OSPF:OSPFエリアの構成

OSPF:OSPFエリアの構成

OSPFエリアの必要性

OSPFはAS内部で使用されるIGPsの一種です.AS内でOSPFネットワークが大規模になってルーターの数が増えると様々な問題が生じます.

  • ネットワーク上を流れるLSAが増大し,ネットワーク帯域を圧迫
  • LSDBのサイズが増大
  • ルーティングテーブルのサイズが増大
  • CPU負荷やメモリ消費の増大
  • ネットワーク内の変更時に影響が大きい

OSPFルーターが交換するLSAはネットワーク内のルーター数に比例して増加していきます.LSAが増加するとLSA交換時のネットワーク帯域圧迫やLSDBの増大による計算リソースの消費が大きくなります.また,ネットワーク変更時の再計算も時間がかかります.

そこで,OSPFではネットワークをエリアという概念によって複数のグループに分割します.OSPFではエリア内のルーター同士でLSAを交換してLSDBの同期を図るので,エリア内のルーターは同じLSDBを持つルーターの集合となります.エリアを構成するにあたって,エリアをまたがる特別な役割を持つルーターがあります.

OSPFルータータイプ

OSPFルーターはOSPFエリアに所属しているインタフェースによって次のように分類されます.所属しているエリアやインタフェースによっては複数の種類に同時に分類されることもあります.

内部ルーター

全てのインタフェースが同じエリアに属しているルーターです.エリア内部のアップデートとエリア外の集約アップデートを受け取ります.

バックボーンルーター

バックボーンエリアに属しているインタフェースを持つルーターです.

エリア境界ルーター(ABR:Area Border Router)

複数のエリアに所属するインタフェースを持ち,エリアを相互接続するルーターです.ABRはエリアごとにLSDBを持ち,エリア間のLSAをやり取りします.各エリアはバックボーンエリアに接続している必要があるので,ABRはほとんどの場合で各エリアとバックボーンエリアにまたがります.エリア外のアップデートを集約してエリア内に広報します.

自律システム境界ルーター(ASBR:Autonomous System Boudnary Router)

OSPF以外のルーティングプロトコルが動作するASと接するルーターです.ASBRは外部ASから取得した外部経路情報をOSPFに経路再配送します.また,自ASの経路情報を外部ASに再配送する役割を持ちます.

OSPFのエリアタイプ

OSPFにはいくつかのエリアの種類が存在します.ネットワーク内のルーター台数が増えるとルーティングの再計算にマシンパワーとメモリが必要になるため,エリア分割することによってLSUの届く範囲を分割して計算に必要なパワーを減らします.代表的なエリアは以下の4つです.

エリア名流れるLSAASBRの設置デフォルトルートの広報
標準エリアType 1, 2, 3, 4, 5可能必須ではない
バックボーンエリアType 1, 2, 3, 4, 5可能必須ではない
スタブエリアType 1, 2, 3不可能必須
NSSAType 1, 2, 3, 7可能必須

基本的なルールとして,全てのエリアはバックボーンエリアに接続されていなければなりません.このようにすることで,OSPFネットワークはバックボーンエリアをトップに置いた階層型のネットワークになります.そのため,ABRがOSPFネットワークのルート集約を行います.

標準エリア

標準のOSPFエリアです.Type 1-5のLSAが流れます.

バックボーンエリア 

複数のエリアを相互接続するエリアです.単一のエリアで構成しているとき以外は,全てのエリアは必ずこのバックボーンエリアに隣接している必要があります.エリアIDは0で定義されています.エリア間のトラフィックはバックボーンエリアを通過します.Type 1-5のLSAが流れます.

スタブエリア 

Type 1-3のLSAが流れるエリアです.個別のAS外部ルート(LSA Type 5)は広報されず,デフォルトルート(0.0.0.0/0)をLSA Type 3で流し込みます.LSDBやルーティングテーブルのサイズを小さくすることが可能です.スタブエリア内にはABRを置くことができません.また,バーチャルリンクのトランジットエリアにすることもできません.
スタブエリアの設定をすると,Helloパケットのオプションフィールド内のEフラグが0になります.Eフラグが0だと外部ルートを受け取らないことを意味します.OSPFルータがネイバーになるためにEフラグが一致している必要があります.

トータリースタブエリア 

スタブエリアの特性に加え,エリア間の個別ルートを広報するためのLSA Type 3を全てデフォルトルートとしてエリア内に広報します.これにより,スタブエリアよりもLSDBやルーティングテーブルのサイズを小さくできます.

NSSA(Not-So-Stub Area) 

ASBRを置くことができる特殊なスタブエリアです.スタブエリアがOSPFとそのほかのルーティングプロトコルが動作する外部ASとで双方向の通信をしたいエリアであるとき,外部ASのルートをOSPFルータが学習する必要があります(経路の再配送).NSSAのABRはType 4,5のLSAをブロックし,Type 1-3と7のがアドバタイズされます.
NSSAでは,ABRによってエリア0の先にある外部ネットワークのルートはブロックされアドバタイズされません.また,NSSA内にあるASBRの先にある外部ネットワークへの経路をアドバタイズするためのLSA Type 7が発行されます.さらに,ABRはエリア0にNSSA内のType 7 LSAをType 5に変換してバックボーンエリアにアドバタイズします.
スタブエリアやトータリースタブエリアとは異なり,NSSA内に自動的にデフォルトルートをアドバタイズすることはありません.非OSPFドメインのネットワークが必ずしもABRの先にあるわけではないためです.

トータリーNSSA 

トータリースタブエリアと同じように,LSA Type 4,5だけでなく,他のエリアの個別のネットワークアドレスを表すType 3 LSAもブロックします.

OSPFエリアまとめ

OSPFエリアと広報されるLSA Typeの関係性は以下の図の通りです.全てのエリアでLSA Typeの1と2は広報されます.