すべてのエリアがOSPFのエリア0バックボーンに接続する必要があるのはなぜですか？

この質問は、Ciscoサポートコミュニティで尋ねられたのと同じ質問の文字通りの再投稿です。回答はStack Exchangeに固有のものです。

OSPFですべてのエリアをエリア0に接続する必要がある正しい理由を探してきました。私は小さなアイデアを持っていますが、コンセプト全体については明確ではありません。

2つのエリアがエリア0（不連続）で接続されていない場合、OSPFはリンクステートプロトコルとしてどのように動作してルーティングループの可能性を高めますか？

OSPFバックボーン

OSPFでエリア0がバックボーンエリアであるのはなぜですか？他のすべてのエリアが接続する必要があるのはなぜですか？

これは、RFC 3509、セクション1.2 ^1で非常によく説明されています。

1.2動機

OSPFドメインでは、エリアトポロジが制限されているため、バックボーンエリア（エリア0）が必要であり、他のすべてのエリアにはバックボーンへの物理接続または仮想接続が必要です。この星のようなトポロジの理由は、OSPFエリア間ルーティングが距離ベクトルアプローチを使用し、厳密なエリア階層により「無限にカウントする」問題を回避できるためです。OSPFは、スプリットホライズンメカニズムを実装し、ABRがエリア内ルートから派生したサマリーLSAのみをバックボーンに注入できるようにし、ABRのSPF計算を制限してバックボーンエリアのサマリーLSAのみを考慮することにより、エリア間ルーティングループを防止しますリンク状態データベース。

OSPFは通常、リンク状態プロトコルと見なされます。一部の人々が見落としているのは、OSPFがリンク状態プロトコルと距離ベクトルプロトコルアルゴリズムの両方を 使用していることです。

• バックボーン内または非バックボーンエリア内のルートは、リンク状態プロトコルのように計算されます（ダイクストラのアルゴリズムを参照）。
• OSPFがバックボーンを介して非バックボーンルートを伝送する必要がある場合、距離ベクトル動作（つまり、Bellman Fordアルゴリズムの一部）を使用して、Type3 LSAメトリックを非バックボーンエリアに伝播します。

OSPFの距離ベクトルの動作の簡単な例：

<-- Area 5 --><-- Area 0 --><--           Area 4           -->

R5-----------R1-----------R2------------R3---------------------R4
     Cost 3      Cost 5        Cost 7            Cost 12

               LSA-->          LSA-->
               Type3 LSA       Type3 LSA
               {From R1}       {From R2}
               R5 cost is 3    R5 cost is 8

R5の/ 32ループバックルートに何が起こるかを検討してください。

1. R5は/ 32ループバックを含むType1 LSAを送信します
2. R1（エリア5 ABR）はエリア0に接続されています。Type1 LSAをコスト3のType3 LSAに変換します。
3. R2（エリア4 ABR）はR1のタイプ3 LSA（メトリック3）を受信し、R2のコストをR1に基づいてメトリックをR5のループバックに変更します。これで、R5のR2のType3 LSAのコストは8になりました。これは、前述の距離ベクトルの動作です。

バックボーンを経由するすべての非バックボーンルートを必要とするのは、ループ防止メカニズムです。

ABRで非バックボーンOSPFエリアを接続する

2つのエリアがエリア0（不連続）で接続されていない場合、OSPFはリンクステートプロトコルとしてどのように動作してルーティングループの可能性を高めますか？

上記で見たように、OSPFは距離ベクトル動作を使用して、エリア0バックボーンを介してルートを送信します。距離ベクトルプロトコルには、無限カウント問題などの既知の制限があります。OSPFは、その動作に境界がなければ、同じ問題に対して脆弱です。

¹ _{RFC 3509は、Cisco IOSのABRの動作を説明しています}

エリア0がバックボーンとして選択されました。0または0.0.0.0は単なる数字です。

OSPFはリンク状態であるため、LSDBはエリア内で同一でなければなりません。これは、SPF計算の一貫性を確保し、ルーティングループを防ぐためです。

単一エリアOSPFを実行している場合、任意のエリアを使用できますが、エリア0を持つ必要はありません。

マルチエリアOSPFを実行する場合、ABRを使用する必要があります。ABRは、エリア0と少なくとも1つの他のエリアに隣接関係を持つルーターです。

ABRは、タイプ1および2のLSAを取得し、他のエリアでタイプ3サマリーLSAとしてアナウンスします。これはプレフィックスの要約ではなく、トポロジ情報の要約です。これは実際には距離ベクトルの振る舞いです。

他のエリアはお互いに関する完全な情報を持っていないため、すべてのエリア間トラフィックはエリア0を通過する必要があります。

この設計により、OSPFは、他のエリアでリンクがアップ/ダウンするときに完全なSPFを実行する必要はありません。これにより、スケーラビリティが向上します。

OSPF仕様の多くを書いたJohn Moyによる "OSPF：Anatomy of a Routing Protocol"から。

エリア間のルーティング情報の交換は、基本的に距離ベクトルです。距離ベクトルを使用すると、冗長パスの数が増えると収束特性が悪化します。OSPFでは、すべてのエリアをバックボーンに直接接続する必要があるため、トポロジは単純なハブアンドスポークトポロジに制限されます。これにより、冗長パスが排除され、「無限に数える」問題の影響を受けなくなります。