OSPF Network Type – Point-to-Point 005

今回はOSPFのNetwork TypeのPoint-to-Pointを題材にLSA Type 1を解説します。

 

座学

Network TypeとPoint-to-Point

OSPFが動作しているインタフェースにはNetwork Typeと呼ばれるパラメータが存在します。Network Typeは全部で5種類存在し、Network Typeにより、LSA Type 1の構造が異なります。

 

今回題材として扱うNetwork TypeのPoint-to-Pointは、2台のルータが直接接続されたネットワークで使用します。スイッチを経由して3台以上のルータが接続されたネットワークではPoint-to-Pointは使用不可になります。(Point-to-PointのことをP2Pと表記することもあります。)

 

LSA Type 1について

以前の記事で、OSPFではルータ間でLSAと呼ばれる情報を交換し、LSAをパズルのピースの様につなぎ合わせることでネットワーク全体の構成図を作成し、各宛先へのベストパスを算出することを解説しました。

LSAの中で、最も基本的なLSAがLSA Type 1であるRouter LSAになります。イメージとして、LSA Type 1はOSPFが動作しているルータ自身を表現します。

OSPFが動作している全ルータがLSA Type 1を生成します。LSA Type 1生成後、各ルータはLSA Type 1を交換します。その後、収集したLSA Type 1をパズルのピースの様につなぎ合わせて、ネットワーク全体の構成図を作成します。そして、SPFアルゴリズムを基に、自身を根としたSPTを生成し、各宛先へのベストパスを計算します。

 

子供の頃に遊んだパズルの場合、パズルの各ピースの形や柄を基に、パズルを組み立てるかと思います。つまり、パズルの各ピースには、接続先のピースを判断する情報が含まれています。

 

現実世界のパズルと同様に、LSA Type 1にも、隣接している接続先のルータを識別するための情報、つまり、ネットワーク構成に関する情報が存在します。

 

LSA Type 1には、Linkとよばれる情報が存在し、Link Typeが1(P2P)の場合は隣接しているルータのRouter ID、Link Typeが3(Stub)の場合は自身のインタフェースに割り当てられたネットワークアドレスが格納されています。また、LSA Type 1の場合、LSAヘッダのLink State IDにはLSAの生成元のルータのRouter IDが格納されます。

下図の様に、R1が生成したLSA Type 1には隣接するR2のRouter ID、R2が生成したLSA Type 1のLink State IDにはR2のRouter IDが格納されます。この結果、Link ID(隣接するルータのRouter ID)とLink State ID(LSAの生成元のルータのRouter ID)の値を使用することで、2つのLSA Type 2をパズルのピースの様につなぎ合わせることが可能です。

また、OSPFはルーティングプロトコルなので10.1.1.0/24などのルート情報もLSAに格納されます。

 

最後にまとめとして、OSPFのLSAには大きく分けて以下の2種類の情報が存在することを認識しておくことが大事になります。

  • ネットワーク構成を表す情報
  • ルート情報

 

LSA Type 1のパケットフォーマット

・Link State ID
LSA Type 1の場合、LSAの生成元のルータのRouter IDが格納されます。

・Link ID , Link Data , Link Type
Link Typeによって、Link ID、Link Dataに格納される値が変化します。

・Number of TOS
Multi Topologyで使用される値。通常は0が格納されます。

・Metric
インタフェースのコストが格納されます。

 

 

実機での動作確認

検証内容

R1、R2でOSPF Area 0を有効にし、ルート情報を交換します。
Network TypeにはPoint-to-Pointを使用します。

 

初期設定


interface GigabitEthernet2
 ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
!
router ospf 1
 router-id 1.1.1.1
 network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
            


interface GigabitEthernet2
 ip address 10.1.1.2 255.255.255.0
 ip ospf network point-to-point
!
interface GigabitEthernet3
 ip address 10.2.2.2 255.255.255.0
!
router ospf 1
 router-id 2.2.2.2
 network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0
 network 10.2.2.0 0.0.0.255 area 0

 

OSPFのPoint-to-Pointネットワークの設定確認

デフォルトで、EthernetインタフェースのNetwork TypeはBroadcastになります。Network TypeをPoint-to-Pointに変更するには、ip ospf network point-to-pointコマンドを使用します。

R1

interface GigabitEthernet2
 ip ospf network point-to-point

 

OSPFが動作しているインタフェースの状態確認

OSPFが動作しているインタフェースのNetwork Typeはshow ip ospf interfaceコマンドで確認可能です。

R1のg2のNetwork TypeがPoint-to-Pointであることが確認できます。

R1

R1#show ip ospf interface
GigabitEthernet2 is up, line protocol is up
  Internet Address 10.1.1.1/24, Interface ID 6, Area 0
  Attached via Network Statement
  Process ID 1, Router ID 1.1.1.1, Network Type POINT_TO_POINT, Cost: 1
  Topology-MTID    Cost    Disabled    Shutdown      Topology Name
        0           1         no          no            Base
  Transmit Delay is 1 sec, State POINT_TO_POINT
  Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5
    oob-resync timeout 40
    Hello due in 00:00:05
  Supports Link-local Signaling (LLS)
  Cisco NSF helper support enabled
  IETF NSF helper support enabled
  Index 1/1/1, flood queue length 0
  Next 0x0(0)/0x0(0)/0x0(0)
  Last flood scan length is 1, maximum is 1
  Last flood scan time is 0 msec, maximum is 1 msec
  Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1
    Adjacent with neighbor 2.2.2.2
  Suppress hello for 0 neighbor(s)

 

OSPFネイバー/アジャセンシーの状態確認

R1はNetwork TypeがPoint-to-Pointのg2上でR2とOSPFネイバー/アジャセンシーを確立していることが確認できます。

R1

R1#show ip ospf neighbor

Neighbor ID  Pri  State     Dead Time  Address   Interface
2.2.2.2        0  FULL/  -  00:00:32   10.1.1.2  GigabitEthernet2

 

LSAの状態確認

 

R1、R2共に、LSA Type 1を生成していることが確認できます。

R1

R1#show ip ospf database

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Router Link States (Area 0)

Link ID         ADV Router      Age         Seq#       Checksum Link count
1.1.1.1         1.1.1.1         755         0x80000002 0x00DD1B 2
2.2.2.2         2.2.2.2         716         0x80000003 0x00F2E0 3

 

LSA Type 1の詳細を確認したい場合は、show ip ospf database router adv-router <router-id>コマンドを使用します。adv-router <router-id>オプションを省略した場合、LSDBに存在する全てのLSA Type 1が表示されます。

以下はR1が生成したLSA Type 1になります。Link State IDにLSAの生成元のR1のRouter ID、Link Type 1(P2P)のLinkのLink IDに隣接するR2のRouter ID、Link Type 3(Stub)のLink ID/Link Dataに10.1.1.0/24が格納されていることが確認できます。

R1

R1#show ip ospf database router adv-router 1.1.1.1

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Router Link States (Area 0)

  LS age: 772
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Router Links
  Link State ID: 1.1.1.1
  Advertising Router: 1.1.1.1
  LS Seq Number: 80000002
  Checksum: 0xDD1B
  Length: 48
  Number of Links: 2

    Link connected to: another Router (point-to-point)
     (Link ID) Neighboring Router ID: 2.2.2.2
     (Link Data) Router Interface address: 10.1.1.1
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

    Link connected to: a Stub Network
     (Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.0
     (Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

 

以下はR2が生成したLSA Type 1になります。Link State IDにLSAの生成元のR2のRouter ID、Link Type 1(P2P)のLinkのLink IDに隣接するR1のRouter ID、Link Type 3(Stub)のLink ID/Link Dataに10.1.1.0/24と10.2.2.0/24が格納されていることが確認できます。

R1

R1#show ip ospf database router adv-router 2.2.2.2

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Router Link States (Area 0)

  LS age: 736
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Router Links
  Link State ID: 2.2.2.2
  Advertising Router: 2.2.2.2
  LS Seq Number: 80000003
  Checksum: 0xF2E0
  Length: 60
  Number of Links: 3

    Link connected to: a Stub Network
     (Link ID) Network/subnet number: 10.2.2.0
     (Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

    Link connected to: another Router (point-to-point)
     (Link ID) Neighboring Router ID: 1.1.1.1
     (Link Data) Router Interface address: 10.1.1.2
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

    Link connected to: a Stub Network
     (Link ID) Network/subnet number: 10.1.1.0
     (Link Data) Network Mask: 255.255.255.0
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

 

SPFの計算結果の確認

SPFの計算結果はshow ip ospf ribコマンドで確認可能です。

 

R1は自身が生成したLSA Type 1とR2が生成したLSA Type 1をつなぎ合わせることで、10.2.2.0/24へのネクストホップとコストを計算可能です。

R1

R1#show ip ospf rib

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Base Topology (MTID 0)

OSPF local RIB
Codes: * - Best, > - Installed in global RIB

*   10.1.1.0/24, Intra, cost 1, area 0, Connected
      via 10.1.1.1, GigabitEthernet2
*>  10.2.2.0/24, Intra, cost 2, area 0
      via 10.1.1.2, GigabitEthernet2

 

ルーティングテーブルの確認

OSPFで学習した同一Area内のルート情報の先頭にはOと表示されます。

R1のルーティングテーブルに10.2.2.0/24が存在することが確認できます。

R1

R1#show ip ospf rib
      10.0.0.0/8 is variably subnetted, 3 subnets, 2 masks
O        10.2.2.0/24 [110/2] via 10.1.1.2, 00:14:56, GigabitEthernet2

 

疎通確認

R1の10.1.1.1からR2の10.2.2.2へのPingが成功したことから、R1はOSPF経由で学習した同一Area内の10.2.2.0/24と疎通可能なことが確認できます。

R1

R1#ping 10.2.2.2 source 10.1.1.1
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 10.2.2.2, timeout is 2 seconds:
Packet sent with a source address of 10.1.1.1
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms

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