OSPF
マインドマップ
・OSPFの基本概念
・OSPF作業プロセス
・OSPFメッセージ
・OSPF近隣確立プロセス
・DR、BDR選択
・LSA分析
・OSPFエリアタイプ
・OSPFネットワークタイプ
・OSPFパス選択
・OSPFの特別な特性と例の分析
1. OSPFの基本概念
OSPF（Open shortest path first）は、SPFアルゴリズムに基づくリンクステートプロトコルです。OSPFは階層型プロトコルであり、ルーティングアイテムをネイバーにアドバタイズしません。リンクステート情報をネイバーにアドバタイズします。各ルータは、リンクステートデータベースに従ってルーティングテーブルを計算および生成します。
2. OSPFの動作プロセス
1. 直接接続されたネットワークを理解する：インターフェースのIPアドレスとサブネットマスクを正しく構成し、インターフェースをアクティブにし、ネットワークステートメントにインターフェースを含めます
2. HELLOパケットを送信します：OSPFネイバー関係を確立します：ネイバーはリンク上の同じインターフェースを参照しますOSPF対応ルーター
3. リンク状態パケットの確立：ルーターに直接接続されているリンクのさまざまな状態（ネイバーID、リンクタイプ、帯域幅など）が含まれています。重要な関係が確立されると、LSPを作成できます
。4. リンクステートパケットをネイバーにフラッディングします。各ルーターは、エリア内のすべてのOSPFルーターが同じLSDBを持つまで、独自のライブラリ内のLSPをネイバールーターにフラッディングします。 （リンク状態データベース）
5. 独自の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に従ってSPFアルゴリズムを使用して、独自のルーティングテーブルを作成します。
3. OSPFメッセージ
1. OSPF
パケット2.
OSPF パケット OSPFには5種類のパケットがあり、OSFPの運用プロセス全体で重要な役割を果たします。
・HELLOパッケージ
・DBDパッケージ
・LSRパッケージ
・LSUパッケージ
・LSACKパッケージ
（1）HELLOパッケージ
役割：
ネイバー関係を確立し、パッケージの内容に基づいてネイバー関係をネゴシエートします。ネイバー関係を確立するために一致する必要があるネイバー関係：HELLOと有効期限、エリア番号は同じで、エリアの終わりが識別されます。
発生フェーズ：ネイバー確立フェーズ
（2）DBDパッケージの
役割（データベースの説明）：OSPFネイバー関係の確立後、DBDパッケージはローカルLSDBを記述します。ルーターと独自のLSDBの比較を受信した後、エリア内のLSDB
特殊フィールドが同期されます：
1フィールド、設定1は、これが送信される最初のデータパケットの
Mフィールドであることを示します。1に設定すると、
MSフィールドの後に送信されるDDパケットが存在することを示し、マスター（マスター）とスレーブ（スレーブ）の
DDシーケンス番号を示します。シーケンス番号を使用します。送信の整合性と信頼性を確保するために
LSAヘッダー：LSAヘッダーサマリー情報
（3）LSRパケット（リンク状態更新）の
役割：隣接ルーターから欠落しているルート、またはどのLSAが欠落しているかをリクエストするために使用されます
特別なフィールド：
LSタイプ、要求されたLSAタイプを指定します。合計7種類の
リンク状態ID：LSAを示すために使用されます。LSAのタイプに応じて、異なる意味があります。
広告ルーター：このLSAルーターIDの生成を示すために使用されます
（4）LSU（ Link-State Update）
関数：LSRに応答するか、定期的にLSUを送信してエリア内のLSDBを更新します。本当に必要なLSAの内容が送信されます
特別なフィールド関数：
Nu
LSAの一部。このメッセージで送信されるLSA の総数を指定しますLSA：特定のLSA完全な情報の一部。複数のLSA情報が存在する場合があります
（5）ACKパケット
機能：反対側からLSUを受信した後に返されるメッセージを確認するために使用されます。内容は確認が必要なLSAヘッダーです。
特殊フィールド：
1.LSAヘッドレス：LASヘッダー情報
4. OSPFネイバー確立プロセス
まず、ネイバー関係とネイバー関係を区別する必要があります。2つのルーターが双方向状態にある場合は、ネイバー関係が確立されていることを示し、ネイバー関係ビットがFULLの場合は、ネイバー関係が確立されていることを示し
ます。1.ネイバー関係変更プロセスが
ダウンしている-> init-> 2-way-> exstart-> exchange-> loading-> full
down：ネイバー関係が確立されていないこと、ネイバーの存在が検出されていないことを示し
ますinit：HELLOパケットを受信しましたが、パケット内のネイバー情報がありません独自のルーターID
の双方向：HELLOパケットを受信し、パケット内のネイバー情報に独自のルーターIDが含まれています
exstart：マスターとスレーブの関係がネゴシエートされていること、つまり、最初にDBD
交換を送信するユーザーを示します：マスタールーターのリーダーシップの下で、DBD
ロードの交換を開始します：より詳細な情報を要求します。つまり、LSUを
完全に交換します。隣接関係が完全に確立され、データベースがネイバーと完全に一貫していることを示します
2.ネイバー確立の詳細なプロセス
（1）ネイバー確立プロセス（down-> init-> 2-way）
マルチアクセスリンク、OSPFは最初にDRとBDRを決定します。これにより、ブロードキャストネットワークでの情報交換プロセスを最適化できます。 -DRとBDRの選挙は-wayの後に行われます
（2）LSDBを交換するプロセス（exstart-> exchange）
LSDBを交換する前に、ルーターはマスタールーターを選択して交換フェーズ全体を支配し、マスタールーターがexstartフェーズ
exstartにあると判断します。最初に、リンク上のルーターは最初は自分をマスタールーターと考え、空のDBDパケットを送信します（LSAインデックスなし、RID、MSビット、Mビットを含み、1ビットはすべて1に設定されます）。ピアから空のDBDを受信した後、RIDを比較します。マスタールーターになり、スレーブルーターもマスタールーターに応答するためにDBDパケットを送信する必要があります。この時点で、交換段階の
交換に入ります。メインルータの指導の下でLSDBの交換が開始されました。マスタールータから送信されたDBDパケットは、常にスレーブルータから応答します。ルーターから送信されたDBDパケットは、マスタールーターから送信されたDBDパケットへのすべての応答です。マスタールーターに渡す情報がなく、スレーブルーターにまだ情報がある場合、スレーブルーターはMを1に設定して、マスタールーターがスレーブを認識するようにしますルータにはまだ送信する情報があり、DBDパケットをスレーブルータに送信し続け、スレーブルータは関連情報を送信できます
（3）同期リンク状態データベースプロセス（Loading-> Full）
DBD交換が完了すると、ルーターはネイバーLSAのインデックスリストを持ち、ルーターはLoading状態になり、持っていないLSAを要求し始めます。複数のLSAの場合、反対側のエンドはLSUパケットに応答して、情報が必要であることをルーターに通知します。LSACKを使用して、反対側のエンドがLSUを受信したことを確認できます。両端がLSUとLSRを送信しなくなった場合、LSDBは同期され、FULLL状態になります
V. DRとBDRの選挙
1.
DRとBDRの存在の重要性 DRとBDRは複数のアクセスに存在します。役割は、エリア内の同期の数を減らし、ルーターのメモリ消費を減らし、ルーティングトラフィックの更新を減らし、同じエリアに同じDRとBDRがあることを確認します
2.選出プロセス
DRとBDR の選出プロセスはプリエンプティブではないため、
優先順位が高くなります。優先順位が高い方がDRとBDRとして選出されます。優先順位が同じ場合は、RIDを確認します。 DRおよびBDRの選択が行われないことを意味します。
非DRおよびBDR、DRおよびBDRへの送信時に使用されるマルチキャストは224.0.0.6であり、DRおよびBDRはマルチキャスト224.0.0.5を使用して非DRおよびBDRに送信されます
6. LSA
1.
LSA の基本概念 LSAは、LSDBに格納され、LSUで運ばれるリンク状態情報を記述するためにルーターによって確立されるデータ構造であり、リンクまたはインターフェースの状態と各リンクのコストを記述します。
2.最新のLSA判定ルール
・シリアル番号
が大きい・チェックサムが大きいほど、新しいもの
・エージングタイム
・LS年齢が小さい
3.
LSAタイプタイプ1：ルーターLSA（ルーターリンク
状態）リンク状態ID：送信元ルーターID
アドバタイズメントルーター：OSPFルーター
アドバタイズメントスコープ：特定エリアのフラッドのみ
アドバタイズメントコンテンツ：
・エリア内のルーターのインターフェイスとインターフェイスの場所接続されたネイバー（リンクコストなど）、ルーターの直接リンク状態
、ネットワーク接続タイプ
、ABR
タイプ2かどうか：ネットワークLSA（NET
リンク状態）リンク状態ID：
DRのIPインターフェイスアドレス広告ルーター：DR BDRおよびBDRの
アナウンス範囲：特定のエリアで
のフラッディング、アナウンスコンテンツはDRおよびBDRのネットワークでのみ表示されます：アナウンスは伝送サブネットであり、リンクを含むトランジットネットワークを構成するすべてのルーターをリストしますサブネットマスク、リンク状態、およびその他の情報（つまり、DRおよびBDRに関連付けられているすべてのルーター）
タイプ3：サマリーLSA（サマリーネットリンク状態）
リンク状態ID：宛先ネットワークのアドレス
アドバタイズメントルーター：ABR
アドバタイズメントスコープ：エリア発表、他の領域への領域からのアナウンスの間に
広告コンテンツ： - 「骨クラス1の領域とクラス2 LSAは、他の領域（非バックボーンへ送信凝集しました ）。サブネット、マスク、およびソースエリアの宛先コストへのABRがアドバタイズされます。つまり、特定のエリアから別のエリアのルーターへのコストは、ローカルからABRへのコストに、タイプ3 LSAでアドバタイズされるコストを加えたものです。 （LSAは送信側ルーターによってのみ更新および削除できます。他のルーターは転送のみを担当します）
タイプLSAの生成および伝搬ルール：
・ABRは、バックボーンエリアから3種類のLSAに対してSPFアルゴリズムのみを実行してルーティングテーブルを取得し、作成されたLSAを非バックボーンエリアに送信しますが、非バックボーンエリア（エリア内）からのLSAを操作しませんそこABR）の2つの問題があるが、これらはLSDB LSA非バックボーンエリアに存在する、と洪水で非バックボーンエリアに
バックボーンエリアへの非バックボーンエリアから-lsa氾濫、領域はルーティングだけ考慮します
・バックボーンエリアから非バックボーンエリアへのLSAフラッディングでは、エリア内ルーティングとエリア間ルーティングが考慮されます
タイプ4：ASBRはLSA
リンク状態IDを要約します。ASBRルーターID
はルーターをアドバタイズします。オリジナルは外部ルートがインポートされたエリアのABRであり、各エリアのABRはメトリック値を変更してから、それぞれのエリア
アドバタイズメント範囲に入ります。スタブエリアのOSFPドメイン全体に加えて、
アナウンスコンテンツ：ASBR
タイプ4 LSAのフラッディングに到達する方法：元のABRはLSAをバックボーンエリアに注入し（伝送されるメトリック値はABRとASBR間の距離です）、バックボーンエリアのABRは受信します次に、メトリック値（元のコストとABRから最初にアドバタイズされたABRまでの距離）を変更し、それを非バックボーンエリアにアドバタイズします（非バックボーンエリアルーターのASBRからのメトリック値は、受信されたタイプ4 LSAとABRまでの距離です）。
タイプ5：自律システムLSA
リンク状態ID：自律システムにアドバタイズされる外部ネットワーク番号アドバタイズされた
ルーター：ASBRのRID、ABRは変更なしでのみ転送されます
アナウンス範囲：スタブエリアを除くOSPF自律システム全体
タイプ7：NSSA外部LSA
リンクステータス：導入された外部ネットワーク番号
アナウンス範囲：NSSAエリアにのみ存在し、ABRでタイプ5 LSAとしてフラッディングされます。LSAタイプ5に変換した後、アドレス（転送アドレス）が予約されます。これはASBRインターフェイスアドレスです。他のエリアから外部へのパスは、実際には予約済みアドレスへのパスです
4. LSAの特性と動作について
（1）インターフェイスに障害が発生した後、LSAの動作は
新しいタイプ1 LSAを送信して、リンク情報がないことをネイバーに通知します
（2）LSA
を生成するルーターのID エリア内のルーターが生成する：タイプ1および2クラスLSA
ABR生成：クラス3およびクラス4 LSA
ASBRはクラス5およびクラス7 LSAを生成します
7. OSPFエリアのタイプと構造
1.エリアタイプ
（1）バックボーンエリア：すべてのエリアはバックボーンエリアに接続する必要があります
（2）標準エリア：すべての内部および外部ルーティング情報を受信します
（3）エンドエリア：自律システムの外部のルーティング情報を受け入れません（4タイプとタイプ5 LSA）
（4）完全なスタブエリア：シスコ専用エリアの内部ルーティング情報のみを受信し、デフォルトルートを介して他のエリアに接続します（タイプ3、4、5 LSAを受け入れず、デフォルトルートを介して外部ネットワークと通信します）
（5） NSSA：エリアルーティングと制限された外部ルーティング情報を受信すると、自律システム外の情報が制限されます。NSSAエリアにはASBRが存在します。
（6）完全なNSSA：エリア内のルーティング情報と制限された外部ルーティング情報のみを受信します
2. OSPFスタブエリアのデフォルトルート
（1）スタブエリア、完全なスタブエリア、および完全なNSSAエリアは、エリア間のデフォルトルートを自動的に生成します。NSSAエリアは自動的に生成されません。手動で構成する必要があります
8. OSPFネットワークタイプ
1.ポイントツーポイント接続
PPP HDLCプロトコルを
使用し、マルチキャスト224.0.0.5を使用してさまざまなデータパケットを送信する、ルーターのペアを接続するネットワーク
2.
イーサネットなどのブロードキャストマルチアクセスネットワークでは、DRおよびBDRの選択が必要です。
通常、HELLOメッセージ、LSUメッセージ、およびLSACKメッセージはマルチキャストで送信され、DDおよびLSRメッセージの
DRおよびBDR はユニキャストで送信されます。非指定ルーターはマルチキャスト224.0.0.5を使用してメッセージを送信します
非指定ルーターはマルチキャスト224.0.0.6を使用してDRおよびBDRにメッセージを送信します
3.非ブロードキャストマルチアクセス（NBMA、非ブロードキャストマルチアクセス）
は、3台以上のルーターを接続しますが、ブロードキャスト機能はありません。フレームリレーネットワークとATMネットワークの
すべてのデータパケットはユニキャストで送信され、ネイバーが指定されます。
4.ポイントツーマルチポイントの
Helloパケットはマルチキャストで送信され、他のタイプのデータパケットはユニキャストで送信されます。
9. OSFPパスの選択
1. OSPFルートタイプ
・O、エリア内ルート
・OIA、エリア間ルート
・OE2、外部ルート、エリアに伝播してもコスト値は変化しない
・OE1、外部ルート、エリアに伝播するとコスト値が変化する
・ON2、
NS2エリアに存在し、OE2 ・ON1 と同様に、NSSAエリアに存在し、OE1
・O IA
と同様に、エリア間デフォルトルート・O N2、NSSAエリア内のデフォルトルート
2.ルーティングルール
以下は、優先度の順に配置されています。最も高い優先度が最初
に
表示されます
。エリア内ルーティング、エリア間ルーティング、E1 / N1ルーティング、これら2つのタイプのルートは等しいと見なされ
、E2 / N2ルーティング
10. OSPFのいくつかの高度な分析問題
クラス1.5 LSAの転送アドレスの問題
（1）OSPFが外部ルートをインポートするときに、生成されたLSAの転送アドレスが0.0.0.0の場合、他のルーターは、外部ネットワークに到達するための計算時にASBRに到達する方法を検討します。タイプ5 LSAのルーターは、外部ルートへのネクストホップアドレスを計算します
（2）外部ルートがOSPFによってインポートされた場合、生成されたタイプ5 LSAの転送アドレスが0.0.0.0でない場合、他のルーターは外部に到達するように計算しますネットワークでは、外部ルートのネクストホップアドレスを計算するために転送アドレスに到達する方法を検討します。
次の3つの条件が同時に満たされた場合、OSPFによって生成されたタイプ5 LSAの転送アドレスは0.0.0.0ではありません。
・このインポートされた外部ルート、対応する発信インターフェイスはOSPFで有効になっています
・インポートされた外部ルート、対応するインターフェイスはパッシブインターフェイスに設定されていません
・インポートされた外部ルート、および対応する発信インターフェイスのOSPFタイプはブロードキャストです。
この場合、タイプ5 LSAには、インポートされた外部ルートのネクストホップアドレスと等しいFAアドレスがあります
。タイプ2.7 LSAの転送アドレス。
外部ルートがNSSA領域にインポートされた場合、タイプ7 LSAが生成されます 送信アドレスは0ではなく、特定の転送アドレスはASBRのOSPF対応インターフェースのIPアドレスです
（1）OSPFがルーターのループバックインターフェイスで有効になっている場合、転送アドレスはOSPF対応ループバックアドレスと同じです。複数ある場合は、転送アドレスは、OSPFが有効になっている最後のループバックインターフェイスのIPアドレスと同じです
（2）OSPFが有効になっているこのルーターにループバックインターフェイスがない場合、FAアドレスは、OSPFが有効になっている物理インターフェイスアドレスと同じです。複数ある場合、転送アドレスは最後にOSPFが有効になっています物理インターフェースのIPアドレス
3.外部へのルート生成
（1）5種類のLSAを受信した後、LSA内の転送アドレスを確認します。0.0.0.0の場合、生成されたルートは本質的にASBRへのルートです。このとき、4に従って、4種類のLSAを探します。 LSAのメトリックを使用して、外部へのルートを計算します（OE1とOE2、OE1に自律システムの内部コストを加えた場合、OE2は自律システムの内部コストを追加しません）
（2）転送アドレスが0.0.0.0でない場合は、外部へのパスは転送アドレスへのパスです
4.仮想リンクの問題この
図では、下の2つのルーターはエリア0にあり、左側の2つはエリア14、右側の2つはエリア23、上部の2つはエリア12であり、少なくともいくつかの仮想リンクで正常に動作することを確認します最も信頼性には、いくつかの仮想リンク実行
：分析
その1つの最小のルータ1,4又は2及び3
領域における原稿領域0,14,23が、領域12の欠如、およびその1〜4仮想リンクの確立は、最も基本的な要件、
最も信頼性の高い、3
