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活動実施日：2022年7月11日

インフラ実験活動レポート（OSPF前半）

1　実験環境と構築

1.1 実験環境

実験環境を以下に示す。

実験環境　 図１　構築の際に用いた図

  • ルーター同士はGE０とFE８で接続させることでそれぞれの通信速度を等しくしている(理由：各経路のコストを等しくするため)
  • ルーターIDにはループバックアドレスを用いている(理由：ループバックアドレスはルーターが正常に作動している場合に明示的にShutdownしない限りDownしないからと、仮想的なNICなので物理インターフェースの影響を受けないから)
  • プライオリティは全てのルータが１であるため、ルーターI Dの大きさによってDR／BDRの選出が行われる
  • OSPFを有効化させるインターフェースの指定に、共通で0.0.0.255のワイルドカードマスクを使用した(つまり、残り８ビットが任意になるIPアドレスを指定したということ)
  • 各経路のコストは等しい(コスト=10^8/帯域幅)
  • 全てのルーターは同じエリアに属している
  • ルーターにはSSH接続で設定を行った
  • 各ルータのそれぞれのインターフェースに設定したアドレスを以下に示す

RT1:　 LO 10.10.10.1　 FE8 172.16.10.1　 GE0 192.168.100.1　

RT2:　 LO 10.10.10.2　 FE8 192.168.100.2　 GE0 192.168.150.1　

RT3:　 LO 10.10.10.3　 FE8 192.168.150.2　 GE0 172.168.30.1　

1.2　構築方法

　簡易的な構築手順を以下に示す。
① ループバックアドレスを設定する
② ルーターの各インターフェースにIPアドレスを設定する
③ OSPFの設定をする
④ 他のルーターにも①〜③を行う

注意点：　

  • ワイルドカードマスクでは条件に応じて適切に設定する
  • プロセスIDは範囲内の値であれば各ルーターで異なる値を設定しても構わない

2　実験内容

　行った実験とその結果を以下に示す。

実験１　 RT１からRT３へpingが通るのか。また、反対からもpingを打ってみる。

仮説　 OSPFの設定が完了しており、ネイバーとして認識されていると考えられるためpingは通る。

結果　 通った。よって、各ルーターで適切にネイバーが認識されていると考えられる。 以下はパケットトレーサーで実行した際の結果である。

Router#ping 172.16.30.1　

Type escape sequence to abort.　 Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.30.1, timeout is 2 seconds:　 !!!!!　 Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 0/0/1 ms　

下図２の通り、パケットの中身を見てみるとHelloパケットが送信されていることも確認できた。

ハローパケット　 図２　Helloパケット

実験２　 show ip ospf neighborコマンドで各ルーターのネイバーを確認してみる。

結果　 各ルーターが適切にネイバーを認識していた。よって、Helloパケットが正常に送受信されていたことが確認できた。そして、RT１はRT2をDRとして、RT2はRT1をBDR・RT3をDRとして、RT3はRT2をBDRとして認識していた。また、各stateはFULLであったためLSDBの同期が完了しアジャセンシー(完全な隣接関係)になっていることが確認できた。 以下にパケットトレーサーで確認した結果を示す。

RT1:　

Router#show ip ospf neighbor　 Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface　 10.10.10.2 1 FULL/DR 00:00:39 192.168.100.2 GigabitEthernet0/0/0　

RT2:　

Router#show ip ospf neighbor　 Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface　 10.10.10.1 1 FULL/BDR 00:00:30 192.168.100.1 GigabitEthernet0/0/0　 10.10.10.3 1 FULL/DR 00:00:30 192.168.150.2 GigabitEthernet0/0/1　

RT3:　

Router#show ip ospf neighbor 　 Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface　 10.10.10.2 1 FULL/BDR 00:00:31 192.168.150.1 GigabitEthernet0/0/0　

実験3　 show ip ospf databaseコマンドでLSDBの要約情報を確認してみる。

結果　 LSAを生成したルーターの情報と実際に用意したルーターに矛盾がなかったため、正しく通信できることが確認できた。 以下にパケットトレーサーで確認した結果を示す。

Router#show ip ospf database OSPF Router with ID (10.10.10.1) (Process ID 10)

Router Link States (Area 0) ←LSAを生成したルーターの情報

Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count 10.10.10.1 10.10.10.1 436 0x80000005 0x007b21 2 10.10.10.3 10.10.10.3 442 0x80000005 0x002fef 2 10.10.10.2 10.10.10.2 437 0x80000006 0x005706 2

Net Link States (Area 0) Link ID ADV Router Age Seq# Checksum 192.168.150.2 10.10.10.3 442 0x80000002 0x007422 192.168.100.2 10.10.10.2 437 0x80000002 0x009239

実験4　 show ip routeコマンドで、ルーティングテーブルから各ルーターがOSPFでルートを学習できているか確認してみる。

結果　 今回の構成では、OSPFによって学習するルートは2つであるがルーティングテーブルを確認した結果、適切なルートを学習できていることが確認できた。 以下にパケットトレーサーで確認した結果を示す。

RT1:　 O 172.16.30.0/24 [110/3] via 192.168.100.2, 00:39:39, GigabitEthernet0/0/0　 O 192.168.150.0/24 [110/2] via 192.168.100.2, 00:39:39, GigabitEthernet0/0/0　

RT2:　 O 172.16.10.0/24 [110/2] via 192.168.100.1, 00:40:58, GigabitEthernet0/0/0　 O 172.16.30.0/24 [110/2] via 192.168.150.2, 00:41:08, GigabitEthernet0/0/1　

RT3:　 O 172.16.10.0/24 [110/3] via 192.168.150.1, 00:43:16, GigabitEthernet0/0/0　 O 192.168.100.0/24 [110/2] via 192.168.150.1, 00:43:16, GigabitEthernet0/0/0　

実験５　 show ip protocolsコマンドでOSPFのプロトコル情報を確認してみる。

結果　 各ルーターで設定したルーターID、networkコマンドで設定した内容、LSAを送り出しているルーターなどを確認することができた。また、自分達で設定した内容と矛盾が生じていなかった。 以下にパケットトレーサーで確認した結果を示す。

RT1:　 Router#show ip protocols 　

Routing Protocol is "ospf 10"　 Outgoing update filter list for all interfaces is not set 　 Incoming update filter list for all interfaces is not set 　 Router ID 10.10.10.1　 Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa　 Maximum path: 4　 Routing for Networks:　 192.168.100.0 0.0.0.255 area 0　 172.16.10.0 0.0.0.255 area 0　 Routing Information Sources: 　 Gateway Distance Last Update 　 10.10.10.1 110 00:15:30　 10.10.10.2 110 00:15:31　 10.10.10.3 110 00:15:36　 Distance: (default is 110)　

RT2:　 Router#show ip protocols 　

Routing Protocol is "ospf 10"　 Outgoing update filter list for all interfaces is not set 　 Incoming update filter list for all interfaces is not set 　 Router ID 10.10.10.2　 Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa　 Maximum path: 4　 Routing for Networks:　 192.168.100.0 0.0.0.255 area 0　 192.168.150.0 0.0.0.255 area 0　 Routing Information Sources: 　 Gateway Distance Last Update 　 10.10.10.1 110 00:15:02　 10.10.10.2 110 00:15:02　 10.10.10.3 110 00:15:08　 Distance: (default is 110)　

RT3:　 Router#show ip protocols 　

Routing Protocol is "ospf 10"　 Outgoing update filter list for all interfaces is not set 　 Incoming update filter list for all interfaces is not set 　 Router ID 10.10.10.3　 Number of areas in this router is 1. 1 normal 0 stub 0 nssa　 Maximum path: 4　 Routing for Networks:　 192.168.150.0 0.0.0.255 area 0　 172.16.30.0 0.0.0.255 area 0　 Routing Information Sources: 　 Gateway Distance Last Update 　 10.10.10.1 110 00:13:58　 10.10.10.2 110 00:13:58　 10.10.10.3 110 00:14:03　 Distance: (default is 110)　

実験６　 show ip ospf interfaceコマンドでOSPFが動作しているインターフェース情報を確認してみる。

結果　 各ルーターのインターフェースごとに振られたIPアドレスや所属するエリア、プロセスIDとルーターID、ネットワークタイプ、コスト、リンクの状態とプライオリティ、DRとBDRのルーターIDとIPアドレス、HelloインターバルとDeadインターバルを確認することができた。また、各ルーター間でこの設定にずれが生じていないことも確認できた。 以下にパケットトレーサーで確認した結果を示す。

RT1:　 Router#show ip ospf interface 　

GigabitEthernet0/0/1 is up, line protocol is up　 Internet address is 172.16.10.1/24, Area 0　 Process ID 10, Router ID 10.10.10.1, Network Type BROADCAST, Cost: 1　 Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1　 Designated Router (ID) 10.10.10.1, Interface address 172.16.10.1　 No backup designated router on this network　 Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5　 Hello due in 00:00:09　 Index 1/1, flood queue length 0　 Next 0x0(0)/0x0(0)　 Last flood scan length is 1, maximum is 1　 Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec　 Neighbor Count is 0, Adjacent neighbor count is 0　 Suppress hello for 0 neighbor(s)　 GigabitEthernet0/0/0 is up, line protocol is up　 Internet address is 192.168.100.1/24, Area 0　 Process ID 10, Router ID 10.10.10.1, Network Type BROADCAST, Cost: 1　 Transmit Delay is 1 sec, State BDR, Priority 1　 Designated Router (ID) 10.10.10.2, Interface address 192.168.100.2　 Backup Designated Router (ID) 10.10.10.1, Interface address 192.168.100.1　 Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5　 Hello due in 00:00:09　 Index 2/2, flood queue length 0　 Next 0x0(0)/0x0(0)　 Last flood scan length is 1, maximum is 1　 Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec　 Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1　 Adjacent with neighbor 10.10.10.2 (Designated Router)　 Suppress hello for 0 neighbor(s)　

RT2:　 Router#show ip ospf interface 　

GigabitEthernet0/0/0 is up, line protocol is up　 Internet address is 192.168.100.2/24, Area 0　 Process ID 10, Router ID 10.10.10.2, Network Type BROADCAST, Cost: 1　 Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1　 Designated Router (ID) 10.10.10.2, Interface address 192.168.100.2　 Backup Designated Router (ID) 10.10.10.1, Interface address 192.168.100.1　 Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5　 Hello due in 00:00:09　 Index 1/1, flood queue length 0　 Next 0x0(0)/0x0(0)　 Last flood scan length is 1, maximum is 1　 Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec　 Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1　 Adjacent with neighbor 10.10.10.1 (Backup Designated Router)　 Suppress hello for 0 neighbor(s)　 GigabitEthernet0/0/1 is up, line protocol is up　 Internet address is 192.168.150.1/24, Area 0　 Process ID 10, Router ID 10.10.10.2, Network Type BROADCAST, Cost: 1　 Transmit Delay is 1 sec, State BDR, Priority 1　 Designated Router (ID) 10.10.10.3, Interface address 192.168.150.2　 Backup Designated Router (ID) 10.10.10.2, Interface address 192.168.150.1　 Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5　 Hello due in 00:00:09　 Index 2/2, flood queue length 0　 Next 0x0(0)/0x0(0)　 Last flood scan length is 1, maximum is 1　 Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec　 Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1　 Adjacent with neighbor 10.10.10.3 (Designated Router)　 Suppress hello for 0 neighbor(s)　

RT3:　 Router#show ip ospf interface 　

GigabitEthernet0/0/1 is up, line protocol is up　 Internet address is 172.16.30.1/24, Area 0　 Process ID 10, Router ID 10.10.10.3, Network Type BROADCAST, Cost: 1　 Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1　 Designated Router (ID) 10.10.10.3, Interface address 172.16.30.1　 No backup designated router on this network　 Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5　 Hello due in 00:00:00　 Index 1/1, flood queue length 0　 Next 0x0(0)/0x0(0)　 Last flood scan length is 1, maximum is 1　 Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec　 Neighbor Count is 0, Adjacent neighbor count is 0　 Suppress hello for 0 neighbor(s)　 GigabitEthernet0/0/0 is up, line protocol is up　 Internet address is 192.168.150.2/24, Area 0　 Process ID 10, Router ID 10.10.10.3, Network Type BROADCAST, Cost: 1　 Transmit Delay is 1 sec, State DR, Priority 1　 Designated Router (ID) 10.10.10.3, Interface address 192.168.150.2　 Backup Designated Router (ID) 10.10.10.2, Interface address 192.168.150.1　 Timer intervals configured, Hello 10, Dead 40, Wait 40, Retransmit 5　 Hello due in 00:00:00　 Index 2/2, flood queue length 0　 Next 0x0(0)/0x0(0)　 Last flood scan length is 1, maximum is 1　 Last flood scan time is 0 msec, maximum is 0 msec　 Neighbor Count is 1, Adjacent neighbor count is 1　 Adjacent with neighbor 10.10.10.2 (Backup Designated Router)　 Suppress hello for 0 neighbor(s)　

3　まとめ

　今回の実験を通して知り得た主なことを箇条書きで以下に示す。　

  • ルーターIDを設定する際は、ループバックアドレスを用いるのが良い
  • ルーターIDの決定優先順位はコマンドで設定したアドレス、ループバックアドレス、物理インターフェースアドレスの順である
  • コストは10^8/帯域幅で求めることができ、コストを変更するためには以下の3つの方法がある
    ⑴ 手動で設定する　 ⑵ 帯域幅を変更する　 ⑶ 分子を変更する　
  • コストの算出式はネットワークで統一しなければならない
  • DR /BDRはプライオリティの大きさ、ルーターIDの大きさの順で決定される
  • Helloパケットを交換してネイバーを検出する
  • マルチキャストでHelloパケットを投げるときは224.0.0.5で全てのルーターに届き、DRなどだけに届けたいときは224.0.0.6で送信する
  • ネイバーはshow ip ospf neighborコマンドで確認することができる
  • LSDBの要約情報はshow ip ospf databaseコマンドで確認できる
  • OSPFのプロトコル情報はshow ip protcolsコマンドで確認できる
  • うまく接続できない際はshow ip ospf interfaceコマンドでルーター間の設定にずれが生じていないかを確認してみる