マルチエリアOSPF(OSPFの問題点)

 OSPFは、最短パスを求めるのに計算にダイクストラのアルゴリズムを使うルータへの負荷がとても高いルーティングプロトコルです。ルータのCPUやメモリ資源をかなり消費します。自律システム内のネットワーク規模が大きくなると、ルータへの負荷が高くなってしまいます。

 また、ネットワーク規模が大きくなるということは、障害やネットワークの変更が発生する可能性が高くなるため、頻繁にSPF(最短経路優先)の再計算が必要になってきます。

 さらに、ルータの数も増えることになりますから、トポロジデータベースを構築するためにルータ同士が交換している LSA の数も増えてしまします。

バックボーンエリア(エリア0)

OSPFは、以下のように動作します。

  1. 各ルータからのLSAを集めます。
  2. LSAを基にトポロジデータベースを構築します。
  3. SPF(Shortest Path First)アルゴリズムに基づき最短経路を計算します。
  4. 最短経路を基にルーティングテーブルを構築します。

1つのエリア内のルータの数が増えると以下のような問題が発生します。

  • 大量のLSAがエリア内で流れ、その結果、帯域幅を圧迫してしまう。
  • トポロジデータベースが大きくなる。
  • SPFアルゴリズムでの処理に負荷がかかる。
  • ルータに十分処理できるだけのCPUやメモリが必要になる。
  • エリア内の変更・障害が発生しやすくなり、その都度、最短経路を求めるために再計算が必要になる。

などの問題が発生します。

 OSPFは、非常に負荷の高いルーティングプロトコルであるため、ルータへの負荷が高まると、最短経路を求める計算で手一杯になってしまい、他の処理がおろそかになってしまいます。

 そこで、OSPFでは、ネットワークの規模が大きくなる場合には、ネットワークを複数のエリアに分割してマルチエリアでネットワークを構築します。

マルチエリア構成

 OSPFネットワークでは、小さなネットワークを1つのエリアとして設定し、複数のエリアをエリア0(バックボーン)に接続することで、ネットワークを階層構造に構築することができます。

 このように、1つのネットワークを複数のエリアに分割し、各エリア内とエリア間のルーティングとに分けていく方式を「階層型ルーティング」と呼んでいます。

 このエリアを定義する設計アプローチによって、LSAが届く範囲を分割することができ、ネットワークの変化をエリア内に留め、パフォーマンスを向上させることができます。

OSPFルータの種類

 OSPFルータは、役割に応じて、以下のタイプの名称で呼んでいます。その役割によって、送受信するアドバタイズの種類や、SPFツリー情報が異なってきます。

Internal:内部ルータ(Internal Router)

ルータのすべてのインターフェイスがが同一エリア内のルータしか接続していないルータ。他エリアには、接していません。

バックボーンルータ

 ルータのインターフェイスの少なくとも1つがバックボーンエリアに所属するルータのことをバックボーンルータと言います。

ABR:エリア境界ルータ(Area Border Router)

他のエリアへ接続されたインターフェイスを持つルータ。

ASBR:AS境界ルータ(AS Boundary Router)

 他のASや、OSPF以外のルーティングプロトコルを使用しているネットワークへ接続しているインターフェイスを持つルータ。

 OSPFの問題点を克服するには、1つのエリアを複数のエリアに分け、バックボーンエリアを介してエリア間を接続します。次の「マルチエリアOSPF(エリアの概念)」では、マルチエリアの動作、マルチエリアの接続について解説します。