👩‍🎨 ♊️ 🐷 チャネル状態プロトコルとシングルゾーンOSPF（パート1） 🤴🏾 🎅🏾 👴🏾

何かを説明するための最良の方法を考え出すと、私はほとんど常にこれを自分で理解するための最良の方法を見つけます。

Susskind L.、Grabowski J.

理論上の最小値。

現代の物理学について知っておくべきことすべて*

クリスブライアントのCCNPルート学習ガイドの章の翻訳。彼のサイトはthebryantadvantage.comです。この本はAmazonで入手できます。

視聴したすべてのビデオ、CCNP ROUTEの準備のために読んだ本の中で、この資料は最も簡単に消化できるように見えました。すべてを棚に置くことができます。理論に加えて、実用的な例も好きでした。各章の最後に、 youtubeのレッスンへのリンクがあります。

チャネルステータスプロトコルの基本

CCNAコースのチャネル状態プロトコルの動作に精通していますが、ここで重要なポイントを確認します。

レビューをスキップする誘惑を避けてください。

それまでの間、なじみのあるものはほとんどありません。CCNPとして習得しなければならない追加の詳細がたくさんあります。 CCIEを受講する人は、OSPFの原理を本当にマスターする必要があります。

RIPがルート更新を送信するとき、完全なルーティングテーブルが含まれています。 debug ip ripコマンドを使用してデバッグをオンにすると、更新に含まれるルートとメトリックが表示されます。

チャネル状態プロトコルの動作は異なります。近隣を形成したチャネル状態ルーターは、LSAアナウンスメントを含むLSUパケットを交換します。これらのLSAアナウンスメントはサブネットマスク情報を伝送し、OSPFが可変長マスク（VLSM）をサポートできるようにします。

LSAアナウンスは、チャネルステータスデータベースに配置されます。ダイクストラのアルゴリズム（最初の最短パス検索アルゴリズム、SPFとも呼ばれます）は、このデータベースのコンテンツと連携してOSPFルーティングテーブルを作成します。

ルーターは、リンク状態データベースを同期する必要があります。

チャネルステータスデータベースの内容を表示するには、 show ip ospf databaseコマンドを入力します。このコマンドは、チャネルと接続タイプ、シリアル番号、および特定のLSAアナウンスメントが受信された時間を表示します。秒単位のこの値は、「年齢」列で確認できます。

ダイクストラのアルゴリズムは、データベースの内容と連動します...

R1#show ip ospf database OSPF router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1) Link ID ADV Router Age Seq# Checksum 1.1.1.1 1.1.1.1 1286 0x80000006 0x0057A7 8.8.8.8 8.8.8.8 795 0x8000000C 0x00085E Net Link States (Area 0) Link ID ADV Router Age Seq# Checksum 10.1.1.5 8.8.8.8 795 0x80000006 0x001CC3

...ルートを計算し、これらのルートはOSPFルーティングテーブルに配置されます

 R1#show ip route ospf 6.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets O 6.6.6.6[110/11] via 10.1.1.5, 02:32:53, Ethernet0 7.0.0.0/32 is subnetted, 1 subnets O 7.7.7.7[110/11] via 10.1.1.5, 02:32:53, Ethernet0

SPFアルゴリズムは実際にツリーに沿った最短パスを計算し、このツリーはルーティングテーブルの作成に使用されます。このアルゴリズムはすばらしく、私たちの介入なしにすべてを実行するため、このアルゴリズムについて考える必要はありませんが、注意する価値のある詳細がたくさんあります！

LSAシリアル番号

OSPFルーターが最新の情報を確実に受信できるように、LSAにはシーケンス番号が割り当てられます。 OSPFを備えたルーターがLSAを受信すると、データベース内でこのチャネルのエントリが存在するかどうかを確認します。

エントリがない場合、ルータはエントリを作成し、このLSAアナウンスメントを、このメッセージが受信されたものを除くすべてのOSPFインターフェイスに送信します。

レコードがある場合、いくつかのオプションが可能です。 LSAシリアル番号の値に応じて、データベースに含まれるシリアル番号よりも大きい、小さい、または同じです。

-番号が一致する場合、LSAアナウンスメントは無視され、それ以上のアクションは行われません。

-数値が小さい場合、ルーターは更新を無視し、このLSAアナウンスメントを含むLSUパケットを送信者に送り返します。この状況では、最新の情報を持つルーターは送信者に次のように伝えます。「送信している情報は古くなっています。こちらが発送するものです。」

-シーケンス番号が大きい場合、ルーターはこのLSAアナウンスメントをデータベースに追加し、LSA確認応答を送信します。次に、ルーターはこのLSAアナウンスをブロードキャストし、SPFアルゴリズムを実行して独自のルーティングテーブルを更新します。

LSAアナウンス交換はいつ行われますか？

リモートベクトルプロトコルは、ネットワークトポロジに変更があったかどうかに関係なく、一定の時間間隔で定期的に更新を送信します。安定したネットワークの場合、これはリソースの無駄です。 2つのOSPFネイバー間でのLSAアナウンスの最初の交換後、ネットワークトポロジが変更されるまで、アナウンスの別の交換は発生しません。

OSPFルーターは、30分ごとに要約LSAアナウンスも送信します。

LSAアナウンスを交換する前に、ルーターは近隣になり、近隣を形成する必要があります。これを行うには、ルーターのゾーン番号、ハロータイマー、デッドタイマーが同じである必要があり、ゾーンが「スタブ」ゾーンであるかどうかを確認する必要があります。認証がある場合は、チャネルの両側で構成する必要があります。

OSPFプロセス番号自体はローカルで重要であり、近隣プロセスには影響しません。

近隣を確認するには、 show ip ospf neighborコマンドまたはあまり一般的ではないshow ip ospf interfaceを入力します 。この最後のコマンドはしばしば忘れられますが、多くの有用な情報を提供します。

両方のコマンドは、近隣の関係が存在することを示し、 show ip ospf neighborのみがデータベースのロードステータス（FULL、2WAYなど）を表示することに注意してください。

 R3#show ip ospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 1.1.1.1 1 FULL/DR 00:01:52 172.12.123.1 Serial0 1.1.1.1 1 FULL/ - 00:00:32 172.12.13.1 Serial1 4.4.4.4 1 FULL/DR 00:00:32 172.23.23.4 Ethernat0 R3#show ip ospf interface serial0 Serial0 is up, line protocol is up Internet address 172.12.123.3/24, Area0 Process ID 1, Router ID 3.3.3.3, Network Type NON_BROADCAST, Cost: 64 Transmit Delay is 1 sec, State DROTHER, Priority 0 Designated Router (ID) 1.1.1.1, Interface Address 172.12.123.1 No backup designated router on this network Timer intervals configured, Hello 30, Dead 120, Wait 120, Retransmit 5 Hello due in 00:00:16 Index 1/1, flood queue length 0 Next 0x0(0)/0x0(0) Last flood scan length is 1, maximum is 3 Last flood scan time is 0 msec, maximum is 4 msec Neighbor count is 1, Adjacent neighbor count is 1 Adjacent with Neighbor 1.1.1.1 (Designated Router) Supress Hello for 0 neighbor(s)

show ip ospf interfaceは、ローカルOSPFルーター識別子（RID）、このセグメントでの役割（DR、BDR、DROther）、このセグメントのDRまたはBDR識別子（RID）などを提供します。これはトラブルシューティングの出発点として最適です。

DRとBDRの役割

距離ベクトルプロトコルの主な欠点は、収束が遅いことです。

コンバージェンスとは、特にルートが無効になっている場合など、トポロジを変更した後、各ルーターが他のルーターと同様のビューとネットワークの正確なビューを持っている場合のネットワークの状態を意味します。距離ベクトルプロトコルは十分に速く収束しないため、最適でないルーティングとルートループが発生する可能性があります。

チャネル状態プロトコルは、トポロジの変更後ほぼすぐに収束します。 OSPFは、専用回線と冗長専用回線を使用して、高速で正確なネットワークコンバージェンスを実現します。

DRがネットワーク変更メッセージを送信する方法

DRとBDRを備えたOSPFセグメント内のルーターがネットワークの変更を通知した場合、すべてのネイバーに通知しません。代わりに、224.0.0.6にマルチキャストを送信します。両方のルーターがリッスンしているアドレスは、そのような変更を認識するためのDRとBDRです。

次に、DRは224.0.0.5にマルチキャストを送信します-ネットワーク上のすべての非DRおよび非BDRルーターに通知します。（ show ip ospf neighborコマンドの出力に示されているように、DRまたはBDRではないルータはDROtherと呼ばれます）。 DROthersは、更新の受信に関する確認応答（LSAcknowledgment、LSAck）をDRに送り返します。

2つのポイント：

-DRとBDRのみが224.0.0.6をリッスンします。

--DRのみが224.0.0.5にマルチキャストを送信して、ネットワークの変更をDROthersに通知します。 BDRはそれらを受信しますが、他のルーターには通知しません。 224.0.0.6をリッスンすることで、BDRはデータベースに最新の変更を加えることができます。これは、DRになった場合に重要です。

DR / BDR選択プロセス

ほとんどすべてのOSPFネットワークセグメントには、DRとBDRが含まれています。いつものように、例外があり、これらの状況についてさらに説明します。次に、DRおよびBDRの選択ルールを詳しく見てみましょう。

次のネットワーク図によると（イーサネットセグメントの代わりにスイッチを中央に配置することができます。これはネットワークのドキュメントで確認できます）。

4つのルーターのインターフェースは、イーサネットセグメントにあります。 1つはDRになり、もう1つはBDRになり、残りはDROthersになります。シスコのルーターがこれらの役割をどのように分配するかを見る前に、DR / BDRの選択プロセスを見てみましょう。

1.インターフェイスプライオリティ1以上のすべてのルーターをDR / BDRとして選択できます。優先度を0に設定すると、この可能性がルーターから奪われます。

2.最も優先度の高いルーターがDRになります。

3.それらが一致する場合、RID値が比較されます。最も高いルーターが勝ちます。

4.このプロセスを繰り返して、新しいBDRを選択します。同じルーターをDRとBDRの両方にすることはできません。

後で、イーサネットセグメントでのDROthersの興味深い動作について説明します。次に、OSPF RIDを使用してDR / BDRを選択するプロセスに焦点を当てましょう。

OSPF RIDを使用した選択プロセス

明らかに、OSPF RIDはDRとBDRの選択に大きな役割を果たしますが、RID値はどのように決定されますか？次の規則に従って：

ルータのOSPF RIDは、このインターフェイスがOSPFプロセスに含まれていたかどうかに関係なく、ループバックインターフェイスに割り当てられた最大のIPアドレスになります。 OSPFによって自動的にアナウンスされることはありません。

ループバックインターフェイスがない場合、ルーターのOSPF RIDは、OSPFに含まれているかどうかにかかわらず、物理インターフェイスに割り当てられた最大のIPアドレスになります。

router-idコマンドでOSPF RIDを設定することにより、これらのルールを手動で書き換えることができますが、 ルーターで OSPF（クリア）プロセスを再起動する必要があります。

非OSPFループバックインターフェイスがRIDを定義しているのは少し奇妙に思えますよね？

実際のすべてを見てみましょう。 R1とR5は、10.1.1.0 / 24サブネット上で近傍を形成しました。 R5には複数のループバックインターフェイスがありますが、OSPFを介してアナウンスされるのは2つだけです。

 hostname R5 ! interface Loopback6 ip address 6.6.6.6 255.255.255.255 ! interface Loopback7 ip address 7.7.7.7 255.255.255.255 ! interface Loopback8 ip address 8.8.8.8 255.255.255.255 ! interface Ethernet0 ip address 10.1.1.5 255.255.255.0 ! router ospf 1 network 6.6.6.6 0.0.0.0 area 0 network 7.7.7.7 0.0.0.0 area 0 network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0

OSPF RIDを決定するためのルールを知っています。どのOSPF RIDがR5のR1を表示しますか？構成を見て、調べてください。

8.8.8.8と言ったら、あなたは正しいです。ネイバーのOSPF RIDを表示するには、 show ip ospf neighborを入力します。

 R1#show ip ospf neighbor Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface 8.8.8.8 1 FULL/DR 00:00:37 10.1.1.5 Ethernet0

ネイバーIDで指定された値は、ネイバーRIDです。

DRとBDRに関するもう1つの重要なことを説明するために、4つのルーターの例に戻りましょう。ルーターには次のアドレスがあります。

 RouterA: Loopback 1.1.1.1, ethernet0 172.1.1.1 RouterB: Loopback 2.2.2.2, ethernet0 172.1.1.2 RouterC: No loopback, ethernet0 172.1.1.3 RouterD: No loopback, ethernet0 172.1.1.4

RIDは次のようになります。

 RouterA: 1.1.1.1 RouterB: 2.2.2.2 RouterC: 172.1.1.3 RouterD: 172.1.1.4

RIDの選択プロセスでは、物理インターフェイスよりも常にループバックインターフェイスのIPアドレスが優先されます。

まとめると、RID値に影響を与える3つの方法があります。

-ip ospf priorityコマンドを使用してOSPF優先度を変更する

-router -idを使用してRIDを手動で設定

-ループバックインターフェイスの設定によるRIDの設定

これらの方法はいずれも「誤った」または「正しい」ものではありません。したがって、3つすべてに注意し、変更を適用するにはOSPFプロセスを再起動する必要があることに注意してください。

DRがシャットダウンしてからオンになったらどうなりますか？

4つのルーターすべてが同時にオンになっている場合、ルーターDはDRであり、ルーターCはBDRであると予想されます。しかし、ルーターDがシャットダウンしてからオンになったらどうなりますか？

ルーターDがない場合、ルーターCはDRになります。ルーターBはBDRになります。次に、ルーターDがオンになりますが、 ルーターCとBはそれぞれの役割を保持します。

これは、より低いBIDを持つ新しいスイッチがルートになるスパニングツリープロトコルとは異なります。 OSPFでは、新しいルーターをオンにするか、以前にDRまたはBDRであったルーターをオンにしても、DR / BDRの選択は変更されません。

イーサネットセグメントに3つのルーターがある例を見てみましょう。ルータAの優先度は100、Bは50、Cは10です。ルータAはDRとして選択され、BはBDRです。