OSPF

基本概念

OSPF (Open Shortest Path First) はリンクステート型のIGP (Interior Gateway Protocol)。LSAをフラッディングしてLSDBを同期し、SPF（Dijkstra）で最短経路を計算する。

項目	内容
種別	リンクステート型 IGP
メトリック	Cost（小さいほど優先）
設計単位	エリア（Area 0 がバックボーン）
代表バージョン	OSPFv2（IPv4）, OSPFv3（IPv6）

役割と用語

用語	意味
Router ID	OSPF装置を識別する32-bit値
ABR (Area Border Router)	複数エリアに接続し、エリア間経路を中継する
ASBR (Autonomous System Boundary Router)	外部経路をOSPFへ再配送する
DR / BDR	マルチアクセスNWで隣接数を抑える代表/副代表

項目	ポイント
Area 0	すべての通常エリアは最終的にArea 0へ接続する
マルチエリア化	SPF計算負荷を分割し、LSDB肥大化を抑制する

ルータID の選出

ルータIDはOSPFルータを一意に識別する32-bit値。以下の優先順位で決まる。

優先順位	選出基準	例
①	`router-id` コマンドで明示指定	`(config-router)# router-id 1.1.1.1`
②	起動中のループバックIFの最大IPアドレス	Loopback 1: 2.2.2.2 → ルータID=2.2.2.2
③	起動中の物理IFの最大IPアドレス	Fa0/0: 192.168.5.1, Fa1/0: 192.168.2.1 → ルータID=192.168.5.1

設定目的	コンフィグモード	コマンド
Router ID明示指定	Router config	`router-id <A.B.C.D>`

確認コマンド	見るポイント
`show ip ospf`	Router ID
`show ip ospf interface`	Process ID, Router ID

重要: ルータIDはOSPFプロセス起動時に決定される。変更後は clear ip ospf process またはプロセス再起動が必要。

ネイバー状態遷移

OSPFのネイバーは以下の状態を順に遷移して隣接関係（Adjacency）を確立する。

状態	意味	次の状態へのトリガー
Down	Helloを受信していない初期状態	相手からHelloパケットを受信
Attempt	NBMAのみ。手動ネイバーへHello送信中	相手からHelloを受信
Init	相手からHelloを受信したが、自分のRouter IDが相手のHelloに未掲載	相手のHelloに自分のRouter IDが含まれている（双方向確認）
2-Way	双方向通信確立。DR/BDR選出はここで行われる	DR/BDRとの関係ならDBD交換開始（DROTHERどうしはここで停止）
ExStart	DBD交換の準備。Master/SlaveをルータIDで決定	Master/Slave決定後、DBDパケットの交換開始
Exchange	DBDパケットでLSDBの概要（LSAヘッダ一覧）を交換中	DBD交換完了。不足LSAがあればLSRを送信
Loading	LSR (Link State Request) で不足LSAを要求し、LSU (Link State Update) で受信中	全LSAの受信完了
Full	LSDB同期完了。完全な隣接関係が確立された状態	-

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stateDiagram-v2
    Down --> Init : Hello受信
    Init --> 2Way : 双方向確認\n(相手Helloに自Router ID)
    2Way --> ExStart : DR/BDRとの関係
    2Way --> 2Way : DROTHERどうし\n(ここで停止)
    ExStart --> Exchange : Master/Slave決定
    Exchange --> Loading : DBD交換完了\n不足LSAあり
    Exchange --> Full : DBD交換完了\n不足LSAなし
    Loading --> Full : 全LSA受信完了

試験ポイント	内容
DROTHERどうし	2-Wayで止まる（FULLにならない）
DR/BDRとの関係	FULLまで遷移する
ExStartで止まる場合	MTU不一致が原因であることが多い
`show ip ospf neighbor` の State	FULL/DR、FULL/BDR、2WAY/DROTHER などで表示

確認コマンド	見るポイント
`show ip ospf neighbor`	State（FULL/2WAY/INIT等）、Dead Time
`show ip ospf neighbor detail`	状態遷移の詳細、再送カウンタ

覚え方: Down → Init → 2-Way → ExStart → Exchange → Loading → Full。「DI2-EELF」で覚える。

重要: DROTHERどうしは2-Wayまで。FULLになるのはDRまたはBDRとの間だけ。

重要: ExStartで止まったらMTU不一致を疑う。

Helloパケットと隣接構築条件

OSPFはHelloパケットでネイバーを発見・維持する。Helloに含まれる情報のうち、一致が必要なものが不一致だと隣接関係が構築されない。

Helloパケットの内容と一致条件

情報	一致の必要	説明
ルータID	無	ネイバー検出には不要
ネイバーの一覧	無	DR/BDR選出のために含まれるが、不一致でも隣接は成立
OSPFのプライオリティ	無	DR/BDR選出に使うが、一致不要
DRのIPアドレス	無	DR/BDR情報だが、不一致でも隣接成立
BDRのIPアドレス	無	同上
Hello間隔	有	不一致で隣接失敗
Dead間隔	有	不一致で隣接失敗
ネットワークマスク	有	不一致で隣接失敗
エリアID	有	不一致で隣接失敗
認証パスワード	有	不一致で隣接失敗
スタブエリアフラグ	有	不一致で隣接失敗

隣接不成立時のチェック項目

チェック項目	デフォルト値	確認コマンド
Hello間隔	ブロードキャスト：10秒 / NBMA：30秒	`show ip ospf interface`
Dead間隔	ブロードキャスト：40秒 / NBMA：120秒	`show ip ospf interface`
ネットワークマスク	IFのマスク	IFアドレスの確認
エリアID	`network` コマンドで指定	`show ip ospf interface`
認証	なし（デフォルト）	`show ip ospf interface`
スタブエリアフラグ	Normal（デフォルト）	`show ip ospf` / `show ip protocols`

設定目的	コンフィグモード	コマンド
Hello間隔変更	Interface config	`ip ospf hello-interval <秒>`
Dead間隔変更	Interface config	`ip ospf dead-interval <秒>`
認証設定	Interface config	`ip ospf authentication message-digest`

重要: process-id、router-id、priority、maximum-paths は隣接成立の必須条件ではない。これらが不一致でも隣接は成立する。

重要: Hello間隔を変更するとDead間隔も自動調整されるが、明示設定がある場合はそちらが優先される。

DR/BDR の選出

マルチアクセスネットワーク（Ethernetなど）で、LSAフラッディングを効率化するために DR (Designated Router) と BDR (Backup Designated Router) を選出する。

優先順位	基準	説明
①	プライオリティ	`ip ospf priority <0-255>` で設定。最大値→DR、次点→BDR
②	ルータID	プライオリティ同値時。ルータID最大→DR、次点→BDR

項目	内容
デフォルトプライオリティ	1
プライオリティ 0	DR/BDRに選出されない
非プリエンプティブ	DRが決まった後に高プライオリティのルータが参加しても、DRは入れ替わらない

設定目的	コンフィグモード	コマンド
プライオリティ変更	Interface config	`ip ospf priority <0-255>`

確認コマンド	見るポイント
`show ip ospf interface`	State（DR/BDR/DROTHER）、Priority、Designated Router / Backup DR
`show ip ospf neighbor`	DR/BDRのルータID、State

重要: プライオリティが同じならルータIDで決まる（大きい方が勝つ）。

重要: DR/BDR選出は非プリエンプティブ。既にDRが存在する場合、後から高い値のルータが参加してもDRは変わらない。

ネットワークタイプ

OSPFのネットワークタイプはインタフェースの種類によって自動的に選択される。

ネットワークタイプ	DR/BDR選出	Hello	Dead	設定コマンド
ブロードキャストマルチアクセス	する	10秒	40秒	`ip ospf network broadcast`
NBMA (Non Broadcast Multi Access)	する	30秒	120秒	`ip ospf network non-broadcast`
ポイントツーポイント	しない	10秒	40秒	`ip ospf network point-to-point`
ポイントツーマルチポイント	しない	30秒	120秒	`ip ospf network point-to-multipoint`

デフォルトネットワークタイプの判別

IF種別	デフォルトのネットワークタイプ
GigabitEthernet / FastEthernet	ブロードキャストマルチアクセス
Serial（PPP / HDLC）	ポイントツーポイント
フレームリレー（物理IF）	NBMA
フレームリレー（ポイントツーポイントサブIF）	ポイントツーポイント
フレームリレー（マルチポイントサブIF）	NBMA

確認コマンド	見るポイント
`show ip ospf interface`	Network Type、Hello/Dead間隔、State（DR/BDR/POINT_TO_POINT）

覚え方: DR/BDR選出は「マルチアクセス系（broadcast / NBMA）」だけ。Point-to-Point / Point-to-Multipoint では選出しない。

重要: Ethernet = broadcast（Hello 10秒）、Serial = point-to-point（Hello 10秒）がデフォルト。試験で頻出。

重要: 隣接構築にはネットワークタイプの一致も必要。片方がbroadcastで片方がpoint-to-pointだと隣接が上がらない。

LSAタイプ一覧

Type	名前	生成者	内容	スコープ
1	Router LSA	全ルータ	自ルータのリンク情報	エリア内
2	Network LSA	DR	マルチアクセスNW情報	エリア内
3	Summary LSA	ABR	他エリアプレフィックス	エリア間
4	ASBR Summary LSA	ABR	ASBR到達情報	エリア間
5	External LSA	ASBR	外部経路（再配送）	OSPFドメイン全体
7	NSSA External LSA	NSSA内ASBR	NSSA外部経路	NSSAエリア内

確認コマンド	見るポイント
`show ip ospf database`	LSAタイプごとのLSDB
`show ip ospf database summary`	LSA3の一覧

エリアタイプ

エリア	LSA 3	LSA 5	LSA 7	備考
Normal	○	○	-	制限なし
Stub	○	×	-	ABRがデフォルトルート注入
Totally Stub	×	×	-	エリア間詳細を抑えてデフォルト中心
NSSA	○	×	○	LSA7をABRでLSA5へ変換
Totally NSSA	×	×	○	NSSA + LSA3も制限

覚え方: Stub系は「LSA5を止める」。Totallyが付くと「LSA3も止める」。

Cost と経路選択

項目	内容
基本	合計Costが小さい経路を優先
計算	参照帯域幅 / IF帯域幅（実装依存）
使い分け	帯域差を反映した経路制御に使う

設定目的	コンフィグモード	コマンド
参照帯域幅変更	Router config	`auto-cost reference-bandwidth <mbps>`
IFコスト手動設定	Interface config	`ip ospf cost <value>`

確認コマンド	見るポイント
`show ip ospf interface brief`	IFごとのArea/Cost
`show ip route ospf`	OSPF経路（`O` / `O IA` / `O E1` / `O E2`）

経路集約

OSPFの経路集約には2種類のコマンドがあり、使う場所が異なる。

コマンド	実行場所	用途	集約対象	LSAタイプ
`area <ID> range <IP> <mask>`	ABR	エリア間経路の集約	エリア間経路	LSA3
`summary-address <IP> <mask>`	ASBR	外部経路の集約	再配送経路	LSA5

設定目的	コンフィグモード	コマンド
エリア間経路集約	Router config	`area <エリアID> range <集約IP> <マスク>`
外部経路集約	Router config	`summary-address <集約IP> <マスク>`

パラメータ	注意点
エリアID（area range）	集約元のエリアIDを指定する（宛先エリアではない）
マスク	サブネットマスク形式で指定（ワイルドカードマスクではない）

確認コマンド	見るポイント
`show ip route ospf`	集約経路が `O IA` で反映されているか
`show ip ospf database summary`	LSA3の集約状況

「外部経路」と「エリア間経路」の違い

用語	意味	LSAタイプ	経路表示	集約コマンド
エリア間経路	OSPF内の別エリアから来た経路	LSA3	`O IA`	`area range`
外部経路	OSPF以外のプロトコル（EIGRP, RIP, Static等）からredistributeされた経路	LSA5	`O E1` / `O E2`	`summary-address`

重要: area range はABRで、summary-address はASBRで使う。間違えると集約されない。

重要: area range のエリアIDは集約元（経路が存在する側）のエリアを指定する。

重要: 「外部」= OSPFドメインの外（別プロトコル）であり、「別エリア」ではない。ここを混同しやすいので注意。

エリア間ルートフィルタリング

ABRで area filter-list を使い、LSA3（エリア間経路）のフィルタリングができる。

in / out の方向

方向	意味	動作
`area <X> filter-list prefix <LIST> in`	エリアXが受信するルート情報にフィルタ	エリアXへLSA3を送らない
`area <X> filter-list prefix <LIST> out`	エリアXから送信するルート情報にフィルタ	エリアXの経路を他エリアに出さない

覚え方: area X in = エリアXに「入れない」、area X out = エリアXから「出さない」。

設定手順（2ステップ）

ステップ	コンフィグモード	コマンド
① プレフィックスリスト定義	Global config	`ip prefix-list <名前> seq <番号> deny <IP/mask>`
① 暗黙のdeny対策	Global config	`ip prefix-list <名前> seq <番号+1> permit 0.0.0.0/0 le 32`
② エリア間フィルタ適用	Router config	`area <エリアID> filter-list prefix <名前> in \| out`

コマンド	フィルタ対象	動作	影響範囲
`distribute-list prefix <LIST> in`	ルーティングテーブルへの経路登録	LSDBには入るが、ルーティングテーブルに載せない	自ルータのみ
`area <X> filter-list prefix <LIST> in`	LSA3のフラッディング	ABRがLSA3を生成しない	エリア全体

確認コマンド	見るポイント
`show ip route ospf`	フィルタ後の経路が消えているか
`show ip ospf database summary`	LSA3が生成されていないか

重要: distribute-list in は自ルータのルーティングテーブルのみ影響。filter-list はLSA3自体を止めるのでエリア全体に影響する。

重要: プレフィックスリストの末尾は暗黙の deny all。permit 0.0.0.0/0 le 32（全許可）を忘れると全経路がフィルタされる。

passive-interface

passive-interface はそのIFでHelloパケットの送受信を停止し、OSPFの隣接関係を確立しないようにする設定。

項目	内容
目的	隣接ルータがいないIF（PC・サーバ接続先）でOSPFのやり取りを停止する
動作	Hello送受信を停止 → 隣接関係が確立されない
経路広告	passive-interfaceにしても `network` コマンドで含めれば、そのIFのネットワークはOSPFで広告される
セキュリティ	不要なOSPF隣接を防ぎ、誤った経路情報の流入リスクを抑える

設定目的	コンフィグモード	コマンド
特定IFをpassiveに	Router config	`passive-interface <IF>`
全IFをpassiveに（例外を除外）	Router config	`passive-interface default` + `no passive-interface <IF>`

確認コマンド	見るポイント
`show ip protocols`	Passive Interface一覧
`show ip ospf interface`	対象IFのOSPF状態（Hello/Dead送信なし）

重要: passive-interfaceはHello送信を止めるだけで、そのIFのネットワーク広告は止めない。広告するには network コマンドでの指定が必要。

重要: 「隣接関係を確立しないため」が正解。「経路をアドバタイズしないため」は誤り。

OSPF 基本設定

設定目的	コンフィグモード	コマンド
OSPFプロセス開始	Global config	`router ospf <process-id>`
ネットワークをAreaへ所属	Router config	`network <ip> <wildcard> area <area-id>`
Router ID明示	Router config	`router-id <A.B.C.D>`
受動IF設定	Router config	`passive-interface <IF>`
デフォルト配布	Router config	`default-information originate`

確認コマンド	見るポイント
`show ip ospf neighbor`	隣接状態（FULL/2WAYなど）、Dead Time
`show ip ospf`	Process ID, Router ID, Area情報
`show ip ospf database`	LSAタイプごとのLSDB
`show ip ospf interface`	IF別のOSPF設定・状態
`show running-config \| section router ospf`	OSPF設定全体

重要: process-id はローカル値で、隣接成立条件ではない。

重要: 隣接不成立時は「Helloパケットと隣接構築条件」セクションのチェック項目を優先確認。

OSPF ​

基本概念 ​

役割と用語 ​

ルータID の選出 ​

ネイバー状態遷移 ​

Helloパケットと隣接構築条件 ​

Helloパケットの内容と一致条件 ​

隣接不成立時のチェック項目 ​

DR/BDR の選出 ​

ネットワークタイプ ​

デフォルトネットワークタイプの判別 ​

LSAタイプ一覧 ​

エリアタイプ ​

Cost と経路選択 ​

経路集約 ​

「外部経路」と「エリア間経路」の違い ​

エリア間ルートフィルタリング ​

in / out の方向 ​

設定手順（2ステップ） ​

distribute-list と filter-list の違い ​

passive-interface ​

OSPF 基本設定 ​