ルーティング・OSPF －隣接関係－

OSPF:近接関係の確立フロー

OSPFでは近接ルータから受信した Hello パケットに自ルータの情報が含まれていると、近接関係（neighbor）が確立される。

ただし、２台のルータで以下の情報が一致していないと隣接関係は確立されません。

Area-id
認証（近接ルータになろうとしているルータは、特定のセグメントで同じパスワードを交換する必要があります。）
Hello インターバルと Dead インターバル
スタブエリアフラグ：Hello パケットのスタブエリアフラグも一致している必要があります。スタブエリアについては後述。

OSPF:DRとBDRの選出

OSPFでは2way state確立後、ポイントツーポイントネットワークならそのままデータベースの交換が行われる。
ブロードキャストマルチアクセストポロジー、NBMA トポロジーのマルチアクセスネットワークであれば、 DR（Designated Router） と BDR（Backup Designated Router） を選出する必要がある。

DR（Designated Router）
OSPFは、すべてのマルチアクセスネットワークにおいてネットワークセグメントごとに必ず１つだけのDRを持ちます。DRが選出されるとその他のRouterとAdjacency関係を形成し、LSAの交換を行う。更新が発生した場合もDRからLSAをMulticastによりAdvertiseする。
こうすることにより、　マルチアクセスネットワークにおいてLSAPacketを大幅に減らすことが出来る。
BDR（Backup Designated Router）
OSPFではDRがダウンした際に、DRの再選出を最小の時間で移行させるために、あらかじめバックアップ用のDR（BDR）を選出しておきます。
BDRはDRと同様に他のRouterとAdjacency関係を形成します。
BDRはDRと比較すると、flooding手続きにおいていくつかの役割をDRに任せることで、リンクステートのトラフィックを減らすようにしています。また、DRのもう１つの大きな役割であるネットワークLSAの生成はBDRでは行いません。

DR と BDR の選出は、Hello プロトコルを通じて行われます。
選出基準はOSPFプライオリティの高い順に選出され、もしOSPFプライオリティが同じであればRouterIDの大きいルーターが選出される。
CiscoのデフォルトOSPFプライオリティは"1"に設定されており、ip ospf priority コマンドで設定変更可能。
もしOSPFプライオリティを"0"に設定すると、そのルーターはDRにもBDRにもなれない。
どちらにも選出されなかったOSPFルーターはDrotherと呼ばれる。

※RouterIDはActiveなInterfaceで最も数字が大きいAddress。ただしLoopbackInterfaceが設定されていれば、そのAddressがRouterIDとして使用される。

DRとBDRは以下のポリシーに沿って動作する

DR と BDR が一度選出されると、プライオリティ値が高いルータがネットワークに追加されても、DR や BDR がDownするまで再選出はされない。
DR がDownした場合、BDR が DR として動作するし、BDR は新たに選出される。
BDR がDownした場合、BDR が新たに選出される。

DRとBDRを選出後ルーターはExstart Stateに入る。今後Drotherは、DRとBDRとのみ隣接（Adjacency）関係プロセスを行う。
つまり、OSPFではLSAが含まれるLSUパケットはDRとBDRだけに送信されるため、無駄な帯域を使用しない。

OSPF:隣接関係の確立フロー

隣接ステート	説明
Exstart State	DDP（Database Description Packet）のやりとりにより、マスターとスレーブの関係の確立と（RouterIDの大きいルータがマスターになる）、初期シーケンス番号を一致させます。情報交換はマスター側ルータから開始する。
Exchange State	DDP（Database Description Packet）が交換され、内容を自分のトポロジデータベースと比較しLSAckを返信する。
Loading State	自分ののトポロジデータベースより新しいアドバダイズメントを要求するため、LSR（Link State Request）を送信。LSRを受信したルータはLSA（Link-State Advertisement）のリストを作成しLSU（Link State Update）を送信。LSUを受信したルーターは確認応答（LSAck）を送信。
Full State	LSR→LSU→LSAckを双方向で行うと同期完了。

OSPF:隣接関係の確立フロー

OSPFではリンクに変更が発生すると、最新のLSA（Link-State Advertisement）を含んだLSU（Link State Update）をDRとBDRにマルチキャスト送信（224.0.0.6：DRとBDR宛て）。
DRとBDRはLSUを受信し、ＤＲがLSAckをユニキャスト送信。
DRはLSUをフラッディング（224.0.0.5：全OSPFルータ）。BDRはDRからのLSU送信を待ち、一定時間内にLSUを受信しなかった場合、BDRがLSUを送信。
DrotherがLSUを受信したら、LSAckをユニキャスト送信。もし全DrotherからLSUを受信しなかった場合、LSUを再送する。
LSUを受信したルータは、自身のリンクステートデーターベースにコピーを保存してから、その更新を別のルータにフラッディングする。
ルータのデータベースが形成されると、宛先に対する最短パスをダイクストラアルゴリズム（Dijkstra algorithm）を使用し計算し、宛先、コスト、宛先までのネクストホップによって、IPRoutingTableを作成する。