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ここからはじめるOSPF 研修コースに参加してみた

今回の研修参加レポートは ↓ です!

ここからはじめるOSPF

OSPF(*)は支店などを繋いでネットワークを構築するときによく使われるプロトコルで、CCNA Routing and Swiching でも出題されるテーマの1つです。

参加してみると、なぜ、その設定が必要なのか、コマンドを打つだけにとどまらない仕組みをわかりやすく理解できました!
書籍などでは膨大な量が記述されるテーマですが、書籍著者の Gene さんらしい、順番よく、3時間でポイントをおさえた内容でした。

* OSPF: Open Shortest Path First の略

ルーティングを実際設定する中堅エンジニアの方や、CCNA取得をお考えでルーティングをしっかり学びたい方には、とてもオススメです!

では、どんな内容だったのかレポートします!

 

想定する受講者

 

  • TCP/IPの基礎知識
  • IPルーティングの基礎知識

 

受講目標

OSPFの動作の仕組みを踏まえて、企業ネットワークでOSPFを利用するための基礎知識を習得する

 

講師紹介

 

ちなみに、たまにスクリーンに映る Gene さんのデスクトップ背景はフェラーリでした!!

 

今日の内容

 

  • あらためてIPルーティングをおさらいましょう
  • OSPFでルーティングテーブルをどのように自動生成しているのか理解しましょう
  • たくさんの用語・略語があるので、しっかり理解しましょう
  • OSPFは大規模向けと言わますが、しっかり設定しないと使えないので、背景を理解しましょう
  • CiscoルーターでOSPFを設定して、ネットワーク構成図を作るところを見てみましょう

 

IPルーティングのおさらい

まずルーティングがどのように行われているのか理解し、OSPFが何を解決しようとしているのか解説します。

 

ルーティングテーブルに転送先が無いとパケットは捨てられます。
OSPFを使えば、このルーティングテーブルを自動作成・自動更新するため、設定すれば、障害が発生しても影響範囲を最小限におさえ、復旧も早めることが来ます。

 

 

とてもわかりやすい例え方でした。
この例えでOSPFを考えると、遅延や事故があった場合、OSPFが自動検知して、自動で迂回ルートを計算・設定すると言えそうです。とても便利ですね。

 

 

  • ルーティングテーブルとは?
    • ルート情報 (経路情報) を載せている
  • #show ip route でルーティングテーブルが出てくる
  • ルート情報に載っていること
    • どうやって、このルートを登録したのか
    • どれぐらいの距離、メトリックなのか
    • どの住所、アドレスなのか

 

ルーティングテーブルに情報を載せるには、直接繋がっているルーターであれば、IPアドレスを登録するだけで簡単にできます。
ここで問題になるのが、直接つながってないリモートネットワークをどう登録するかです。

 

 

  • スタティックルートとはいちいち人がコマンドを打って登録するやり方
  • めちゃくちゃ面倒..
  • そこで自動で簡単に設定できるダイナミックルートですよ
  • ダイナミックルートにはRIPやOSPFなどのプロトコルがある

 

RIPにあった問題を解決したのがOSPFで、現在はこれが主流になっています。

 

 

  • 最適ルートは単純にメトリックで比較しても導かれない
  • そこでアドミニストレイティブディスタンスが登場
  • Cisco独自のもので単位を換算して、比較できるようにした

 

ネットワークの速さに繋がるルートを決める上で、距離の問題はとても重要です。が、これだけ計測方法が違うと、この単位換算のチューニングはかなり難しいものに見えます。

 

 

  • 32ビットのアドレス情報を全部なめない
  • サブネットマスクまでのチェックで終わる

 

その他、インターネットの構成やBGPというプロトコルについても解説し、ルーティングのおさらいが完了です。

次からOSPFです。前段の説明が少し長く感じるかも知れませんが、これが理解できなていないと以降の話がまったくわからないので、とても重要でした。

 

 

OSPFとは

ルーティングのおさらいとOSPFの登場背景を理解したところで、具体的にOSPFというプロトコルにどんな特徴があるのか、解説してもらいました。

 

 

  • リンクステート情報 (LSA: Link State Advertisement) という、OSPFが有効になっているルーターの接続情報を、ルーター同士で交換する
  • そのLSAを集めてLSDB (Link State DataBase) を作成する
  • 最適ルートの計算にSPFというアルゴリズムを採用している
  • なのでOSPF
  • LSDBでネットワーク構成を把握できる!

 

OSPFはどのように動くのか

ここからはどのようにOSPFがLSAを収集して、LSDBを作り、更新しているのかというお話です。

 

 

  • OSPFのパケット、Helloパケットをルーター同士で転送して、LSAを収集
  • 32ビットのルータIDを使って、OSPFを使っているルーターなのか分かるようになってる
  • 繋がっているOSPFルーター (ネイバー) を見つけていく

 

 

  • ネイバーを見つけたら、LSAを交換して、LSDBを更新する
  • ただイーサネットのようなマルチアクセスネットワークだと、それぞれのルータ同士でLSAを交換するのは効率がよくない
  • そこでDR (Designated Router) という代表ルーターを作って、そこにLSAを集約する
    • マルチアクセスネットワークのときはDRとの間のみでLSAを交換して、LSDBを更新する
  • ネイバー情報の更新
    • 定期的に Helloパケット を送り合ってる
    • その定期の間隔を Hello/dead [生きてない] インターバル で設定している
    • 設定値は2つあるが、いまは 10秒/40秒 で設定するのがほとんど

 

 

  • OSPFのメトリック計測方法をもとに最適ルートを計算
    • 30年前に作られたプロトコルなので、100Mbpsを超えると計算しない。いまはギガの時代
    • なので計算式を変える必要があるんです
    • ポイントはメトリックを累積で計算しているところ

 

 

  • OSPFのステータスの読み方
    • 2WAY: ネイバー見つけたよ
    • FULL: 同期取れたよ // LSDBが一致したよ
    • 他のステータスが出たら詰まったサインなので調べてね

 

OSPFを設定すれば、あとはHelloパケットがよしなにやってくれて、人間はとても楽を出来ますね。

まったく話が違いますが、カーナビ同士がインターフェイスをもって最適ルートを計算するのに似ていて、自律システムはモデルが同じなのかも知れません。

 

OSPFを大規模向けに使う

いよいよOSPFを大規模ネットワークに適用します。ただ、そのままでは問題があります。

ここではどんな問題があって、どのように解決するのか、また実際にどのようにルーターを配置するのか、解説していただきました。

 

 

  • LSAそのものは小さいが、LSDBのサイズ、ルーティングテーブルも肥大化する
    • 小さいところでもルーターが障害を起こすと、全体のLSDBを更新してしまうときがある

 

 

  • エリアを分けて、疎結合にすることで影響範囲を狭める
  • エリアの種類とルーターのタイプ
    • 内部ルーター (エリア内の標準)
    • バックボーンルーター (エリア代表)
    • ABR
    • ABR
      • エリア同士を繋ぐルーター (バックボーンルーターとバックボーンルーターを繋ぐ)
      • バックボーンルーターがLSDBを持っているのではなく、ABRが持っている
      • なお、ここは冗長化したほうが良い

 

 

  • 実際にOSPFで生成されるLSDBとはどのようなものなのか
    • エリア内のネットワーク構成
    • エリア外のネットワークアドレス
  • OSPFを使ってないネットワークアドレス
    • ちなみにエリア内で障害が発生すれば、LSDBを再計算する
    • でもエリア外はその障害エリアを捨てるというだけでよい

 

 

ルーターのタイプ毎にLSAも変わり、どのルーターがどのLSAを共有しているのかも重要です。
ちなみに、タイプ 8 , 9 もあって、それがIPv6で使われるものです。

 

実際にCiscoルーターでOSPFを設定する (デモンストレーション)

最後に実際どのように cisco ルーターで設定するのか、Geneさんがデモされました。

 

デモしたこと

  • OSPFはネイバーを見つけないと始まらないので、ルーター毎にネイバーを見つける設定をやる。とはいえ、簡単3つの設定
    • OSPFを有効化するコマンドを打つ
    • ルータIDを決めるコマンドを打つ
    • インターフェイスでOSPFを有効化するコマンドを打つ
  • 設定後、Helloパケットを流し始める
  • Hello/dead インターバルを変える
    • デフォルト40秒だと遅いので変更コマンドを打つ
    • 重要なのは、インターバルを変えれば、他のルーターもやる
  • メトリック (コスト) 計算方法を変える
    • コスト = 100 / BM // 100は100Mbpsなので,、この100を変える
    • Hello インターバルと同じで、ルーター全部やらないとダメ
  • ネイバー認証を設定する
    • 勝手にルータつないで、LSDBとか変えるとマズイですからね
  • 動作を確認するコマンド
    • 思ったとおりに動作しているか確認するコマンド

 

そして最後にLSDBとLSAを実際見てみました。
実際に設定して、#show ip ospf dabase [router] のコマンド一発でネットワーク構成が出てくると、ネットワークエンジニアのやりがい「繋がった」感がありそうです!

 

まとめ

OSPFという大規模ネットワークで主流のプロトコルについて、何を解決するもので、どんなプロトコルで、どんな動作をするのかがわかり、最後にコマンドを見ることが出来ました。

Tipsとしては最後のコマンドのみでもOKかも知れませんが、なぜその設定をするのか分かると、忘れることもミスすることもありませんね。

これからネットワークを実際に構築する、CCNAの受験対策でOSPFを詳しく知っておきたい、という方には3時間で体系を一通り学べるので、とてもオススメです!

なお、最後のデモでは1台1台コマンドで設定していましたが、これを自動で設定できるように、徐々に浸透するSDN、OpenFlowの話に繋がっていくことを教えていただけました。

基礎をしっかり理解していると、新しいものが出てきたときにも、その便利さにいち早く気づけて試せるのかも知れません。

 


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