Cisco Support Community Expert Series Webcast OSPF の ......CCIE Prep1 for CCIE R&S v5...

鈴木剛 (Suzuki Tsuyoshi)

グローバルナレッジネットワーク（株), Cisco 認定インストラクター

2016/12/20

- CCIE チャレンジャーの必須知識 -

OSPF の LSA タイプとネットワークタイプ

Cisco Support Community Expert Series Webcast

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鈴木剛 (Suzuki Tsuyoshi)

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OSPF の LSA タイプとネットワークタイプCisco Support Community Expert Series Webcast

鈴木剛 (Suzuki Tsuyoshi)グローバルナレッジネットワーク（株）, Cisco 認定インストラクター

2016/12/20

1. OSPFの基本

2. LSAタイプ

3. OSPFネットワークタイプ

アジェンダ

投票質問 1

このセミナーのテーマであるOSPFのLSAやネットワークタイプについて、どの程度知識がありますか？

a. OSPFそのものを初めて学習する

b. CCNAでOSPFを学習したが、これらの内容はほとんど知らない

c. CCNPまたは別の機会で学習したが、正直言ってあまりよく分からない

d. これらの内容は概ね理解している

e. 上記のどれにもあてはまらない

1.OSPFの基本

OSPFによるルーティングテーブルの作成（1/2）

ルーティングテーブル5

・ループは発生しない（ループフリー）・VLSMが可能

1 2

SPFアルゴリズム

3

SPFツリー

LSAの交換

OSPFルート

4宛先ネットワークネクストホップメトリック

LSDB

OSPFエリア

LSA

OSPFによるルーティングテーブルの作成（2/2）

① OSPFネイバーを形成したら、ネットワークやインターフェースの情報であるLSA（Link State Advertisement）をルータ間で交換する

② 全ルータのLSAをLSDB（Link State Database）に格納し、それぞれのルータがネットワークトポロジを再現する

③ トポロジ上の全てのネットワークに対して最適経路を判断するため、SPFアルゴリズムを実行する

④ SPFアルゴリズムの結果からSPFツリーを構成する

⑤ 全てのネットワークに対する情報を、ルーティングテーブルに載せる

③のSPFアルゴリズムの実行はルータに負荷がかかるため、実行頻度やLSDBを小さくする必要がある→エリアの概念を導入

OSPFエリアエリアを分割することで、LSDBのサイズを小さくすることができる

自分が所属するエリアについては、詳細なトポロジ情報を作成する

他のエリアについては、トポロジ情報ではなく、トポロジを要約したネットワーク情報（例：192.168.1.0/24）を持つ

バックボーンはエリア0

その他のエリアは、エリア0に直接接続すること

サイズの小さいLSDB

エリア0

エリア境界ルータ(ABR)

エリア１エリア2

エリア3

2.LSAタイプ

LSAタイプの必要性（イメージ）

日暮里

新宿

荻窪成田空港

ホノルル空港

ヒルトンホテル

荻窪からハワイのヒルトンホテルへ行く時、出発地点となる荻窪からは出発時間や乗り換え情報など詳しく調べるが、ハワイに着いた後のことはアバウトに考えているかも

LSAタイプの必要性

R1

R6

R2

R3

R4

R5

OSPF area 0

OSPF area 1 EIGRP

同じエリア内に存在するルータ同士は、ルータID、メトリック、ア

ドレスなどの情報が必要

エリアをまたぐ場合はネットワークの要約情報のみ交換

他のプロトコルも含める場合は、外部アドレス情報の概要と、境界ルータ（ASBR=R4）の情報が必要

トポロジ

R1

R2

R3

R4

R5

OSPF area 0

OSPF area 1 EIGRP AS20G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

20.1.45.0/24

各ルータのルータIDは、N.N.N.Nとする

例：R1のルータIDは1.1.1.1

各ルータのIPアドレス第4オクテットは、ルータ番号とする

例：R1のG0/0のIPアドレスは10.1.12.1/24

同一エリア内（LSAタイプ1とタイプ2）

R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

LSAタイプ1

ルータLSA（Router LSA）とも呼ぶ

エリア内の全OSPFルータが生成する

含まれる情報は、生成者のルータID、各インターフェースのアドレスやメトリックに関する情報

LSAタイプ2

ネットワークLSA（Network LSA）とも呼ぶ

DRが生成する

含まれる情報は、そのリンクのサブネットマスク、そのリンクに接続されるルータIDの一覧

同一エリア内（LSAタイプ1とタイプ2）

R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

LSAタイプ1

ルータLSA（Router LSA）とも呼ぶ

エリア内の全OSPFルータが生成する

含まれる情報は、生成者のルータID、各インターフェースのアドレスやメトリックに関する情報

LSAタイプ2

ネットワークLSA（Network LSA）とも呼ぶ

DRが生成する

含まれる情報は、そのリンクのサブネットマスク、そのリンクに接続されるルータIDの一覧

R1は、LSAタイプ1とタイプ2は、それぞれ何個持っているでしょうか？R1のLSDBを確認してみましょう！

R1のLSDB

R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

R1#show ip ospf database

OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

Router Link States (Area 0)

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count

1.1.1.1 1.1.1.1 606 0x8000000C 0x007D71 1

2.2.2.2 2.2.2.2 565 0x8000000D 0x001E6D 2

3.3.3.3 3.3.3.3 941 0x8000000B 0x0003C2 1

Net Link States (Area 0)

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum

10.1.12.2 2.2.2.2 565 0x8000000A 0x00A063

10.1.23.3 3.3.3.3 941 0x8000000A 0x005398

Summary Net Link States (Area 0)

（以降、別のLSAタイプのため省略）

R1のLSDB

R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24




Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count

1.1.1.1 1.1.1.1 606 0x8000000C 0x007D71 1

2.2.2.2 2.2.2.2 565 0x8000000D 0x001E6D 2

3.3.3.3 3.3.3.3 941 0x8000000B 0x0003C2 1



10.1.12.2 2.2.2.2 565 0x8000000A 0x00A063

10.1.23.3 3.3.3.3 941 0x8000000A 0x005398


（以降、別のLSAタイプのため省略）

LSAタイプ1

3つ

LSAタイプ2

2つ

R1のLSDB（R2が生成したLSAタイプ1）

R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

R1#show ip ospf database router 2.2.2.2



LS age: 599

Options: (No TOS-capability, DC)

LS Type: Router Links

Link State ID: 2.2.2.2

Advertising Router: 2.2.2.2

LS Seq Number: 80000010

Checksum: 0x1870

Length: 48

Number of Links: 2

Link connected to: a Transit Network

(Link ID) Designated Router address: 10.1.12.2

(Link Data) Router Interface address: 10.1.12.2

Number of MTID metrics: 0

TOS 0 Metrics: 1





TOS 0 Metrics: 1


R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

R1#show ip ospf database router 2.2.2.2



LS age: 599


LS Type: Router Links

Link State ID: 2.2.2.2



Checksum: 0x1870

Length: 48

Number of Links: 2





TOS 0 Metrics: 1





TOS 0 Metrics: 1

・LSAのタイプは1・LSAの名前は2.2.2.2・このLSAをアドバタイズしたのは2.2.2.2というルータ

・このリンクのDRは10.1.12.2

・このインターフェースのIPアドレスは10.1.12.2・メトリックは1

実際にはR2のG0/0の情報→

実際にはR2のG0/1の情報→


R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

R1#show ip ospf database network 10.1.12.2



Routing Bit Set on this LSA in topology Base with MTID 0

LS age: 695


LS Type: Network Links

Link State ID: 10.1.12.2 (address of Designated Router)



Checksum: 0x926A

Length: 32

Network Mask: /24

Attached Router: 2.2.2.2



R1

R2

R3

OSPF area 0

G0/0

G0/0 G0/1

G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

・LSAの名前は10.1.12.2で、これは対象セグメントのDRのアドレスである・このLSAをアドバタイズしたのは2.2.2.2というルータ

・このセグメントのマスクは/24

・このセグメントに接続しているルータは、1.1.1.1と2.2.2.2

R1#show ip ospf database network 10.1.12.2




LS age: 695


LS Type: Network Links

Link State ID: 10.1.12.2 (address of Designated Router)



Checksum: 0x926A

Length: 32

Network Mask: /24



マルチエリア（LSAタイプ3）

LSAタイプ3

サマリーLSA（Summary LSA）とも呼ぶ

ABRが生成する

含まれる情報は、ネットワークアドレス、メトリック

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

R1のLSDB



（タイプ1は省略）



10.1.12.2 2.2.2.2 1339 0x8000000E 0x009867

10.1.23.3 3.3.3.3 1706 0x8000000E 0x004B9C



10.1.34.0 3.3.3.3 1706 0x8000000E 0x0019DC

（以降省略）

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

R1のLSDB



（タイプ1は省略）



10.1.12.2 2.2.2.2 1339 0x8000000E 0x009867

10.1.23.3 3.3.3.3 1706 0x8000000E 0x004B9C



10.1.34.0 3.3.3.3 1706 0x8000000E 0x0019DC

（以降省略）

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

LSAタイプ3

R1のLSDB（R3の生成したLSAタイプ3）

R1#show ip ospf database summary 10.1.34.0




LS age: 1473

Options: (No TOS-capability, DC, Upward)

LS Type: Summary Links(Network)

Link State ID: 10.1.34.0 (summary Network Number)


LS Seq Number: 8000000F

Checksum: 0x17DD

Length: 28

Network Mask: /24

MTID: 0 Metric: 1

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24


R1#show ip ospf database summary 10.1.34.0




LS age: 1473


LS Type: Summary Links(Network)

Link State ID: 10.1.34.0 (summary Network Number)


LS Seq Number: 8000000F

Checksum: 0x17DD

Length: 28

Network Mask: /24

MTID: 0 Metric: 1

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

・LSAの名前は10.1.34.0で、これがネットワークアドレスである・このLSAをアドバタイズしたのは3.3.3.3というルータ・マスク長は/24・メトリックは1

マルチドメイン（LSAタイプ4とタイプ5）

LSAタイプ5

外部LSA（AS External LSA）とも呼ぶ

ASBRが生成する

含まれる情報は、外部ネットワークアドレス、メトリック、メトリックタイプ

R1

R2

R3

R4 R5

OSPF area 0


G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0 G0/1 G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/2420.1.45.0/24

マルチドメイン（LSAタイプ4とタイプ5）

LSAタイプ5

外部LSA（AS External LSA）とも呼ぶ

ASBRが生成する

含まれる情報は、外部ネットワークアドレス、メトリック、メトリックタイプ

R1

R2

R3

R4 R5

OSPF area 0


G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0 G0/1 G0/1

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/2420.1.45.0/24

LSAタイプ4

ASBRサマリーLSA（ASBR Summary LSA）とも呼ぶ

（ASBRが所属するエリアの）ABRが生成する

含まれる情報は、ASBRのルータID、そのABRからASBRまでのコスト

R1のLSDB



（タイプ1-3は省略）

Summary ASB Link States (Area 0)


4.4.4.4 3.3.3.3 353 0x80000013 0x004EBE

Type-5 AS External Link States

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Tag

20.1.45.0 4.4.4.4 165 0x8000000C 0x0057EB 0

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

R1のLSDB

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24



（タイプ1-3は省略）



4.4.4.4 3.3.3.3 353 0x80000013 0x004EBE


Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Tag

20.1.45.0 4.4.4.4 165 0x8000000C 0x0057EB 0

LSAタイプ5

LSAタイプ4


R1#show ip ospf database asbr-summary 4.4.4.4




LS age: 1085


LS Type: Summary Links(AS Boundary Router)

Link State ID: 4.4.4.4 (AS Boundary Router address)



Checksum: 0x4EBE

Length: 28

Network Mask: /0

MTID: 0 Metric: 1

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24


R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

・LSAの名前は4.4.4.4で、これがASBRのルータIDである・このLSAをアドバタイズしたのは3.3.3.3というルータ

・タイプ4をアドバタイズしたABR（3.3.3.3）から、ASBR（4.4.4.4）までのメトリックは1

R1#show ip ospf database asbr-summary 4.4.4.4




LS age: 1085


LS Type: Summary Links(AS Boundary Router)

Link State ID: 4.4.4.4 (AS Boundary Router address)



Checksum: 0x4EBE

Length: 28

Network Mask: /0

MTID: 0 Metric: 1


R1#show ip ospf database external 20.1.45.0




LS age: 1056


LS Type: AS External Link

Link State ID: 20.1.45.0 (External Network Number )


LS Seq Number: 8000000C

Checksum: 0x57EB

Length: 36

Network Mask: /24

Metric Type: 2 (Larger than any link state path)

MTID: 0

Metric: 20

Forward Address: 0.0.0.0

External Route Tag: 0

R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24


R1

R2

R3

R4

OSPF area 0

OSPF area 1G0/0

G0/0 G0/1

G0/1G0/0 G0/0

10.1.12.0/2410.1.23.0/24

10.1.34.0/24

・LSAの名前は20.1.45.0で、これが

外部ネットワークのアドレスである・このLSAをアドバタイズしたのは4.4.4.4というルータ・マスクは/24・メトリックタイプは2（O E2）

R1#show ip ospf database external 20.1.45.0




LS age: 1056


LS Type: AS External Link

Link State ID: 20.1.45.0 (External Network Number )


LS Seq Number: 8000000C

Checksum: 0x57EB

Length: 36

Network Mask: /24

Metric Type: 2 (Larger than any link state path)

MTID: 0

Metric: 20

Forward Address: 0.0.0.0

External Route Tag: 0

LSAタイプまとめ

3.OSPFネットワークタイプ

投票質問 2

インターフェースに設定されるネットワークタイプは、異なっていてもOSPFネイバーを形成できるのでしょうか？

a. ネットワークタイプはネイバー形成の条件ではないので、どんな組み合わせでもネイバーが形成される

b. ネットワークタイプはネイバー形成の条件ではないので、その他のパラメータを調整すればネイバーを形成できることもある

c. ネットワークタイプはネイバー形成の条件なので、異なると絶対にネイバーを形成できない

d. ネットワークタイプはネイバー形成の条件で、特定のネットワークタイプ同士であればネイバーを形成できる

R1 R2

↑BROADCAST

↑Point to Point

OSPFネイバー条件

次のパラメータが一致する必要がある

エリアID

Hello/Deadタイマー

認証パスワード

スタブエリアフラグ

サブネットマスク

MTU

ルータIDが重複するとネイバーを形成できない

OSPFネットワークタイプとは

インターフェースに定義される動作モードである

OSPFネットワークタイプとは

インターフェースに定義される動作モードである

例1）インターフェースG0/1では、DRを選出し、LSAタイプ1と2を使って情報交換する

例2）インターフェースS0/0/0では、DRを選出せず、LSAタイプ1のみで情報交換する

OSPFネットワークタイプの種類

NBMA(Non Broadcast Multi Access)

Point to PointBROADCAST

Point to Multipoint

Point to Multipoint

Non Broadcast

OSPFネットワークタイプの種類

NBMA(Non Broadcast Multi Access)

Point to PointBROADCAST

Point to Multipoint

Point to Multipoint

Non Broadcast

DR必要 DR不要

OSPFネットワークタイプのデフォルト

インターフェースデフォルトのネットワークタイプ

イーサネット BROADCAST

シリアル（HDLC, PPP） Point to Point

トンネル Point to Point

OSPFネットワークタイプ一覧

ネットワークタイプ DRの有無 Helloタイマー Deadタイマー Helloの宛先 neighbor設定が必要？

BROADCAST 〇 10 40 マルチキャスト224.0.0.5

×

NBMA 〇 30 120 ユニキャスト〇

Point to Point × 10 40 マルチキャスト224.0.0.5

×

Point to Multipoint × 30 120 マルチキャスト224.0.0.5

×

Point to MultipointNon broadcast

× 30 120 ユニキャスト〇




×



×


×



異なるネットワークタイプでネイバーを形成する場合、DRが必要なタイプ同士、またはDRが不要なタイプ同士で形成する

そうしないと、正しくルーティングテーブルを作れないことがある

ネイバー形成のため、Hello/Deadの調整が必要




×



×


×



「Helloの宛先」と「neighbor設定が必要」は、本質的に同じこと

マルチキャストを送信できないので、neighborコマンドが必要

Helloの宛先がマルチキャストでも、受信したHelloへの応答はユニキャスト

DMVPN環境での例（1/8）

CCIEラボ試験風ネットワーク要件

R2で、支店B内のネットワークはネクストホップがR3と見えること

DMVPNの設定で、R1はマルチキャストを送信できるが、R2とR3はマルチキャストを送信できない

全てのルータで、neighborコマンドは使ってはいけない

R1のHelloタイマーは変更してはいけない（R2とR3は変更可）

支店A

ファイルサーバ

本社ネットワーク

支店B

インターネット R1

R2

R3


DMVPNはトンネルインターフェースが全て同一サブネットに所属するため、ネットワークタイプによってトポロジが変わる

R1R2

R3

支店A



支店B


R2

R3

R1

R2

R3

DRが必要なネットワークタイプ DRが不要なネットワークタイプ


R1R2

R3

支店A



支店B


R2

R3

DRが必要なネットワークタイプ



要件を満たすために、

BROADCAST or NBMA を使う







支店A



支店B


R2

R3

→R1,R2,R3をBROADCASTにしてみよう


ネットワークタイプ（BROADCAST）設定後の動作

マルチキャストを送信できるR1が、R2へHelloを送信

（R3へもHelloを送信するが、ここではR2側のみを考える）

Helloを受信したR2は、ユニキャストのHelloで応答

R1とR2でネイバー確立

少し時間が経つと、ネイバーがdownし、その後upとdownが繰り返される

支店A



支店B


R2

R3

R1,R2,R3をBROADCASTに設定


ネットワークタイプ（BROADCAST）設定後の動作

マルチキャストを送信できるR1が、R2へHelloを送信

（R3へもHelloを送信するが、ここではR2側のみを考える）

Helloを受信したR2は、ユニキャストのHelloで応答

R1とR2でネイバー確立

少し時間が経つと、ネイバーがdownし、その後upとdownが繰り返される

支店A



支店B


R2

R3

R1,R2,R3をBROADCASTに設定

Why？

OSPFの動作

BROADCAST

➀はマルチキャストで送信、Helloを受信した時はユニキャストで返信

②はマルチキャストで送信

NBMA

➀も②も、常にユニキャストで送信

R1 R2

Hello

➀ネイバー確立

LSA交換

Hello

②ネイバー維持

OSPFの動作

BROADCAST

➀はマルチキャストで送信、Helloを受信した時はユニキャストで返信

②はマルチキャストで送信

NBMA

➀も②も、常にユニキャストで送信

R1 R2

Hello

➀ネイバー確立

LSA交換

Hello

②ネイバー維持

今回、ネイバーのupとdownが繰り返されたのは、 R1は②をマルチキャストで送信し続ける R2は②を送信できない R1のDeadタイマー経過後、ネイバーdown 最初に戻って、再び➀でネイバーを形成（以降くりかえし）

DMVPN環境での例（6/8）支店A



支店B


R2

R3

→ R1をBROADCASTに、R2とR3をNBMAに設定する



×


DMVPN環境での例（7/8）支店A



支店B


R2

R3






→R2とR3でタイマーを調整する


ネイバー確立（downしない）

ハブ&スポーク構成では、

ハブ側が常にDRでないと、ルートが正しく計算できない

R1を常にDRにするため、R2とR3のpriorityを0にする

支店A



支店B


R2

R3

完成！！

1. OSPFの基本

2. LSAタイプ

3. OSPFネットワークタイプ

まとめ

Q & A 画面右側のQ&A ウィンドウから All Panelist 宛に送信してください

Ask the Expert

今日聞けなかった質問は、今回のエキスパートが担当するエキスパートに質問（期間: 12月21日～27日）へお寄せください！

「OSPF の LSA タイプとネットワークタイプ -CCIEチャレンジャーの必須知識-」フォローアップ

https://supportforums.cisco.com/ja/discussion/13181121

Webcast の内容や Q&A ドキュメントは、本日より5営業日以内に下記サイトに掲載いたします。

オンラインセミナー

https://supportforums.cisco.com/ja/community/5356/webcast

https://supportforums.cisco.com/ja/discussion/13181121https://supportforums.cisco.com/ja/community/5356/webcast

次回の Webcast 開催予定

[スピーカー]

鈴木新 (Arata Suzuki)グローバルナレッジネットワーク（株）、Cisco 認定インストラクター

グローバルナレッジネットワークの講師として、ネットワーク技術、Cisco 資格対策コース（Routing & Switching、Security) を主に担当。

日程 2017年2月20日(月) 10:00 - 11:30テーマ未定

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