してダウンしないピアアドレスを必要とするルーティングプロトコルに対応するため、このインターフェースに安定したIPアドレスを割り当てます。

主なポイント

• ループバックインターフェースは、物理リンクやポートの状態にかかわらず、常にアクティブ状態を維持します。
• OSPF、BGP、および類似のルーティングプロトコルにおいて、安定したルーターIDとして使用されます。
• ルーティングインスタンスは1つしか持つことができず、そのマスクは常に/32（または/128）となります。
• VOSデバイスでは、ループバックインターフェースもHAデータプレーンの同期トラフィックを伝送します。
• ルーティングインスタンスごとに設定され、物理インターフェースとは独立しています。

このページの内容： その重要性 ・ 仕組み ・ 種類 · ループバックインターフェースとVersa · よくある質問

ループバックインターフェースはなぜ重要なのでしょうか？

物理インターフェースは、フラップしたり、接続が切断されたり、故障したりすることがあります。そして、その識別情報が単一の物理ポートに依存しているものはすべて、その脆弱性を引き継いでしまいます。 OSPFルータIDやBGPセッションの送信元アドレスが1つの物理リンクに紐付けられている場合、その特定のリンクが失われると、デバイスにネットワークへの他の正常な経路が残っていても、ルーティングセッションが切断されてしまう可能性があります。ループバックインターフェースはこの依存関係を解消します。ループバックインターフェースはソフトウェア上に存在し、どのポートにも有線接続されていないため、どの物理リンクがアクティブであるかにかかわらず、デバイス自体が稼働している限り、常に到達可能な状態を維持します。

その安定性は、管理の面でも同様に重要です。管理者は、特定のWANやLANポートではなく、ループバックアドレスを介してデバイスにアクセスするため、インターフェースの番号変更、リンクのフェイルオーバー、トポロジの変更があっても、管理パスは維持されます。高可用性設計においても、この点は重要です。ループバックアドレスがあれば、2台の冗長デバイス間で、その時点でたまたま稼働している物理リンクに依存することなく、状態を同期させるための一貫した論理的なエンドポイントを提供できるからです。

ループバックインターフェースとは何ですか？

ループバックインターフェースとは、ソフトウェアのみで構成される仮想のインターフェースであり、その背後に物理的なポート、ケーブル、トランシーバーは存在しません。このインターフェースにはIPアドレス（IPv4、IPv6、またはその両方）が割り当てられますが、ホストのサブネットではなくデバイス自体を識別するため、通常は単一のホストアドレス（IPv4の場合は/32、IPv6の場合は/128）としてマスクされます。 信号が途切れたり、管理上の理由で単独でダウンしたりするような物理的なハードウェアが存在しないため、ループバックインターフェースの動作状態は、デバイス自身のアップ／ダウン状態のみを追跡します。

ほとんどのネットワークオペレーティングシステムは、エンタープライズルーターやスイッチから、さらには 127.0.0.1 / ::1 すべての汎用オペレーティングシステムが自身のために確保しているループバックアドレス。ルーティング対応ネットワークデバイスでは、ルーティングインスタンス（仮想ルーティングおよび転送コンテキスト）は通常、1つのループバックインターフェースに限定されており、そのインスタンスに対して信頼性の高いアドレスを必要とするルーティングプロトコルや管理プロセスによって、このインターフェースが参照される。

ループバックインターフェースの種類

プロトコル（ルーターID）ループバックは、OSPFやBGPに安定したルーターIDを提供し、iBGPの場合は、特定の物理リンクに依存しないセッション送信元アドレスを提供します。これにより、ネイバーに到達するために使用される物理パスが変更されても、ルーティングは継続されます。管理ループバックは、SSH、SNMP、またはNETCONFアクセス用に単一の既知のアドレスを提供し、特定のインターフェースに縛られることなく、その時点で接続性のある任意の物理パスを介してアクセス可能です。データプレーン同期ループバックは、高可用性ペアで採用されます。ここでは、アクティブデバイスとスタンバイデバイスが、特定の物理リンクではなく、ループバックアドレスを持つ論理接続を介して状態を交換します。エニーキャストループバックは、ネットワーク上の複数のデバイスに同じループバックアドレスを設定し、ルーティングによってトラフィックをトポロジ的に最も近いインスタンスに配信するようにします。これは、耐障害性と負荷分散を目的として、サービスプロバイダーやコンテンツ配信ネットワークで一般的に採用されているパターンです。

ループバックインターフェース &Versa

VOSデバイスにおいて、ループバックインターフェースは一般的なルールに従います。つまり、ルーティングインスタンスごとに1つ、常にアップ状態であり、主にOSPFおよびBGPセッションが物理リンクの状態に左右されずに稼働し続けるために使用されます。Versa Concertoでは、オペレーターは「Tenant」ビューの [Configure] > [Network Interfaces] > [Loopback] からこれらを設定し、IPv4および/またはIPv6アドレスを指定して、そのインターフェースが属するルーティングインスタンスを選択します。また、オプションで、同じインターフェースをゲスト専用トラフィック用に指定することも可能です。 ループバックインターフェースは、「Miscellaneous parameters」画面からも作成可能です。この画面では、名前、IPアドレス、およびルーティングインスタンスを割り当てます。Versa によると、ループバックの送信元IPアドレスへのトラフィックを許可するには、新しいセキュリティルールが必要となります。

ループバックインターフェースは、VOS上でルーティングプロトコルをサポートするだけでなく、 ステートフル・インターシャーシ高可用性 この設計では、スタンバイデバイスは、ループバックIPインターフェースを介してアドレス指定された専用データ接続を介して、コントロールプレーンおよびデータプレーンの状態をアクティブデバイスと同期させます（例えば、 lo0)、同じルーティングインスタンス内のVNIインターフェースを経由してルーティングされます。HAを正しく設定するには、仮想ルーターのペアごとに1つのループバックインターフェースを作成し、それをルーティングインスタンスに関連付け、その到達性を監視するためのモニタープローブを追加する必要があります。

よくある質問

ループバックインターフェースと物理インターフェースの違いは何ですか？

ループバックインターフェースは仮想的なものであり（ケーブル、ポート、トランシーバーが存在しない）、失われる可能性のある物理的なリンク状態はありません。一方、物理インターフェースの動作状態は、ケーブル、相手側デバイス、およびハードウェア自体に依存しており、そのインターフェースが属するデバイスとは無関係な理由でダウンする可能性があります。

OSPF や BGP といったルーティングプロトコルは、なぜループバックインターフェースを使用するのでしょうか？

ループバックインターフェースは自発的にダウンすることはないため、OSPFには安定したルータIDが提供され、BGP（特にiBGP）には、個々の物理リンクの障害の影響を受けないセッションアドレスが提供されます。ピア間のいずれかの経路が存在する限り、セッションは継続して実行されます。

1つのルーティングインスタンスに、複数のループバックインターフェースを設定することは可能ですか？

いいえ。ルーティングインスタンスは、1つのループバックインターフェースしか持つことができません。これは、複数のアドレスからなるサブネットではなく、単一のホストアドレスを表すため、常に /32（IPv4）または /128（IPv6）のマスクでアドレス指定されます。設計上、複数の安定した仮想アドレスが必要な場合は、別のルーティングインスタンスが必要となります。

ループバックインターフェースでは、どのようなIPアドレスのマスクが使用されますか？

IPv4の/32マスクやIPv6の/128マスクは、いずれもアドレス範囲ではなく、まさに1つのアドレスを表します。これは、ループバックインターフェースが識別する対象、すなわちそのデバイス自体であり、その背後に複数のホストが存在するネットワークセグメントではないという点と一致しています。そのため、未使用のホストのためにアドレス空間が無駄になることはありません。

Versa は、ルーティングプロトコル以外でループバックインターフェースをどのように利用しているのでしょうか？

VOSデバイスは、OSPFおよびBGPに安定したアドレスを割り当てるだけでなく、ループバックインターフェースを、アクティブノードとスタンバイノード間のステートフル・インターシャーシHAデータプレーン同期のアドレス指定エンドポイントとして使用します。これは、Concerto内でルーティングインスタンスごとに設定され、その到達可能性を追跡するモニタープローブと併せて構成されます。

ループバックインターフェースの詳細

さらに詳しく知りたい場合は、私たちが信頼している情報源を以下にご紹介します。

関連用語

ループバックインターフェースについて調べているなら、次はこれらもぜひチェックしてみてください。