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Open Shortest Path First (OSPF) とは何ですか?

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主なポイント

OSPFは典型的なリンクステート型ルーティングプロトコルであり、通常は同一のルーティングドメイン内で使用されます。

OSPFとは何ですか?

OSPFは典型的なリンクステート型ルーティングプロトコルであり、通常は同一のルーティングドメイン内で使用されます。ここでいうルーティングドメインとは、自律システム(AS)を指し、統一されたルーティングポリシーまたはプロトコルを介してルーティング情報を相互に交換するネットワーク群のことです。このAS内では、すべてのOSPFルータが、このASの構造を記述する同一のデータベースを保持し、ルーティングドメイン内の対応するリンクの状態情報を格納します。OSPFルータは、このデータベースに基づいてOSPFルーティングテーブルを計算します。

リンクステートルーティングプロトコルであるOSPFは、リンクステートマルチキャストデータLSA(リンクステートアドバタイズメント)を特定のエリア内のすべてのルータに送信します。これは、距離ベクトルルーティングプロトコルとは異なります。距離ベクトルルーティングプロトコルを実行するルータは、ルーティングテーブルの一部または全部をネイバーに渡します。

情報交換のセキュリティに関して、OSPF は、信頼できるルータのみがルーティング情報を配信できるように、ルータ間の情報交換は必要に応じて認証できると規定しています。OSPF はさまざまな認証メカニズムをサポートしており、異なるエリアで異なる認証メカニズムを採用できます。ブロードキャスト ネットワーク (イーサネットなど) における OSPF リンク ステート アルゴリズムの適用は、リンク ステート メッセージを配信するためにハードウェア ブロードキャスト機能を最大限に活用するように最適化されています。通常、リンク ステート アルゴリズムのトポロジ図のノードはルータを表します。k 台のルータすべてがイーサネットに接続されている場合、リンク ステートがブロードキャストされると、これらの k 台のルータに関するメッセージの数は k の二乗に達します。そのため、OSPF では、トポロジ図でノードがブロードキャスト ネットワークを表すことができます。各ブロードキャスト ネットワーク内のすべてのルータは、リンク ステート メッセージを送信して、ネットワーク内のルータのリンク ステートを報告します。

 

動作原理

簡単に言うと、OSPFとは、隣接する2つのルータがメッセージを送信することでネイバーとなり、その後、ネイバー同士がリンク状態情報を送受信して隣接関係を確立する仕組みです。その後、各ルータは最短経路アルゴリズムに従って経路を計算し、OSPFルーティングテーブルに格納します。他の経路と比較して、OSPF経路はグローバルルーティングテーブルに追加されるのが望ましいです。このプロセス全体は、5種類のメッセージ、3つのステージ、4つのテーブルを使用します。

5種類のメッセージ

こんにちはメッセージ:近隣住民との関係を築き、維持しましょう。

DBDメッセージ:リンク状態ヘッダー情報を送信します。

LSRメッセージ:DBDから取得した必要なリンク状態ヘッダー情報をネイバーに送信し、完全な情報を要求します。

LSUメッセージ:LSRリクエストのヘッダー情報に対応する完全な情報を近隣ノードに送信する。

LSACK:LSUからのメッセージを受け取ったら、内容を確認してください。

3つの段階

近隣ノードの発見:Helloメッセージを送信することで、近隣ノードとの関係が確立されます。

経路通知:近隣ノードはリンク状態情報を送信して隣接関係を確立します。

計算:最短経路アルゴリズムに従ってルーティングテーブルを計算します。

テーブル4つ

ネイバーテーブル:主にネイバー関係を形成するルーターを記録します。

リンク状態データベース:リンク状態情報を記録します。

ルーティングテーブル:リンク状態データベースから取得。

グローバルルーティングテーブル:OSPFルーティングと他のルーティングを比較します。

 

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