# Cisco - OSPF ## About OSPFv2 - link-state type - LSA(Link State Advertisement)をLSDB(Link Stete Database)に保存し，そのリンク情報をDijkstra Algorithmで計算し最短パスを計算． - Packet - IP Protocol Number: `89` - Hello: neighbor確立．キープアライブ． (multicast: `224.0.0.5`) Helloパケットは，ネイバーを検出するためのパケット．ネイバーを検出してネイバー関係を確立した後の キープアライブ（ネイバー維持）としても使用される．マルチキャスト(224.0.0.5)として送信される． - DBD: DBD（Database Description）パケットは，自身のLSDBに含まれているLSAのリスト一覧．ネイバー ルータとこのDBDを交換し合うことにより，自身に不足しているLSAが何なのかを認識することができる． - LSR: LSR（Link State Request）パケットは自身のLSDBに不足しているLSAがあった場合，ネイバールータに その特定のLSAを要求するために使用される． - LSU: LSU（Link State Update）パケットは，LSRによりネイバーから要求されたLSAを送信するために使用． - LSAにはtype1-type11まで存在する． - LSAck: LSAck（Link State Acknowledgement）は，LSUを受信したことを通知するための確認応答として送信． - Multicast - 全OSPFルータ宛: `224.0.0.5` - DR/BDR宛: `224.0.0.6` - Cost - default: cost = 100(Mbps) / Interface(Link) Bandwidth(Mbps) - Router Type - Internal Router - Backbone Router - ABR(Area Boarder Router) - ASBR(AS Boundary Router) - router-id 1. router-id コマンドで設定されたIPアドレス 1. shutdown させていないループバックインターフェイスに設定された最も大きいIPアドレス 1. shutdown させていない物理または論理インターフェイスに設定された最も大きいIPアドレス - Neighbor - OSPF neighborを確立するためには以下の7項目をneighbor routerと完全に一致させる必要がある． 1. Area-ID 1. Authentication (if auth. enabled) 1. Subnet mask 1. Hello Interval 1. Dead Interval 1. Stub area flag (optional) 1. Interface MTU size - State - Down: OSPFプロセス起動直後．リンクアップするとHelloを送出を開始． - Init: Helloを受け取った状態． - 2Way: Helloの送信と受信の両方が行われた状態． - 2Way stateになったのち，DR/BDR選出． 1. OSPFプライオリティ値が最も大きいルータがDRとなる． 1. OSPFプライオリティ値が2番目に大きいルータがBDRとなる． 1. OSPFプライオリティ値が同じ場合，ルータIDが最も大きいルータがDR，2番目に大きいルータがBDR． - Hello / Dead Interval - P2P, Broadcast: 10/40 - P2MP, P2MP(Non-Broadcast), NBMA: 30/120 - neighbor確立条件 1. area-id 1. authentication 1. network-mask 1. Hello interval 1. Dead interval 1. stub flag 1. MTU size - `(config-if)# ip ospf mtu-ignore`できる - Adjacency - neighbor のうち，LSAを交換するもの(p2pならneighborと同値．Multi-access networkなら　DR, BDR)のことをいう． - neighborが確立されたあと． - State - Exstart: 起動後状態．ルータIDの大きい方からDBDパケットを送出する．Adjcencyになりうるルータのうち，ルータIDの大きい方をマスタ，小さい方をスレーブと呼ぶ． - Exchange: 双方のLSDBの交換状態．マスタからDBDを送出し，スレーブからも送信する． - Loading: DBDをもとに自身と相手のLSDBを比較し，不足しているlink state情報(LSA)についてLSRを送出しLSUを要求． - Full: 双方のLSDBが同期された状態．同期プロセスの完了． - LSA Type 1. Type1: ルータLSA - 生成元: OSPFルータ - 自エリアでのみフラッディング． - ルータID，リンク数，リンクの種類，コスト値を含む - `show ip ospf database router` - code on routing table: `O` - passive-interface はこっち． 1. Type2: ネットワークLSA - 生成元: DR - 自エリアでのみフラッディング． - DRのIPアドレス，セグメント上のルータID一覧を含む - `show ip ospf database network` - code on routing table: `O` - EthernetのようなMultiaccess環境だと，多数のnodeが存在するときにLSA type1のみでは無駄なデータ量が増えるので，DRをrootとするLSA type2で必要な情報のみを伝搬する． 1. Type3: ネットワーク集約LSA - 生成元: ABR - 全エリアフラッディング(stub area, NSSAを除く) - 各エリアごとの経路情報，コスト値を含む(経路集約は手動で設定し通知する必要がある) - `show ip ospf database summary` - デフォルトルートはこれ． - code on routing table: `O IA` 1. Type4: ASBR集約LSA - 生成元: ABR - 全エリアフラッディング(stub area, NSSAを除く) - ABRが知っているASBRのルータID，コスト値を含む - ASBRに到達するためのメトリックのこと． - `show ip ospf database asbr-summary` - code on routing table: `O IA` 1. Type5: AS外部LSA - 生成元: ASBR - 全エリアフラッディング(stub area, NSSAを除く) - 再配布した経路情報，コスト，ネクストホップを(外部AS(非OSPF)にある情報)含む - `show ip ospf database external` - code on routing table: `O E1 / O E2` - 初期でE, type2．コスト加算されない． - redistributeはこれ． 1. Type7: NSSA外部LSA - 生成元: NSSAのASBR - NSSA内部only - 再配布した経路情報，コスト，ネクストホップを(外部AS(非OSPF)にある情報)含む - `show ip ospf database nssa-external` - code on routing table: `O N1 / O N2` - 初期でE, type2．ASBRまでのコスト加算がされない． - `O`はOSPF, `E`はExternal, `N`はNSSA? - ちなみに`E1/E2`, `N1/N2`の違いは下記 - `1`: コスト加算型(O E1) - シードメトリック値に経由するルータのコスト値が加算されていく - `2`: コスト透過型(O E2) - シードメトリック値のまま変化せず、OSPFネットワークへ通知されていく - LSAのSeq. Noは0x80000001から始まり，Updateするごとに1ずつインクリメントする． - LSAにはaging timerが存在し，60分を過ぎた場合は該当のLSAを削除する． - ルーティングテーブルへの格納順序(同一経路の優先順位) 1. `O `: エリア内の経路(intra-area：同一エリアから伝えられている経路情報) 1. `O IA`: エリア間の経路(inter-area：異なるエリアから伝えられている経路情報) 1. `O E1`: 外部経路タイプ1(external type1：OSPFに再配送されている経路情報) 1. `O E2`: 外部経路タイプ2(external type2：OSPFに再配送されている経路情報) - エリア - Backbone Area - area 0 - LSA: 1-5 - Standard Area - LSA: 1-5 - バックボーン，Stub, NSSAでないエリア． - Stub Area - LSA: 1-3 - 非OSPFネットワークとは，ASBRのルート(LSA type5)ではなく，ABRの配布するデフォルトルートを用いてアクセスする - デフォルトルートは自動生成される - ASBRの配置不可．仮想リンク設定不可． - ABRは自動的にdefault routeを生成する． - エリア内全ルータで`area stub` - Totally Stub Area - LSA: 1-2 + デフォルトルートのLSA Type3 - Stub Area同様，ASBRのルート(LSA type5)ではなく，ABRの配布するデフォルトルートを用いて非OSPFネットワークとアクセスする - デフォルトルートは自動生成される - さらにABRのLSA type3のルートも利用せず，ABRが広告するデフォルトルートのみを利用する． - つまり非OSPFネットワークおよび他エリアネットワークの両方をデフォルトルートを用いてアクセスする． - エリア内全ルータで`area stub`，ABRのみ`area stub no-summary` - Not so Stubby Area(NSSA) - LSA: 1-3, 7 - Stub AreaにASBRが存在． - NSSAのASBRから外部ルートが再配布された場合LSA type7により伝搬(NSSA内only) - NSSAから外部areaに向けてはABRでLSA type5として伝搬 - 多エリアからの外部経路はデフォルトルートを用いるが，NSSAのABRではデフォルトルートを手動で生成する必要がある． - エリア内全ルータにて`area nssa` - ABRにて`area nssa default-information-originate` - デフォルトルートは自動生成されない - Totally Not so Stubby Area(Totally NSSA) - LSA: 1-2, 7 + デフォルトルートのLSA Type3 - デフォルトルートは自動生成される - エリア内全ルータにて`area nssa` - ABRにて`area nssa no-summary` - Network Type - P2P(Point-to-Point) - DR/BDR選出は行われず必ずadjecencyとなる． - Broadcast Multi Access - DR/BDR選出が行われる． - NBMA(Non-Broadcast Multi Access) - 5つのmodeがある - NBMA - Broadcast - Point-to-Point - Point-to-Multipoint - Point-to-Multipoint(Non-Broadcast) ``` +---------------------+----------+-----------+--------------------+---------------------+----------+ | NBMA Mode | Neighbor | DR/BDR | Appropreate | ip ospf network | Hello | | | Detect | Candidate | Topology | | Interval | +---------------------+----------+-----------+--------------------+---------------------+----------+ | NBMA | Manual | Yes | Full Mesh | non-broadcast | 30 | | Broadcast | Auto | Yes | Full Mesh | broadcast | 10 | | Point-to-Point | Auto | No | Star(subInterface) | point-to-point | 10 | | Point-to-Multipint | Auto | No | Star | point-to-multipoint | 30 | | Point-to-Multipoint | Manual | No | Star | point-to-multipoint | 30 | | (Non Broadcast) | | | | nonbroadcast | | +---------------------+----------+-----------+--------------------+---------------------+----------+ ``` - Virtual Link - 全てのareaは必ずbackbone area(Area 0)に接続している必要があるが，直接接続できない場合，virtual linkで論理的に接続することが可能． - `(config-router)# area virtual-link ` - Authentication - インターフェイス認証 ``` (config-if)# ip ospf authentication [message-digest] #md5の場合のみmessage-digest.平文の場合は不要． (config-if)# ip ospf message-digest-key md5 #md5の場合 (config-if)# ip ospf authkentication-key #平文の場合 ``` - エリア認証 ``` (config-router)# area authentication [message-digest] #md5の場合のみmessage-digest.平文の場合は不要 # 認証password/digestは各interface にて設定する． (config-if)# ip ospf message-digest-key md5 #md5の場合 (config-if)# ip ospf authkentication-key #平文の場合 ``` - virtual link認証 ``` (config-router)# area virtual-link message-digest-key md5 #md5の場合 (config-router)# area virtual-link authkentication-key #平文の場合 ``` - LSA pacing - OSPFは、lsa-group pacingと呼ばれる一定間隔のLSA処理がある． - 複数のLSAを1つのグループでまとめて管理することでリソースの効率化を図る． - checksumによるLSA破損有無の確認を行う．(defalutで10分ごと) - aging time30分を過ぎていた場合はそのLSAを再送する - aging time60分を過ぎていた場合はそのLSAを破棄する． - defalutでlsa-group pacingは240秒間隔で行われる． - 30min 経過したLSAは発信元ルータからLSAが再度送信されてRefreshされる． - 長いほど一度に送られるLSUが多くなるのでパラメータ調整が可能．短くすると一度に該当するLSAが減るので量が減る． ``` (config)#router ospf (config-router)#timers pacing lsa-group ``` - `show ip ospf timers lsa-group` - Redistribution - シードメトリックは20 - ただしBGPからの再配布の場合は1 - distribution-list の扱い - distribute-list out - distribute-list outコマンドは再配送されたOSPF LSA Type-5に対してのみ有効となる - redistributeした上で，distribute-list outコマンドを利用することで特定の経路をフィルタできる． - distribute-list in - OSPFで学習した経路をルーティングテーブルに反映させたくない場合に利用できる． - LSA自体のfilteringは行われないためLSDBは通常通り構築される． - LSAのフラッディングも同様に行われるため，あくまでルーティングテーブルへの反映をしないとだけ思うべき． - その他 - Ciscoの推奨 - 一台のルータは最大3areaまでの所属 - 1areaあたり50台までのルータで構成 ## configuration ``` router ospf 1 # process id router-id 1.1.1.1 # network address wildcard-mask area area-id network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0 network 172.16.1.1 0.0.0.0 area 0 area [stub|stub no-summary|nssa|nssa no-summary] # no-summaryはABRにのみ入れる． maximum-paths 10 # set maximum ecmp path (default:4, max:16) passive-interface Loopback0 # set passive interface passive-interface default # if you set default passive, use together with `no passive-interface` sentence to set active interface. no passive-interface GigabitEthernet 0/1 neighbor 192.168.0.2 # if it was NBMA network. it's can't accept ospf multicast, so neighbor address must be configured manually. refistribute eigrp 10 metric 100 subnets distribute-list 10 out eigrp # Route Addgegation summary-address 172.16.0.0 255.255.0.0 # at ASBR as LSA type5 area 10 range 172.16.0.0 255.255.0.0 [ cost cost ] # at ABR as LSA type3 # virtual link area 0 virtual-link 1.1.1.1 # area virtual-link # default route default-information originate [always] [metric metric] [metric-type [ 1 | 2 ]] # Authentication area area-id authentication [ message-digest(in MD5)] interface GigabitEthernet 0/1 auto-cost reference-bandwidth 1000 # set auto-cost numerator bandwidth 1000 # set bandwidth for cost calculation ip ospf priority 10 # ip ospf priority number for DR/BDR selection ip ospf cost 100 # set ospf cost ip ospf network [broadcast|point-to-point|non-broadcast|point-to-multipoint|point-to-multipoint nonbroadcast] ip ospf hello-interval 10 ip ospf dead-interval 40 ip ospf dead-interval minimal hello-multiplier 5 # fast hello(5 hellos sent in 1sec. dead-interval is set 1sec automtically) # Authentication ip ospf authentication-key # plaintext ip ospf message-digest-key md5 # md5 ``` ## commands // ここはt-shootのために見直し，もっと書く． - `show ip protocols` - `show ip ospf` - `show ip ospf interface` - `show ip ospf neighbor` - `show ip ospf database` - LSAのSeq. Noは0x80000001から始まり，Updateするごとに1ずつインクリメントする． - `debug ip ospf events` - `undebug [all|hoge]` - `clear ip ospf proccess` - `clear ip ospf [pid] {process | redistribution | counters [neighbor [neighbor-interface] [neighbor-id]]}` - Syntax Description - pid: (Optional) Process ID. - process: Reset OSPF process. - redistribution: Clear OSPF route redistribution. - counters: OSPF counters. - neighbor: (Optional) Neighbor statistics per interface. - neighbor-interface: (Optional) Neighbor interface. - neighbor-id: (Optional) Neighbor ID. - router-idを変更した場合など．ospfプロセス再起動が必要． ## debug/t-shoot ## About OSPFv3 - OSPFｖ3LSAを新たに定義 - LSA Type8: Link LSA - LSA Type9: Intra Area Prefix LSA - Multicast - `FF02::5`: 全てのOSPFv3ルータ宛 - `FF02::6`: DR/BDR - next_header: 89 - neighbor確率，およびnexthopにlink-local address を使用 - IPsecを使用した認証も可能 - リンク単位（I/F単位）で有効化 - config ``` # IPv6の有効化 (config)# ipv6 unicast-routing (config)# ipv6 router ospf (config-rtr)# router-id (config)# int gi 0/1 (config-if)# ipv6 ospf area # interface で有効化 ``` - interface で有効化する以外はほぼ変わらない？ - passive-interface指定もinterface ではなくrtr階層で行う． - show系 - `show ipv6 protocols`: ルータで設定されているルーティングプロトコルの要約情報の表示 - `show ipv6 ospf neighbor`: OSPFv3により探知されたネイバールータの表示 - `show ipv6 ospf database`: OSPFv3のリンクデータベースの表示 - `show ipv6 route ospf`: OSPFv3で学習したルート情報の表示 - `show ipv6 ospf interface`: OSPFv3の有効化インターフェース、所属エリア、コスト値、タイマー値、隣接ルータの確認 ## References - [OSPF - Type 1 LSA vs Type 5 LSA (passive vs redistribute) - Darren's Blog](https://mellowd.co.uk/ccie/ospf-type-1-lsa-vs-type-5-lsa/) - [OSPF 設計ガイド - Cisco](https://www.cisco.com/c/ja_jp/support/docs/ip/open-shortest-path-first-ospf/7039-1.html) - [ネットワークエンジニアとして](https://www.infraexpert.com/)