【OSPF】 Graceful Shutdown 動作確認 Cisco

OSPF のルータを止めるとき、OSPF のプロセスを shutdown コマンドで止めると、ネイバーに「これから止まる」ことを伝えられます。ネイバーは Dead タイマーが切れるのを待たずに止まったことを知り、すぐに経路を計算し直せるので、ネットワークの収束（コンバージェンス）が早くなります。この記事では、Cisco ルータで OSPF のグレースフルシャットダウンを実行し、そのときに送られるパケットを確かめます。

この記事でわかること

router ospf の shutdown でネイバーの状態がどう変わるか
シャットダウンのときに送られる2つのパケット（LS Update と Hello）
no shutdown での復旧

検証構成
シャットダウンのときに送られるパケット
1. LS Update（LS Age 3600）
2. Hello（DR・BDR が 0.0.0.0、Neighbor なし）
シャットダウンからの復旧
1. no shutdown で戻す
まとめ

検証構成

R1 と R2 を 192.168.12.0/24 でつなぎ、エリア0で OSPF のネイバーにしています。R1 の OSPF プロセスをシャットダウンします。

図1　検証構成

事前に隣接関係を確認する

R1 と R2 は FULL の隣接関係で、R2 が DR、R1 が BDR です。

R1# show ip ospf neighbor
Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
2.2.2.2           1   FULL/DR         00:00:38    192.168.12.2    FastEthernet0/0.12


R2# show ip ospf neighbor
Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
1.1.1.1           1   FULL/BDR        00:00:36    192.168.12.1    FastEthernet0/0.12

R1 の OSPF プロセスを shutdown する

R1 の router ospf で shutdown を実行すると、R1 ではすぐに R2 とのネイバーがダウンします。これ以降、R1 は Hello を送りません。

R1(config)# router ospf 1 
R1(config-router)# shutdown 
R1(config-router)#
*Jul 19 03:05:58.827: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 2.2.2.2 on FastEthernet0/0.12 
from FULL to DOWN, Neighbor Down: Interface down or detached

R2 の状態を確認する

R2 では、R1 の状態が FULL から INIT に変わっています。R1 からシャットダウンの知らせ（次の節の Hello）を受け取ったためです。

R2# show ip ospf neighbor


Neighbor ID     Pri   State           Dead Time   Address         Interface
1.1.1.1           0   INIT/DROTHER    00:00:14    192.168.12.1    FastEthernet0/0.12

INIT になった時点で、R2 は R1 との隣接関係がなくなったものとして扱います。R1 はもう Hello を送らないので、Dead タイマー（既定 40 秒）が切れると、R1 は INIT から DOWN になります。ログの時刻を見ると、シャットダウン（03:05:58）からちょうど 40 秒後です。

R2#
*Jul 19 03:06:38.987: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 1.1.1.1 on FastEthernet0/0.12 
from INIT to DOWN, Neighbor Down: Dead timer expired

シャットダウンのときに送られるパケット

shutdown を実行した直後、R1 から R2 へ2つの OSPF パケットが送られます。

図2　グレースフルシャットダウンの流れ

LS Update（LS Age 3600）

R1 は、自分が作ったルータ LSA の LS Age を最大値の 3600 秒（MaxAge）にして、LS Update で送ります。MaxAge の LSA を受け取った R2 は、その LSA を LSDB から消します。

画面イメージについて

この記事の画面は、実際の画面ではなく、検証時の画面から見るポイントを抜き出して描いたイメージです。バージョンによって、項目の並びや表記は変わります。

パケットキャプチャ（Wireshark）：LS Update画面イメージ

▸ Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.12.1, Dst: 224.0.0.5▾ Open Shortest Path First  ▾ OSPF Header      Version: 21      Message Type: LS Update (4)      Packet Length: 76      Source OSPF Router: 1.1.1.1      Area ID: 0.0.0.0 (Backbone)      Checksum: 0x5a30 [correct]      Auth Type: Null (0)      Auth Data (none): 0000000000000000  ▾ LS Update Packet      Number of LSAs: 1    ▾ LSA-type 1 (Router-LSA), len 482        .000 1110 0001 0000 = LS Age (seconds): 3600        0... .... .... .... = Do Not Age Flag: 0      ▸ Options: 0x22, (DC) Demand Circuits, (E) External Routing        LS Type: Router-LSA (1)        Link State ID: 1.1.1.1        Advertising Router: 1.1.1.1        Sequence Number: 0x80000003        Checksum: 0x4cd9        Length: 48      ▸ Flags: 0x00        Number of Links: 2      ▸ Type: Stub     ID: 1.1.1.1         Data: 255.255.255.255 Metric: 1      ▸ Type: Transit  ID: 192.168.12.2    Data: 192.168.12.1    Metric: 1

図3　R1 が送った LS Update（実際の画面ではなく、表示内容のポイントを示したイメージです）

No.	表示	意味
1	`Message Type: LS Update (4)`	LSA を送るパケット（タイプ4）
2	`LS Age (seconds): 3600`	R1 のルータ LSA（Link State ID 1.1.1.1）の年齢を最大値にしたもの。受け取ったルータはこの LSA を消す

Hello（DR・BDR が 0.0.0.0、Neighbor なし）

続けて R1 は、DR と BDR を 0.0.0.0 にし、ネイバー（Active Neighbor）の一覧を空にした Hello を送ります。Router Priority も 0 になっています。R2 の show ip ospf neighbor で R1 の Pri が 0 になっていたのはこのためです。

パケットキャプチャ（Wireshark）：Hello画面イメージ

▸ Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.12.1, Dst: 224.0.0.5▾ Open Shortest Path First  ▾ OSPF Header      Version: 2      Message Type: Hello Packet (1)      Packet Length: 44      Source OSPF Router: 1.1.1.1      Area ID: 0.0.0.0 (Backbone)      Checksum: 0xea9d [correct]      Auth Type: Null (0)      Auth Data (none): 0000000000000000  ▾ OSPF Hello Packet      Network Mask: 255.255.255.0      Hello Interval [sec]: 10    ▸ Options: 0x12, (L) LLS Data block, (E) External Routing1      Router Priority: 0      Router Dead Interval [sec]: 402      Designated Router: 0.0.0.0      Backup Designated Router: 0.0.0.0  ▸ OSPF LLS Data Block

図4　R1 が送った Hello（実際の画面ではなく、表示内容のポイントを示したイメージです）

No.	表示	意味
1	`Router Priority: 0`	DR・BDR の候補から外れる
2	`Designated Router: 0.0.0.0` `Backup Designated Router: 0.0.0.0`	DR・BDR なし。Packet Length が 44 バイトで、Active Neighbor の欄がない（ネイバーの一覧が空）

受け取った Hello のネイバー一覧に自分（R2）のルータ ID が入っていないので、R2 は R1 を2-WAY 以上の状態にしておけず、FULL から INIT に下げます。

シャットダウンからの復旧

no shutdown で戻す

R1 の router ospf で no shutdown を実行すると、隣接関係はすぐに FULL に戻ります。OSPF の設定はシャットダウン中も残っているので、設定し直す必要はありません。

R1(config)# router ospf 1 
R1(config-router)# no shutdown
R1(config-router)#
*Jul 19 03:34:22.191: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 2.2.2.2 on FastEthernet0/0.12 from 
LOADING to FULL, Loading Done

まとめ

タイミング	R1（shutdown したルータ）	R2（ネイバー）
shutdown 直後	MaxAge の LS Update と、空の Hello を送る	R1 の LSA を消し、R1 を INIT に下げる（すぐに経路を計算し直せる）
その後	Hello を送らない	Dead タイマー（40 秒）が切れて DOWN
no shutdown	OSPF を再開	すぐに FULL に戻る

メンテナンスでルータを止めるときは、電源を切ったりインターフェースを落としたりする前に OSPF を shutdown しておくと、ほかのルータが迂回経路へ早く切り替えられます。インターフェース単位で止めたいときは、インターフェースの ip ospf shutdown も使えます。