【図解】初心者にも分かるOSPFの仕組みとメリット,エリア間ルーティングの設計と注意点について

OSPF はエリア内のみLink-State型

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。

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。

この計算方法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 ではルータの CPU/Memory リソースが足りなくなる可能性があります。

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。

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。

また、RIP とは異なりルーティングループを発生させません。

しかしデメリットとして、1 台の OSPF ルータが増えるたびに、負荷の増え方が指数関数的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 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。

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ことがある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。