OSPFの仕組み・メリット・LinkStateやエリア設計の考え方

OSPFはLink-State型の動的ルーティングプロトコルと言われています。しかし実は単純にそうとは言えません

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Link-State型の特徴は、詳細な地図を作り、その地図でルート情報を決定することです。

OSPFにおいては、詳細地図を作る際にはSPF(Shortest Path First: 別名Dijkstra)と呼ばれる計算方法を用いますが、この計算は非常に正確なのですが、そのトレードオフで、対象範囲が大きくなるにつれて負荷の掛かり方も大きくなる、という特徴があり、大規模NWでは耐えられません。

そこで、SPFの計算量を減らすために、NWを複数のエリアに分割し、そのエリア内のルート情報のみSPF計算(Link State)を行う実装となっており、エリア外のルート情報は地図情報は扱わず、コスト情報(Distance Vector)のみでルート決定します。

つまりOSPFは、エリア外はDistance Vector型エリア内はLink-State型のルーティングプロトコルなのです。

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OSPFのメリット・デメリット

OSPFの最大のメリットは、シングルドメイン(つまり完全なLinkState型)にした場合、ルータ間の通信速度を意識した上での最適経路を常に選択できることです。

しかしデメリットとして、1台のOSPFルータが増えることにより、負荷の増え方が徐々に右肩上がりになることが挙げられます。

これを緩和するために、エリアという概念を設けています。マルチドメインにすることで負荷は減りますが、経路選択という点においては精度が粗くなります。次の章でその例を示します。

OSPFのLSA(Link State Advertisement)

OSPFは、LSA(Link State Advertisement)と呼ばれるネットワーク情報を元にルーティングテーブルを作成しますが、詳細地図の作成、つまりSPF計算はLSA Type1(Router)とLSA Type2(Network)のみで行います。

エリア外ルート情報(LSA Type3)、およびOSPFドメイン外ルート情報(LSA Type4, LSA Type5, LSA Type7)については詳細地図とせず、コストのみの簡素化した情報のみに留めます。

エリア外のルートについては、エリアの境界ルータ(ABR:Area Border Router)までのコストに基づいて最小コストのABRへルーティングし、エリア内に入ったら(ABRまで到達したら)詳細な地図に基づきルーティングします。

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エリア内のルーティングに関しては、エリア外の経路は取らず、 エリア内の詳細地図しか見ません。 なので、本当はエリア外のNWを経由するほうが早くても エリア内でのルーティングを優先してしまうので エリアの設計には注意が必要です。

以下は良くない例です。

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