OSPF(DR・BDRの選出)

 OSPF では、ルーティング情報を共有するために、近接関係を結びます。この近接関係は、adjacency(アジャセンシ)と呼ばれます。自分が接続されているOSPFネットワーク上で、隣接関係が確立されると、リンクステート情報を交換します。

例えば、下図のように5台のルータがある場合、10の隣接関係が必要になります。

n 台のルータがあれば、n×(n-1)÷2 の隣接関係が必要となります。

 と言うことは、10台ルータがあれば、45の隣接関係が必要になることになります。これだと、ルータの数が増えれば増えるほど、よりたくさんの隣接関係が必要になってきます。

 隣接関係を確立して、全ての隣接ルータとリンクステート情報を交換したとすると、オーバーヘッドがすごいことになってしまいます。

DR・BDRの選出

そこで、OSPF では、次の3種類のネットワークを自動的に認識し、DR、BDR を選出するようになっています。

※DR(designated router): 「代表ルータ」と呼ばれています。
※BDR(backup designated router: 「バックアップ代表ルータ」と呼ばれています。
※DROTHER : DR、BDRに選出されなかったルータです。

  • ブロードキャストマルチアクセス: イーサネットなど
  • ポイントツーポイントネットワーク: PPP、HDLC
  • 非ブロードキャスト マルチアクセス(NBMA): フレームリレーなど

 ブロードキャストマルチアクセス、非ブロードキャスト マルチアクセスでは、DR、BDR の選出を行い、ポイントツーポイントネットワークでは、DR、BDR の選出は、行われません。

 DR は、ブロードキャストセグメント内の全ての他のルータと隣接関係を結び、セグメント内の他のルータは、自分のリンクステート情報を DR に送信します。もし、DR に障害が起こったとしても BDR が DR の役割を引き継ぐようになっています。

 DR、BDR を選出することによって、リンクステート情報の交換でのオーバーヘッドを減らし、帯域幅を節約するようになっています。

 ちなみにDR、BDR を選出することによって、5台のルータ環境では、DR、BDR は、下図のように、LSA を受信するようになります。

 イーサネットでは、DR、BDR が1つずつ選出されます。DR、BDR の選出される基準ですが、優先度(PRIORITY)とROUTERIDで決まるようになっています。

 DR の選出は次のルールで決まります。ただし、必ず、期待通りに DR、BDR が選出されるわけでは、ありません。ルータの電源を入れるタイミングも影響してきます。OSPF のプロセスが起動するまでの間に、既に他のルータが DR に選出されている場合、後から起動(追加)したルータは、いくら、ROUTERID、優先度が高くとも、既に選ばれている DR がダウンするまで DR になれません。

DRの選出ルール

1.優先度が一番大きいルータから、DR、BDR の順に選出される。

PRIORITY = 0~255で、数値が大きいほど優先度が高くなります。値が0の場合は DR に選出されません。

2.優先度が同じときは、ROUTERID が大きいルータから、DR、BDR の順に選出される。

 ループバックインターフェイスに IPアドレスが設定されていれば、ループバックインターフェイスに振られたIPアドレスがROUTERID になります。ループバックインターフェイスは物理インタフェースより優先されます。

 ループバックインターフェイスは、ルータ自身がダウンしない限りダウンすることがない仮想的なインタフェースです。OSPFネットワークでは、安定性を確保するにアクティブなインタフェースが常に存在しているように見せかけたい場合に設定します。

 アクティブな物理インターフェイスで最も大きい番号の IPアドレス、ROUTERID となります。例えば、ルータの物理インターフェイスに、「192.168.1.1」と「192.168.1.2」が設定されている場合、「192.168.1.2」の方が番号が大きいので、ROUTERID は「192.168.1.2」になります。

 アクティブなインターフェイスが複数存在する場合、ROUTERID は、自身の装置のインターフェイスに振られた IPアドレスの中で最も大きなものが選択されます。

つまり、DR、BDR の選出については、

  1. 優先度(PRIORITY)
  2. ループバックインターフェイスの IPアドレス
  3. 物理インターフェイスの IPアドレス

の順に注目していけば、どのルータが DR、BDR に選出されるのか分かります。

 こうして、DR、BDRが決まると、DR は、LSA アップデートをマルチキャストアドレス「224.0.0.5」を使って送信します。DR、BDR 以外のルータは、DR、BDR に対して、マルチキャストアドレス「224.0.0.6」を使って LSA アップデートを送信するようになります。

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