IP Network Skill

• 最新号：2008-09-29
• 発行周期：週刊
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• 創刊日：2001-04-30
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[ IP Network Skill - No. 0020 - ]

‥‥……━━━━━━ IP Network Skill No. 00000020 ━━━━━━……‥‥

《IP Network Skill No.20 -CONTENTS-》
　【１】特集：OSPF その１　−イントロ−
　【２】連載：vol.17 :　OSPFのコンフィグ １
　【３】トピックス：1997年ネットワークスペシャリスト　その１
　【４】本日の試験対策問題
　【５】本日のマニアック問題
　【６】今週のRFC： RFC2328 - OSPF -
　【７】問題の解答

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┠┼┼┼┴　　　特集：OSPF その１　−イントロ−　　　 　　　┬┼┼┼┨
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　今回からOSPFの特集を始めます。

　これまでもIP Network SkillでOSPFという言葉はちょくちょく出てきました
　ので、バックナンバーを見直してください。

　OSPFとはリンクステート型のルーティングプロトコルで、AS内で使われ
　ます。つまり、IGP (Interior Gateway Protocol) です。
　ネットワークスペシャリストではあまり出題されないですが、現在
　最もよく使われているルーティングプロトコルの一つです。

　CCNAでは出題範囲にありませんが、CCNPのRoutingで出題範囲になって
　います。

　OSPFはルーティングプロトコルなので、どの経路を使えば受信した
　パケットを送信先に転送できるか、というのを決めます。

　以前、ディスタンスベクタ型のルーティングプロトコルであるRIPについて
　説明しましたが、RIPのときは、隣のルータから情報をもらったり、逆に
　渡したりしていました。

　OSPFではまず、Helloというプロセスが動きます。
　Helloというと、英語で「こんにちは」、つまり挨拶です。
　自分とつながっているルータと、挨拶をして、お互いが繋がっていることを
　確認しあいます。これがHelloで、このやりとりを決めているのがHello
　プロトコルです。

　　+----------+ <-- Hello --  +----------+ 
　　| ルータＡ |---------------| ルータＢ | 
　　+----------+ -- Hello -->  +----------+ 

　Helloプロトコルをはじめ、OSPFの動きはネットワークのトポロジに依存
　します。上の図だと、これは２台のルータが１つのリンクでつながって
　いて、これを“ポイント・ツー・ポイント”トポロジといいます。
　Point-to-Point、つまり「点と点」を結んだ、というような意味です。
　
　これ以外に、Broadcast、NBMA(Non-Broadcast Multi Access)、Point-to-
  Multipointがあります。BroadcastはLANネットワークのようなトポロジ、
　NBMAはフレームリレー網など、ルータとルータの間に雲があるような
　トポロジ、Point-to-Multipointは１つのルータに多数のルータがぶら下がる
　ハブ＆スポーク型のトポロジになります。

　このネットワークトポロジを頭に入れておいてください。

┏━━━━━━━━　連載： Ciscoルータのコンフィグ　━━━━━━━━┓
┃　　　    　    　vol.17 :　OSPFのコンフィグ １ 　　　　　　　　　┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛

　今回からOSPFの設定を説明します。

　まず、router ospfコマンドでルータにOSPFを認識させます。

　Router(config)#router ospf 1

　最後の１は、プロセスIDです。OSPFは１つのルータで複数のプロセスを
　動かすことができ、そのプロセス識別子になります。通常、小さいネット
　ワークであれば１つのプロセスのみなので、適当に１としてあります。

　次に、networkコマンドでどの範囲のネットワークでOSPFを動かすか、
　ネットワークアドレスの範囲とエリアを指定します。

　Router(config-router)#network 172.17.0.0 0.0.255.255 0

　この場合、172.17.0.0/16のネットワークでOSPFを動かし、そのエリアは
　０です。0.0.255.255はワイルドカードマスクで、サブネットマスクの
　逆と考えればよいです。エリアについては、今後説明していきます。

　RIPと違うのは、プロセスIDが必要なことと、ネットワークにワイルド
　カードマスクが要ること、あとはエリア番号が要ることです。
　RIPのときは、サブネット情報を気にしない、ナチュラルマスクで
　ルーティング情報を扱っていたために、ワイルドカードマスクはありません
　でした。OSPFはVLSM対応なのでワイルドカードマスクがつくわけです。
　つまり、RIPでは、10.1.0.0/16と10.2.0.0/16はどちらも10.0.0.0/8
　（クラスＡ）と認識されますが、OSPFだと10.1.0.0/16と10.2.0.0/16は
　異なる情報として認識されます。

　今回の設定だけで、とりあえずルータ同士でルーティング情報のやりとり
　ができて、エンド・エンドでルーティングできます。

　次回はオプションの設定に触れます。

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　　　トピックス：　1997年ネットワークスペシャリスト その１
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　【問題1】各標準が規定している範囲に関する記述のうち、正しいものは
　　どれか。
　　　１. ISO 8802-3(IEEE802.3)は、データリンク層と物理層の規定である。
　　　２. ITU-T勧告 I.430は、セション層の規定である。
　　　３. ITU-T勧告 V.24 は、プレゼンテーション層の規定である。
　　　４. TCP/IPは、データリンク層と物理層の規定である。

　【問題7】ネットワークのフロー制御として、メッセージごとに受信確認を
　　行うのではなく、複数のメッセージを連続して送信する方法がある。
　　この方法において、受信確認を待たずに送信できる最大メッセージ数は
　　何と呼ばれるか。
　　　１. ウィンドウサイズ
　　　２. セルサイズ
　　　３. チャネル数
　　　４. レイヤ数

　【問題8】RIPを用いたルーティングに関する記述として、正しいものは
　　どれか。
　　　１. ２点間の伝送遅延時間が最小になるようなルートを選択する。
　　　２. ２点間のホップ数が最小になるようなルートを選択する。
　　　３. 回線速度や中継段数をコストに換算し、コストが最小になるような
　　　　ルートを選択する。
　　　４. 複数のルートが存在する場合に、各ルートのトラフィックが均一に
　　　　なるようにルートを選択する。

　【問題9】TCP/IPで使われるアドレスやポート番号のうち、TCPコネクション
　　を識別するために必要なものの組合せはどれか。
　　　１. あて先IPアドレス，あて先TCPポート番号
　　　２. あて先IPアドレス，あて先TCPポート番号，
　　　　　送信元IPアドレス，送信元TCPポート番号
　　　３. あて先IPアドレス，送信元IPアドレス
　　　４. あて先MACアドレス，あて先IPアドレス，あて先TCPポート番号，
　　　　　送信元MACアドレス，送信元IPアドレス，送信元TCPポート番号

　【解答1】 １
　【解説1】ITU-Tの勧告で、IシリーズはISDN関連の規定でレイヤ１〜３に
　　なります。Vシリーズはアナログ回線網上のデータ通信に関する規定で、
　　レイヤ１になります。
　　TCP/IPはネットワーク層とトランスポート層の規定です。
　　ちなみにIEEE802.3はCSMA/CDのMACレイヤ規定（LANの規格）です。
　　
　【解答7】 １
　【解説7】ウインドウサイズもよく出ますね。２．のセルサイズはATM
　　の固定セルのサイズを言っているのでしょうか。ちなみに53バイト
　　です。３．のチャネルというのは論理パス（コネクション）のこと
　　です。

　【解答8】 ２
　【解説8】RIPのメトリック（ルーティングに使用する指標）はホップ数
　　です。宛先までが最小ホップ数のルートを選択します。IGRPやEIGRPは
　　伝送遅延をメトリックの一部とします。３．もIGRPやEIGRPでは使って
　　います。OSPFは帯域（つまり回線速度）がメトリックになります。

　【解答9】 ２
　【解説9】Source (送信元) と Destination (宛先) の IP Address, 
　　TCP Port Numberの組み合わせがないと通信できません。このペアを
　　ソケットといいます。

========================================================================
┌──────────────────────────────────┐
　　　　　　 【　本日の試験対策問題　】
└──────────────────────────────────┘
　〔問題１〕次の用語のうち、OSPFに関連するものを選べ。
　　　１．IGP
　　　２．EGP
　　　３．ディスタンスベクタ
　　　４．リンクステート

　〔問題２〕２台のルータが１つのリンク（線）でつながっている
　　　ネットワーク・トポロジを何というか。
　　　１．NBMA
　　　２．ポイント・ツー・ポイント
　　　３．ポイント・ツー・マルチポイント
　　　４．ハブ・アンド・スポーク

┌──────────────────────────────────┐
　　　　　　 【　本日のマニアック問題　】
└──────────────────────────────────┘

　〔問題１〕OSPFで使用されるマルチキャストアドレスのうち、すべてのDR
　　宛ての宛先アドレスはいくらか。

　〔問題２〕OSPFで使われるSPFアルゴリズムを発明した人は誰か。

========================================================================
*******************<　今週のRFC: RFC2328 - OSPF ->**********************
　RFC参照→　☆　　http://www.xai.nu/cgibin/ipnet/rfc/hd.cgi

　では今週からOSPFについて取り上げてみます。
　RFC2328です。Apendixも含めると244ページもありますので、
　長期的な連載になりそうですが・・・。

　ちなみにRFC2328はOSPFバージョン２の最新版です。OSPFのRFCはたくさん
　あります。

　※1.1 Protocol Overviewは以降の章で詳しく書かれるので
　　1.2 Definitions of commonly used terms　から見ていきます。

　1.2 Definitions of commonly used terms　<用語の定義>

　[Router]
　Layer3のレベルでIPパケットを転送する。かつてはよくGatewayと
　呼ばれていた。

　[Autonomous System]
　共通のルーティングプロトコルを使ってルーティングに関する情報を
　やり取りするルータのグループ。

　[Interior Gateway Protocol]
　AS内でルータが用いるルーティングプロトコル。IGPともいう。
　どのASも一つのIGPが動いていて、個々のASは異なるIGPで運用してもよい。

　[Router ID]
　OSPFを動かすにあたって、それぞれのルータに付けられる32bitのID。        
　この番号はAS内ではユニーク（つまりAS内でダブらない）に定義される。

　[Network]
　このRFCの中ではIP network／subnet／supernetとも言う。
　1つのphysicalなnetworkが複数のIPnetwork番号をもつことも可能で、
　それらは個々のnetworkとしてみなされる。point-to-pointは例外で、
　いくつもnetwork番号が振られたとしても、単一のものとしてみなされる。

　[Network mask]
　自分の属しているIP network（またはsubnet／supernet）のIPadressの
　rangeを示す32bitの番号。これにより、network maskを16進数でも表現
　できる。例えばクラスCのnetworkは0xffffff00となります。
　（255.255.255.0と同じ。）

　[Point-to-point networks]
　1つのペアのみ（つまり2台ですね）で構成されるnetwork。例えば56Kbpsの
　シリアル回線はこれに該当する。
          
　[Broadcast networks]
　networkを構成する全てのルータに、一つのmessageを送信すること。       
　OSPFのHelloパケットを使って、ネイバーのルータをdynamicに発見できる
　が、これはHelloがbroadcastできるためである。
　OSPFでは、（使う必要のあるところでは、むしろ）multicastの方がよく
　使われる。（※これはDesignated routerが出てくるあたりでよくわかる
　と思うのですが。）
　Broadcastパケットを送信・受信できるペアは直接通信できると考えられ
　ます。EthernetもBroadcast networkの一つ。

　[Non-broadcast networks]
　networkとして複数のルータがあってもBroadcastができないnetworkのこと。
　普通はOSPFのhelloでneighborを認識するが、それができない為に何らかの
　configが必要となる。non-broadcast networkではmulticastするパケットも
　それぞれのneighborに送らなければならない。
　X.25公衆網はこの例。 

　Non-broadcast networkとしては2つのモデルがある。
　non-broadcast multi-access（NBMA）はbroadcast networkと似た動作を
　する。Point-to-MultiPointの場合はpoint-to-pointのリンクを束ねたような
　動作となる。
　どちらのモデルになるかはoperation次第。

　[Interface]
　ルータ間のconnectionのこと。 underlying lower levelのプロトコルや
　ルーティングプロトコルについてのステータスについての情報をもつ。
　1つのinterfaceには1つのIP adressとmaskが割り当てられる。（Unnumberの
　point-to-pointの場合は別。）

　[Neighboring routers]　−ネイバリング・ルータ（隣接ルータ）
　共通のnetworkに属するinterfaceを持つ2つのルータ同士のこと。 
　OSPFのHelloを出し合うことで、Neighborであることをdynamicに認識できる。
 
　[Adjacency]　−アジャセンシー（隣接関係）
　ルーティング情報を交換する為に選ばれたneighborとの関係のこと。
　どのペアもAdjacentになると言うわけではない。

　[Link state advertisement]
　ルータ／networkのlocalなステータスについての情報をもつdata unit。
　ルータのinterfaceやadjacencyについての情報も含む。
　link state advertisement（以下LSA）はそのdomain内をfloodingされ、
　全てのLSAが集まってlink state databaseができる。

　[Hello Protocol]
　OSPF protocolの中でneighborとのつながりを確立・維持する。
　Broadcast networkでは、dynamicにneighborを発見できる。

　[Flooding]　−フラッディング（広報）
　OSPFルータの間で、Link-stateデータベースを配送、同期（シンクロ）
　させること。

　[Designated Router]　−デジグネイテド・ルータ（代表ルータ）
　2つ以上のルータで構成されるBroadcast networkとNBMA（non-broadcast
　multi access）networkで使う。
　Designated Router（以下DR）はLSA（Lins-state Advertisement）を発する
　役目をもち、それによりprotocolが動作します。DRはHelloによって選出
　され、DRを使うことでBroadcast networkやNBMA networkの中のadjancy数を
　減らせる。 
　それでルーティングプロトコルのtrafficやlink-stateデータベースの
　サイズを縮小できる。
　（※つまり、network内のルータはDRとやり取りするだけでよく、他の
　ルータとルーティング情報を交換しなくてすむので、その分trafficや
　データベース量が減る、と言っているのです。）

　[Lower-level protocols]
　IPを使える下位レイヤnetwork access protocol。    
　例えばX.25パケット+frameレベルのX.25 PDNや、Ethernetのデータリンク層
　など。

　ここまでが1.2章です。
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　【解答】

　《試験対策問題》
　　　（問題１）１、４
　　　（問題２）２
　　　　　　　　　　　
　《マニアック問題》
　　　（問題１）224.0.0.6

　　　（問題２）Edsger Wybe Dijkstra

　【解説】

　《試験対策問題》
　　（問題１）
　　　　OSPFはAS(Autonomus System)内部で動くIGP(Interior Gateway
　　　 Protocol)です。詳しくは今週のRFCを参照してください。

　　（問題２）
　　　　詳細は特集と今週のRFCを参照してください。

　《マニアック問題》　
　　（問題１）　　　
　　　　マルチキャストアドレスはクラスＤなので224.0.0.1以降です。
　　　　このうち、224.0.0.5がAllSPFRoutersというOSPFが動いている
　　　　すべてのルータ宛、224.0.0.6がすべてのDR(Designated Router)宛
　　　　になります。

　　（問題２）
　　　　SPFアルゴリズムの別名が「ダイクストラのアルゴリズム」という
　　　　のを知っていれば、Dijkstra（ダイクストラ）だな、と分かると
　　　　思いますが、それ以上のことを知っている人は少ないでしょう。
　　　　彼はロッテルダム生まれのオランダ人で、現在テキサス大学の
　　　　オースチン校のコンピュータサイエンス学科教授だそうです。　

http://www.cs.utexas.edu/users/UTCS/report/1994/profiles/dijkstra.html
　　　　http://kzoo.edu/~k98mn01/dijkstra.html

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−あとがき−
　SPFアルゴリズムをJAVAで実体験できるホームページを発見しました。
　http://carnap.ss.uci.edu/java/dijkstra/DijkstraApplet.html
　マウスでクリックしてノードを作り、ノード間をドラッグしてリンクを
　張ります。リンクの矢印を移動することでコストを変えることができ、
　runでアルゴリズム実行をアニメーション表示してくれます。
　
  (adzuki)

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………………………………………………………　　　　　　　　　　 
　IP Network Skill vol.000020 　08/10/01
　発行者：adzuki　http://www.xai.nu/ipnet  
……………………………… ipnet@xai.nu ……　　　　　　　　　　 

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