OSPFとは何ですか？

オープン・ショートエスト・パス・ファースト（OSPF）は、リンク状態アルゴリズムを用いて、ルーティングドメイン内のあらゆる宛先への最短経路を計算する内部ゲートウェイプロトコルです。各ルーターは、リンク状態情報を近隣ルーターにフラッディングし、同一のトポロジーマップを構築した上で、ループのない経路を選択するために、それぞれ独立して最短経路優先の計算を実行します。

主なポイント

• OSPFは、SPFアルゴリズムを用いて最短経路を計算するリンクステート型IGPです。
• OSPFv2はIPv4をルーティングし、OSPFv3はIPv6およびデュアルスタックネットワークをルーティングします。
• エリア – バックボーンエリア 0 に加え、スタンダード、スタブ、および NSSA – フラッディング範囲が制限される。
• 近隣ノードは、「hello」、データベースの同期、および完全隣接状態を経て処理が進みます。
• VOSは、認証、BFD、および再配布機能を備えたOSPFv2およびOSPFv3をサポートしています。

このページの内容： その重要性 ・ 仕組み ・ 種類 · OSPF およびVersa · よくある質問

OSPFはなぜ重要なのでしょうか？

OSPFは、自律システム（キャンパス、データセンター・ファブリック、あるいはSD-WAN支店のLAN側など）内のルーティングにおいて、主要な2つの内部ゲートウェイプロトコル（もう1つはIS-IS）の1つです。エリア内のすべてのルーターが同一のトポロジーマップを保持しているため、OSPFはリンク障害発生後、ディスタンスベクトル方式のような再計算を行うことなく、迅速に収束します。

また、これはオープンでベンダー中立な標準（RFC 2328）であるため、同じセグメント上の異なるベンダー製のデバイス間でも、OSPFは問題なく相互運用が可能です。そのエリア階層構造により、トポロジの変更情報が伝播する範囲が制限されます。これは、ネットワーク間のルーティング（BGPが担当）とは対照的に、ネットワーク内部でのルーティングにおけるデフォルトの選択肢となります。

OSPFとは何ですか？

OSPFルータは、自身のリンクを記述したリンク状態アドバタイズメント（LSA）を交換し、そのLSAをエリア内のすべてのルータにフラッド送信することで、すべてのルータで同一のリンク状態データベース（LSDB）を構築します。その後、各ルータはそのデータベースに対して最短経路優先の計算を行い、ループのない独自のルートテーブルを構築します。どのルータも他のルータのルートを信頼することはなく、検証可能な生のリンク状態の情報のみを信頼します。

その前に、ルーター同士はネイバー関係になる必要があります。ルーターはマルチキャストアドレス 224.0.0.5 へハローパケットを送信し、その関係を「Down」、「Init」、「2-Way」の状態を経て移行させます。ブロードキャストセグメント上では、ルーターは指定ルーター（DR）とバックアップ DR を選出し、これら 2 台とのみ完全な隣接関係を確立することで、フラッディングを「全対全」から「ハブ・アンド・スポーク」方式へと切り替えます。 ポイント・ツー・ポイントのリンクでは、選出プロセスを省略し、直接完全な隣接関係になります。

OSPFの種類

現在のアドレスファミリーに対応するバージョンは2つあります。OSPFv2（RFC 2328）はIPv4をルーティングします。OSPFv3（RFC 5340）はIPv6をルーティングし、後期の実装ではIPv4もルーティングします。デュアルスタックネットワークでは、OSPFv2とは別のインスタンスとして動作します。

エリアは、OSPFのスケーリングメカニズムです。バックボーンであるエリア0は必須であり、他のすべてのエリアはこれに接続する必要があります。標準エリアは、エリア間および外部のルート情報をすべて保持します。スタブエリアは外部ルートをブロックし、代わりにデフォルトルートに依存します。NSSAエリアは、その中間に位置するものです。エリア間トラフィックに関してはスタブエリアと同様ですが、限定された外部ルートをインポートおよび中継することは可能です。

ネットワークタイプはインターフェースごとに選択します。ブロードキャストではDR/BDRが選出されますが、ポイント・トゥ・ポイントでは選出が行われず、1つの完全な隣接関係が形成されます。これは、2台のルーターで構成されるセグメントに推奨されるタイプです。

OSPF &Versa

VOSでは、仮想ルーター内でOSPFv2およびOSPFv3をインスタンスとして実行しており、それぞれに固有のルーターID、エリア（スタンダード、NSSA、またはスタブ）、およびエリアごとのネットワークタイプ、優先度、認証設定が割り当てられています。 バックボーンへの直接接続を持たない非バックボーンエリアは、仮想リンクを介してエリア0に接続されます。これとは別に、OSPFv2のエリア0は「シャムリンク」をサポートしています。これは、バックボーンネットワーク上で伝送される論理的なエリア内リンクであり、これによりバックボーンを介して交換されるルートはエリア内ルートとして分類され、バックドア経路よりも優先されます。認証方式にはMD5、簡易パスワード、またはキーチェーンリストが使用され、BFDによってセッション障害がミリ秒単位で検出されます。

VOSでは、不要なDR/BDR選出を避けるため、2台のルーターで構成されるセグメントをポイント・トゥ・ポイントとして設定することを推奨します。SD-WANオーバーレイ内でOSPFとBGPの両方が動作している場合、VOSは再配布されたルートに対してOSPFの「Down」ビットとドメインVPNタグを設定し、PEルーターがすでに自身が発信したルートを再インポートしないようにします。内部OSPFルートは、外部ルートよりも管理距離が小さくなります（30対110）。 再配布に関する説明については『SD-WAN 設計ガイド』を、停止した隣接関係の診断については『OSPF 隣接関係のトラブルシューティング』を参照してください。

よくある質問

OSPFv2とOSPFv3の違いは何ですか？

OSPFv2はIPv4のルーティングを行い、RFC 2328で定義されています。OSPFv3は、同じリンク状態およびSPFの設計を拡張し、IPv6（および現在の実装ではIPv4も）をルーティングするために、独自のLSDBを持つ独立したプロトコルインスタンスとして、OSPFv2と並行して、あるいはOSPFv2の代わりに設定されます。

OSPFエリアとは何ですか？また、OSPFはなぜそれを使用するのですか？

エリアとは、同一のリンク状態データベースを共有するルーターとリンクの集合です。エリアは、トポロジ変更の伝播範囲を制限し、大規模ネットワークにおいてもSPFの計算やデータベースの管理を容易にします。すべてのエリアは、バックボーンであるエリア0に接続していなければなりません。

スタブエリアとNSSAの違いは何ですか？

スタブエリアは、外部から再配布された経路をブロックし、代わりにデフォルトルートに依存することで、リンクステートデータベースのサイズを縮小します。NSSAもエリア間のトラフィックに対しては同様に動作しますが、限定された外部経路をインポートし、それらをバックボーンへと転送することは可能です。

OSPFは、なぜブロードキャストネットワーク上で指定ルーターを選出するのですか？

マルチアクセスセグメントでは、すべてのルーターが他のすべてのルーターと完全な隣接関係を結ぶと、セグメント全体に冗長なリンク状態更新情報がフラッディングされてしまいます。DRとBDRを選出することで、残りのルーターはこれら2台とのみ完全な隣接関係を形成できるようになり、フラッディングがハブ・アンド・スポーク型に抑えられます。

なぜOSPFのネイバーは「Full」状態に達せず、スタックしてしまうのでしょうか？

一般的な原因としては、インターフェースでのOSPFが無効化されているかパッシブ状態になっていること、レイヤー2またはマルチキャストの到達可能性の問題、エリアID、ネットワークタイプ、サブネットマスク、ハロー/デッドタイマーの不一致、認証、あるいはMTUの不一致などが挙げられます。これらはいずれも、隣接関係を特定可能な特定の状態で停止させてしまいます。

OSPF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

OSPFについて読んでいるなら、次はこれらもぜひチェックしてみてください。