OSPFを理解する基本的なポイントと設定コマンドの使い方：CCENT／CCNA 試験対策 2015年版（21）

シスコの認定資格「CCENT／CCNA」のポイントを学ぶシリーズ。今回は、前回に引き続きOSPFを理解するポイントについて解説し、最後にコマンドによる設定方法を紹介します。

» 2015年08月20日 05時00分公開

　ネットワーク初心者がCCENT／CCNAを受験するために必要な知識を学ぶ本連載。前回は、シスコシステムズが発表しているCCENT試験内容の4.7「OSPF（シングルエリア）の設定と確認」の範囲から、リンクステート型のルーティングプロトコル「OSPF」（Open Shortest Path First）のダイクストラのアルゴリズム、エリア、プロセスIDなどについて説明しました。

　今回も引き続きOSPFについて、「ルーターID」「プライオリティ値」「代表ルーター（DR：Designated Router）」「バックアップ代表ルーター（BDR：Backup Designated Router）」「ネットワークタイプ」などを説明します。最後に、OSPFに関連する設定コマンドについて解説します。

OSPFv2

　なお、今回の記事内で「OSPF」と書いている箇所は全て、「OSPFv2」のことを指しています。

　OSPFv2はOSPFをより実用的にバージョンアップしたもので、IPv4を使用します。IPv6に対応した「OSPFv3」については、次回解説します。

OSPFを理解するポイント

　では、「OSPFを理解するポイント」を前回に引き続き解説します。前回掲載した「OSPFの特徴」を再掲しておきます。

OSPFの特徴（再掲）

ルーターID

　ルーターIDとは、「AS（Autonomous System：自律システム）」の中でOSPFを動作させているルーターの識別子となる番号です。ルーターIDは「ドット付き10進表記」で表現します。「10.10.10.1」や「5.6.7.8」のようなIPv4アドレスと同じ形式です。また、他のルーターと重複させてはいけません。

　ルーターIDは、IPv6でもドット付き10進表記です。IPv4でもIPv6でも、OSPFのルーターIDは「10.10.10.10」で表現するということです。

　ルーターIDは後述の「DR（代表ルーター）／BDR（バックアップ代表ルーター）の選出」にも使われます。なお、CCENT／CCNAよりも上位レベルの資格であるCCNP（Cisco Certified Network Professional）の試験範囲なので本稿では詳しくは説明しませんが、マルチエリアOSPFの環境で使用するバーチャルリンクという機能でも、ルーターIDを設定に使用します。

　ルーターIDの設定方法は、下記の三種類です。ループバックインターフェースについては記事「IPルーティング入門（最終回）：OSPFネットワークの確立と運用上の注意点」を参照してください。

ルーターIDの設定方法

　1.については、後述「OSPFの設定コマンド」の（5）を、ループバックインターフェースの設定については、後述「OSPFの設定コマンド」の（1）を参照してください。

プライオリティ値

　プライオリティ値はOSPFルーターのランク付けに使用する値で、「0」～「255」の範囲で任意に設定できます。初期値は「1」です。値が大きいほど「ランクが高い＝優先度が高い」と判断します。

　プライオリティ値は、ルーター全体で一つの値を設定するのではなく、インターフェースごとに個別の値を設定します。後述のDR／BDRの選定条件として使用します。OSPFプライオリティ値を「0」にするとDR／BDRの選出対象から除外され、DR／BDRになりません。

　プライオリティ値の設定コマンドについては、後述「OSPFの設定コマンド」の（2）を参照してください。

代表ルーター（DR：Designated Router）とバックアップ代表ルーター（BDR：Backup Designated Router）

　OSPFでは、全てのルーター間でルーティングアップデートを交換するとは限らず、特定のOSPFルーターのみがアップデートを受信します。

　ルーティングアップデート（経路の更新情報。後述）を受信するルーターを「代表ルーター（DR）」「バックアップ代表ルーター（BDR）」と呼びます。OSPFプライオリティ値が最大のルーターがDR、2番目に大きな値を持つルーターがBDRです。DR／BDRの役割を担っていないその他のOSPFルーターは「DROTHER」と呼ばれます。

　シリアルケーブルを使用して1対1で接続している場合は、DR／BDRの選出は行われません。この場合、ルーティングアップデートは相手のOSPFルーターにそのまま送信されます。

DR／BDRの選出基準

　DR／BDRの選出基準は二つあります。一つ目の基準は「OSPFプライオリティ値」です。プライオリティ値が大きい方を優先します。プライオリティ値が同じ場合は「ルーターID」を判定基準として使い、ルーターIDの値が大きい方をプライオリティが高いと判断します。

　以下は、DR／BDRの選出基準をまとめたものです。

DR／BDRの選出基準

参考記事

OSPFネットワークの確立と運用上の注意点～「DR」と「BDR」とは？

リンクステートルーティング（OSPF）の設定と確認～DR（Designated Router）／BDR（Backup Designated Router）

ルーティングアップデート

　イーサネットのような「1対多」のトポロジ環境では、全てのOSPFルーターは自分以外の全OSPFルーターではなく、DR／BDRとなっているOSPFルーターとだけネイバー関係（近接関係）を結びます。

　ルーティングアップデートは、DR／BDRとなっているOSPFルーターにだけマルチキャストアドレス（グループ宛てのアドレス）を宛先としたパケットを送ります。宛先アドレスは「224.0.0.6」、宛先は「DR／BDRであるOSPFルーター」です。

　ルーティングアップデートを受信したDRは、自身以外の全てのOSPFルーターへアップデートを転送します。このとき使用する宛先アドレスもマルチキャストアドレスですが、値が異なります。DRがアップデートを送信する際に使用する宛先マルチキャストアドレスは「224.0.0.5」で、全てのOSPFルーターを表します。

　DRからルーティングアップデートを受信したそれぞれのOSPFルーターは、「LSDB（リンクステートデータベース）」を更新します。

　BDRは、ルーティングアップデートの発信者であるOSPFルーターからと、DRから、二つのルーティングアップデートを受信します。一つしかアップデートを受信しなかった場合は、受信した宛先マルチキャストアドレスの値が「224.0.0.6」だったら、DRが消失したと判断してDRへ昇格します。

224.0.0.6のみ受信＝＞DROTHERからの受信。LSDBを更新し、DRへ昇格する
224.0.0.5のみ受信＝＞DRからのアップデート。LSDBを更新するが、DRへの昇格はなし

参考記事

大規模で複雑なネットワークでの運用に堪えるOSPF～リンクステート・データベース（LSDB）

ネットワークタイプ

　ネットワークタイプは、OSPFを動作させるルーターがどのように接続されているか、トポロジの種類を示す語句です。レイヤー2の接続状態で判別します。

　ネットワークタイプは、1対1で接続する「ポイントツーポイント」、イーサネットのような1対多の「ブロードキャスト」、フレームリレーというWANサービスの環境下で判別される「NBMA（Non Broadcast Multi Access）」の3種類です。

　ネットワークタイプにより、DR／BDRの選出を行うのか／行わないのか、が変わります。また、NBMAネットワークはマルチキャストパケットを相手に送れず、ユニキャストパケットのみで通信します。この制限があるため、NBMAネットワークでは手動でOSPFネイバーを指定します。

ネットワークタイプと特徴

参考記事

フレームリレーの基本を学習する

OSPFの設定コマンド

　最後に、OSPFに関連する設定コマンドを紹介します。トポロジ図とともにR1、R2の設定を見ましょう。

トポロジ図（クリックすると拡大画像を表示します。以降同様）

設定コマンド

　下記は、コマンドの（1）～（6）の役割です


.	コマンドの役割
（1）	ループバックインターフェースの宣言。ルーターIDとしても使用する（コマンド（5）参照）
（2）	OSPFプライオリティ値の設定。インターフェースごとに個別に設定する
（3）	OSPFの「コスト」（前回記事参照）の手動設定。帯域幅から計算させない
（4）	OSPFそのものの宣言。末尾の「1」が「プロセスID」（前回記事参照）
（5）	ルーターIDの手動設定。未設定時はループバックインターフェースのIPアドレスを流用する（コマンド（1）参照）
（6）	アドバタイズするネットワークの宣言。「area」の後ろの「0」が「エリア」（前回記事参照）の番号。ネットワークアドレスの後に半角スペースを挟んで存在する「0.0.0.255」はワイルドカードマスク（連載第19回参照）

　手動設定用の「router-id」「ip ospf priority」「ip ospf cost」コマンドなどの入力は任意です。管理者として手動設定することができますし、ルーターに計算を任せることもできます。上記のコマンド例では全て設定していますが、三つとも未設定でもOSPFは動きます。

演習問題

Q1.　DRが消失したときにBDRがDRへ昇格するが、空いたBDRのポストはどうなるのか？

A1.　DROTHERのOSPFルーターからBDRが選出される。

フキダシ内をクリックすると答えを表示します（表示後ページをリロードすると、再び非表示になります）

Q2.　OSPFでデフォルトルートを伝搬するには、どうすれば良いか？

A2.　デフォルトルートそのものの設定と、それをOSPFで伝搬する設定の、二段階の設定が必要である。

(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Gi0/0
　　　　　　　　　・・・・デフォルトルートの設定
(config)# router ospf 1
　　　　　　　　　・・・・OSPFの宣言
(config-router)# default-information originate [ always ]
　　　　　　　　　・・・・デフォルトルートを伝搬する設定

　自身でデフォルトルートを設定している場合は、default-informationコマンドのalwaysオプションは不要。

フキダシ内をクリックすると答えを表示します（表示後ページをリロードすると、再び非表示になります）

Q3.　「192.168.4.0/24」「192.168.5.0/24」の2つのネットワークを、1行のOSPF networkコマンドで処理したい。ワイルドカードマスクをどのように設定すれば良いか。

ア 0.0.0.255　／　イ 0.0.1.255　／　ウ 255.255.254.0　／　エ 255.255.255.0

A3.　「イ」の「0.0.1.255」が正解。

　ワイルドカードマスクなので、サブネットマスクを表している「ウ」と「エ」は正解ではない。

　「ア」の「0.0.0.255」もワイルドカードマスクではあるが、チェック対象としないビット（値が1のビット）が25～32ビット目のみである。

　「192.168.4.0/24」「192.168.5.0/24」の2つのネットワークを1行で処理するには、ワイルドカードマスクの24ビット目も「チェックしないビット」、つまりワイルドカードマスクの値を「1」とする必要がある。

　よって、上記の2つのネットワークをまとめるためのワイルドカードマスクは「イ」しかない。

フキダシ内をクリックすると答えを表示します（表示後ページをリロードすると、再び非表示になります）