【OSPF】LSA タイプ1／LSA2タイプ2を理解するには

同じエリアのルータは、LSA（Link State Advertisement）を交換し合い、同じ LSDB（Link State Database）を持ちます。ルータはこの LSDB からエリアの中のネットワークの形（トポロジー）を組み立て、最短の経路を計算します。エリアの中の LSA を理解するには、まず LSA タイプ1とタイプ2を押さえる必要があります。

LSA	作るルータ	表すもの
タイプ1（ルータ LSA）	エリアの中の各ルータ（ルータ ID ごとに1つ）	そのルータがエリアの中で持つリンク（インターフェース）すべて
タイプ2（ネットワーク LSA）	マルチアクセスネットワークの DR（ネットワークごとに1つ）	そのネットワークのサブネットと、つながっているルータ。トポロジーの中で擬似ノードの役割をする

この記事でわかること

show ip ospf database での LSA の一覧の見方
タイプ1の Stub Network と Transit Network、タイプ2の Attached Router の読み方
タイプ1とタイプ2から、ルータがトポロジーをどう組み立てるか

検証構成
LSA の確認
まとめ

検証構成

R1、R2、R3 を同じセグメント 192.168.123.0/24 につなぎ、すべてエリア0にして OSPF を有効にします。このセグメントの DR は R3（192.168.123.3）です。各ルータのループバックも OSPF に入れています。

図1　検証構成

LSA の確認

LSA の一覧を確認する

show ip ospf database で、LSDB にある LSA の一覧を確認できます。

R1#show ip ospf database        

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Router Link States (Area 0)

Link ID         ADV Router      Age         Seq#       Checksum Link count
1.1.1.1         1.1.1.1         413         0x80000003 0x0068DD 2
2.2.2.2         2.2.2.2         397         0x80000003 0x0058E0 2
3.3.3.3         3.3.3.3         383         0x80000003 0x0048E3 2

                Net Link States (Area 0)

Link ID         ADV Router      Age         Seq#       Checksum
192.168.123.3   3.3.3.3         544         0x80000001 0x004CDD

表示	意味
Router Link States (Area 0)	タイプ1。3台のルータ（1.1.1.1、2.2.2.2、3.3.3.3）がそれぞれ作っている。Link count はそのルータ LSA に入っているリンクの数
Net Link States (Area 0)	タイプ2。Link ID は DR のインターフェースのアドレス（192.168.123.3）で、作ったのは DR の R3（ADV Router 3.3.3.3）

タイプ1の中身を確認する

show ip ospf database router で、タイプ1の中身を確認できます。リンクの種類として、Stub Network と Transit Network が出てきます。

R1# show ip ospf database router 

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Router Link States (Area 0)

  LS age: 434
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Router Links
  Link State ID: 1.1.1.1
  Advertising Router: 1.1.1.1
  LS Seq Number: 80000003
  Checksum: 0x68DD
  Length: 48
  Number of Links: 2

    Link connected to: a Stub Network
     (Link ID) Network/subnet number: 1.1.1.1
     (Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

    Link connected to: a Transit Network
     (Link ID) Designated Router address: 192.168.123.3
     (Link Data) Router Interface address: 192.168.123.1
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

  LS age: 418
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Router Links
  Link State ID: 2.2.2.2
  Advertising Router: 2.2.2.2
  LS Seq Number: 80000003
  Checksum: 0x58E0
  Length: 48
  Number of Links: 2

    Link connected to: a Stub Network
     (Link ID) Network/subnet number: 2.2.2.2
     (Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

    Link connected to: a Transit Network
     (Link ID) Designated Router address: 192.168.123.3
     (Link Data) Router Interface address: 192.168.123.2
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

  LS age: 404
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Router Links
  Link State ID: 3.3.3.3
  Advertising Router: 3.3.3.3
  LS Seq Number: 80000003
  Checksum: 0x48E3
  Length: 48
  Number of Links: 2

    Link connected to: a Stub Network
     (Link ID) Network/subnet number: 3.3.3.3
     (Link Data) Network Mask: 255.255.255.255
      Number of MTID metrics: 0
       TOS 0 Metrics: 1

    Link connected to: a Transit Network
     (Link ID) Designated Router address: 192.168.123.3
     (Link Data) Router Interface address: 192.168.123.3
      Number of MTID metr

リンクの種類	Link ID	Link Data
Stub Network （ほかの OSPF ルータがいない末端のネットワーク。ここではループバック）	ネットワークのアドレス（1.1.1.1）	サブネットマスク（255.255.255.255）
Transit Network （DR があり、ほかのルータともつながっているマルチアクセスネットワーク）	DR のインターフェースのアドレス（192.168.123.3）	自分のインターフェースのアドレス（192.168.123.1 など）

TOS 0 Metrics は、そのリンクのコストです。コストはインターフェースの帯域幅から決まり、既定では参照帯域幅 100 Mbps を帯域幅で割った値（FastEthernet なら 1）になります。各ルータのタイプ1を図にすると、次のようになります。

図2　タイプ1（ルータ LSA）が表すリンク

タイプ2の中身を確認する

show ip ospf database network で、タイプ2の中身を確認できます。

R1# show ip ospf database network 


            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)


                Net Link States (Area 0)


  Routing Bit Set on this LSA in topology Base with MTID 0
  LS age: 587
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Network Links
  Link State ID: 192.168.123.3 (address of Designated Router)
  Advertising Router: 3.3.3.3
  LS Seq Number: 80000001
  Checksum: 0x4CDD
  Length: 36
  Network Mask: /24
        Attached Router: 3.3.3.3
        Attached Router: 1.1.1.1
        Attached Router: 2.2.2.2

表示	意味
Link State ID: 192.168.123.3	DR のインターフェースのアドレス
Advertising Router: 3.3.3.3	この LSA を作ったルータ（DR の R3）のルータ ID
Network Mask: /24	サブネットマスク。DR のアドレスと合わせて、このネットワークが 192.168.123.0/24 だとわかる
Attached Router	このネットワークにつながっているルータのルータ ID（3台）

タイプ2は、サブネットを1つの擬似的なノード（擬似ノード）として表します。図にすると、次のようになります。

図3　タイプ2（ネットワーク LSA）が表すもの

タイプ1とタイプ2を合わせる

タイプ1の Transit Network は「DR 192.168.123.3 のネットワーク」を指し、タイプ2はそのネットワークにつながるルータを並べています。この2つを合わせると、次のようなトポロジーになります。ルータはこの形をもとに、最短の経路を計算します。

図4　タイプ1とタイプ2から組み立てたトポロジー

マルチアクセスネットワークを擬似ノードで表すことで、ルータ同士をすべてつなぐ必要がなくなり、各ルータは擬似ノードへの1本のリンクだけを広告すれば済みます。

まとめ

項目	タイプ1（ルータ LSA）	タイプ2（ネットワーク LSA）
作るルータ	各ルータ	DR
確認コマンド	`show ip ospf database router`	`show ip ospf database network`
主な中身	Stub Network、Transit Network とコスト	サブネットマスクと Attached Router
一覧での表示	Router Link States	Net Link States