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@titsuki

titsuki/gist:e97f69e662402aef55161804f2e75f9d

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7.5 OSPF

  • OSPFとは
    • IS-ISプロトコルを参考にして作られたリンク状態型のルーティングプロトコル
    • リンク状態型なので、ループのあるネットワークでも安定した距離制御を行うことができる
    • サポートしている機能: サブネットマスク、エリアの概念、IPヘッダのサービスタイプごとに複数の経路制御表を作成

7.5.1 OSPFはリンク状態型のルーティングプロトコル

  • リンク状態型とは

    • ルーター間で、ネットワークのリンク状態を交換し、ネットワークのトポロジーの情報を作成
    • そのトポロジー情報をもとにして経路制御表を作成

  • RIPとの違い

    • RIP: 通過するルーターの数を最小化する
    • OSPF: 各リンクに重みをつけることが可能。その重みの合計を最小化する

7.5.2 OSPFの基礎知識

  • 隣接ルーター
    • 同一リンクに接続されているルーター

OSPFパケット

  • Helloパケット: 接続確認
  • データベース記述パケット: ルーターの経路制御情報の同期
  • リンク状態要求パケット: バージョンが古い場合に経路制御情報を要求
  • リンク状態更新パケット: 経路制御情報の送信
  • リンク状態確認応答パケット: 経路制御情報の受信の確認

7.5.3 OSPFの動作の概要

  • 接続が切れるとリンク状態更新パケットがほかのルーターに送信される

    • 接続が切れたかどうかの検知はHELLOパケットを利用して行われる

  • リンク状態更新パケットで伝える情報

    • ネットワークLSA
      • ネットワークにどのルーター接続されているのかの情報
    • ルーターLSA
      • ルーターにどのネットワークが接続されているかの情報

  • LSAがルーターに伝わるとリンク状態データベースが生成される

  • リンク状態データベースとは

    • 経路制御表のもとになる
    • 経路制御表はダイクストラ法で生成される

7.5.4 階層化されたエリアに分けてきめ細かく管理

  • エリア

    • ネットワークが大きくなり、トポロジーデータベースが大きくなった時に、計算の負荷を軽減する
    • ネットワーク同士やホスト同士をまとめてグループ化したもの

  • エリアの制約

    • AS内には複数のエリアが存在できるが、かならず1つのバックボーンエリアがなければならない
    • 各エリアは必ずバックボーンエリアに接続されていなければならない

  • ルーターの種類

    • エリア境界ルーター: エリアとバックボーンエリアを結ぶルーター
    • 内部ルーター: エリア内のルーター
    • バックボーンルーター: バックボーンエリアにのみ接続されているルーター
    • AS境界ルーター: 外部と接続しているルーター

  • なぜ処理の負荷が軽くなるのか

    • ルーターはエリア内部のリンク状態だけから、経路制御表を計算するから

7.6 BGP

  • BGPとは
    • 組織間を接続するときに利用されるプロトコル
    • EGPに分類される

7.6.1 BGPとAS番号

  • BGPは通過するASの数をもとに経路制御を行う
  • ASシステムとは
    • ISPや地域ネットワークなど、組織を束ねるネットワーク集団
    • それぞれのASに対して16ビットのAS番号が割り当てられている
    • あるASがほかのASと接続するときには契約を結んでいなければならない
      • e.g., AS1とAS3が接続するためには、専用回線でつなぐか、通信パケットを中間にあるASが中継しなければならない

7.6.4 BGPは経路ベクトル

  • BGPスピーカーとは

    • BGPにより経路制御情報を交換するルーター

  • AS経路リストとは

    • 目的とするネットワークアドレスにパケットを送った場合に、そこに到達するまでに通過するAS番号のリスト

  • 経路の選択に使われるメトリックはAS

    • 接続相手との契約内容に応じて経路選択することも可能

  • BGPは経路ベクトル

    • 通過する経路のリストで経路選択を行うプロトコルを採用している
    • 経路のループが検知でき、無限カウントの問題が起きなくなる
    • 限定的な形ではあるにしろ、ポリシーによる経路制御が可能になる

7.7 MPLS

  • MPLSとは
    • ラベルスイッチングの代表
  • ラベルスイッチングとは
    • IPパケットに「ラベル」という別の値を設定し、そのアドレスに基づいてパケットを転送する
  • MPLSの特徴
    • データリンク層のような下位層とIP層との間の階層で機能する
    • 通常のルーターでは処理できないため、インターネット全体で利用できる技術ではない

7.7.1 MPLS ネットワークの動作

  • LSRとは

    • MPLSに対応したルーターのこと
    • MPLSタグをパケットに付与したり、はやしたりする

  • ラベルのつけ方

    • もともとラベルに相当するものを持っているデータリンクの場合: そこに直接ラベルをマッピング
    • そうでない場合: 新たにシムヘッダというものを追加し、このシムヘッダのなかにラベルを含める

  • Push/Swap/Pop (図7.23)

    • Push: ラベルを付けてフォワーディングする動作
    • Swap: ラベルを付け替えてフォワーディングする動作
    • Pop: ラベルを外してフォワーディングする動作

  • LSPとは

    • パケットの、ラベルによって決まる同一の道筋
    • ツーポイントLSP, マージLSPがある

7.7.2 MPLSの利点

  • 利点1: 転送処理が高速化される

    • MPLSでは固定長のラベルを使用するため、処理が単純になり転送処理のハードウェア化による高速化が可能
    • インターネットのバックボーンルータで処理するデータ量が減る
      • 膨大な量の経路制御表の記憶が不要になり、必要な数だけラベルを設定すればよくなる

  • 利点2: ラベルを利用して仮想的なパスを張り、その上でIPなどのパケットを使った通信ができる

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