ネットワーク 構 築 A to Z [II] ~OSPF OSPFを 簡 単 に 使 う 最 適 WAN 設 計 ~ 2005 年 12 月 9 日 株 式 会 社 インターネットイニシアティブ 山 口 二 郎 (jiro jiro-y@iij.ad.jp) 1 目 的 ダイナミックルーティングが 必 要 な 理 由 ダイナミックルーティングの 種 類 と 特 徴 冗 長 化 ネットワークを 構 築 するには 広 域 Ethernetを 利 用 したWAN WANを 構 築 するには インターネットVPN VPNを 利 用 したWAN WANを 構 築 するには ダークファイバを 利 用 したWAN WANを 構 築 するには ポリシーごと ごとにWAN WANを 使 い 分 けるには フローティングスタティックを 利 用 したバックアップ バックアップを 実 現 するには OSPFをエリア 分 けしなければならないとき 2 1
発 表 内 容 スタティックルーティングとダイナミックルーティング ダイナミックルーティングの 違 い ダイナミックルーティングの 動 作 原 理 ダイナミックルーティングを 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング 広 域 Ethernetを 利 用 したWAN 構 築 インターネットVPN VPNを 利 用 したWAN 構 築 ダークファイバを 利 用 したWAN 構 築 ポリシーごとの ごとのWAN WANの 使 い 分 け フローティングスタティックを 利 用 したバックアップ OSPFエリア 構 築 3 ネットワーク 表 記 H H ハブ スイッチ スイッチなどは などは1 本 の 線 またはSW SWで 表 わします ホストはH A B C D 等 で ルータ ルータは 等 で 表 記 します レイヤ3スイッチ スイッチなどは 説 明 中 ではルータ ルータと 区 別 していま せん 4 2
経 路 制 御 解 説 ここではダイナミックルーティング ダイナミックルーティングの 原 理 について 解 説 します 静 的 経 路 制 御 (スタティック スタティック) 動 的 経 路 制 御 (ダイナミック ダイナミック)の 特 徴 ダイナミックルーティングの 動 作 原 理 ダイナミックルーティングの 種 類 特 徴 IP 解 説 VLSM OSPF 解 説 トラブルシューティング 5 静 的 な 経 路 制 御 と 動 的 な 経 路 制 御 静 的 (スタティック スタティック)な 経 路 制 御 の 特 徴 手 作 業 により 固 定 的 に 経 路 を 設 定 する 安 定 している トラフィックや 伝 送 障 害 の 影 響 を 受 けない ルーティングプロトコルのための のためのトラフィック トラフィックが 発 生 しない 動 的 (ダイナミック ダイナミック)な 経 路 制 御 の 特 徴 自 動 的 に 経 路 を 設 定 する ネットワークの 変 化 に 対 応 できる 自 動 的 に 最 適 経 路 を 選 択 できる 自 動 的 にバックアップ 経 路 を 選 択 できる 6 3
スタティックルーティングによる によるネットワーク 構 築 スタティックルーティング すべてのDestinationアドレス アドレス Next HOPを 設 定 Internet 本 社 A 支 社 B 支 社 C 支 社 7 ダイナミックルーティングによる によるネットワーク 構 築 ダイナミックルーティング I/F 単 位 ごとに 利 用 の 有 無 を 設 定 Internet 本 社 A 支 社 B 支 社 C 支 社 8 4
スタティックルーティングの 設 定 Network D Network E 4 5 Network X 1 2 3 Network A Network B Network C 1 2 3 4 5 Destina tion B Next Hop 2 Destina tion A Next Hop 1 Destina tion A Next Hop 1 Destina tion A Next Hop 1 Destina tion A C 3 C 3 B 2 B 2 B D 4 D 4 D 4 C 3 C E 5 E 5 E 5 E 5 D Next Hop 1 2 3 4 スタティックルーティングはそれぞれの はそれぞれのルータ ルータに 設 定 する 9 スタティックルーティングの 追 加 Network D Network E Network F 4 5 6 Network X 1 2 3 Network A Network B Network C 1 2 3 4 5 Destina tion B Next Hop 2 Destina tion A Next Hop 1 Destina tion A Next Hop 1 Destina tion A Next Hop 1 Destina tion A C 3 C 3 B 2 B 2 B D 4 D 4 D 4 C 3 C E 5 E 5 E 5 E 5 D F 6 F 6 F 6 F 6 F Next Hop 1 2 3 4 6 6 Destina tion A B C D E Next Hop 1 2 3 4 5 ネットワークが 追 加 されると 全 てのルータ ルータに 設 定 を 追 加 する 必 要 がある 10 5
ダイナミックルーティングの 設 定 Network D Network E 4 5 Network X 1 2 3 Network A Network B Network C 1 2 3 4 5 Protocol Net Protocol Net Protocol Net Protocol Net Protocol OSPF X OSPF X OSPF X OSPF X OSPF OSPF(p) A OSPF(p) B OSPF(p) C OSPF(p) D OSPF(p) Net X E ダイナミックルーティングの 設 定 は 利 用 するプロトコル プロトコルとネッ トワークを 指 定 する 11 ダイナミックルーティングの 追 加 Network D Network E Network F 4 5 6 Network X 1 2 3 Network A Network B Network C 1 2 3 4 5 Protocol Net Protocol Net Protocol Net Protocol Net Protocol OSPF X OSPF X OSPF X OSPF X OSPF OSPF(p) A OSPF(p) B OSPF(p) C OSPF(p) D OSPF(p) Net X E 6 Protocol OSPF OSPF(p) Net X F ネットワークが 追 加 された 場 合 には 追 加 されたネットワーク が 接 続 されているルータ ルータのみに 設 定 すればよい 12 6
ルーティング 設 定 まとめ スタティックルーティングの 場 合 はバックボーン バックボーンに 新 しいルータ ルータ ネットワーク ネットワークが 接 続 されると 同 じバックボ ーンを 利 用 しているルータ 全 てに 設 定 を 行 う 必 要 が ある ダイナミックルーティングを 導 入 すると 新 規 導 入 する ルータにのみ 設 定 を 入 れればよい ダイナミックルーティングを 利 用 すると 自 動 的 にバッ クアップできる 中 規 模 大 規 模 のネットワーク ネットワークには にはダイナミックルー ティングを 導 入 したほうが 良 い 13 ダイナミックルーティング: 経 路 情 報 の 伝 播 Internet 1 default 2 3 14 7
ダイナミックルーティング: 伝 播 後 の 経 路 情 報 Internet 1 default route 2 3 15 ダイナミックルーティングプロトコルの 種 類 IP FC1058 IP IP2 FC2453 OSPF FC2328 BGP4 FC1771 16 8
IP outing Information Protocol version 1 FC1058 アドレスのみの 伝 播 VLSM 使 用 不 可 ベクトル 距 離 経 路 制 御 Broadcastのみ UNIXに 標 準 添 付 されている(routed routed) 17 IP2 outing Information Protocol version 2 FC2453 netmask askを 伝 播 できる VLSM 使 用 可 能 ベクトル 距 離 経 路 制 御 IPと 互 換 性 があり 併 用 も 可 能 Multicastを 利 用 可 能 ホストの 軽 減 を 図 る 最 近 では 対 応 したrouted routedがある 18 9
OSPF 1 Open shortest path first FC2328 Protocol 89 TCP(protocol 6)でも でもUDP(protocol 17)でもない netmaskを 伝 播 できる VLSM 利 用 可 能 19 OSPF 2 Multicast(224.0.0.5/224.0.0.6)を 利 用 する Load-balancing balancingを 行 う UNIX 標 準 で 添 付 されていない gated 等 をインストール インストールする 必 要 がある 20 10
BGP4 1 Border Gateway Protocol version 4 FC1771 TCP 179 EGPとしての としてのEBGP EBGPとIGP IGPとしての としてのIBGP IBGPが ある AS pathの 長 さにより 経 路 を 選 択 する 21 BGP4 2 複 数 の 経 路 が 存 在 する 場 合 は 最 適 経 路 のみ 伝 播 する Load-balancing balancingは 行 わない Updateプロトコル プロトコルである Aggregateできる できる Classless Inter- Domain outing(cid) 対 応 BGP BGPはここでは 扱 いません 22 11
ダイナミックルーティングの 解 説 IPを 理 解 する IPを 理 解 すれば OSPF OSPF BGP4 BGP4を 概 念 的 に 理 解 することは 容 易 現 場 ではいまだにIP IPが 使 用 される 場 合 がある OSPFを 利 用 できないルータ ルータが 存 在 するため Defaultだけを 流 すのでIP IPで 十 分 OSPF 解 説 IPの 知 識 をベース ベースに 解 説 します 23 IPの の 動 作 原 理 -1 ベクトル 距 離 経 路 制 御 (vector-distance/bellman-ford) vector=destination(ネットワーク) distance=hop count( 通 過 したルータの 数 ) 24 12
ルータを 通 る 度 にdistanceに distanceが1 追 加 される 192.168.1.0 1 Dest=192.168.1.0 Dist= 0 IP 2 IP Dest=192.168.1.0 Dist= 1 3 Dest=192.168.1.0 Dist= 2 Dest=Destination Dist= Distance 25 同 じdestinationじ destinationの の 場 合 はdistanceは distanceが が 小 さい 方 を 選 択 小 さい 方 を 選 択 192.168.1.0 Dist= 0 IP Dist= 1 IP Dist= 2 1 2 3 選 択 されない Dist= 3 IP 4 Dist= 1 IP 5 Dist= 2 IP 同 じDestination 同 じDistanceの 場 合 は 最 初 に 到 着 した 経 路 を 選 択 26 13
30 秒 ごとにbroadcast broadcastされる 1 1 2 192.168.4.0 2 3 4 5 3 4 30 秒 に1 回 5 192.168.2.0 192.168.4.0 192.168.4.0 192.168.4.0 192.168.4.0 192.168.2.1 192.168.2.1 192.168.2.1 192.168.2.1 27 3 分 間 経 路 が 到 着 しないと 経 路 は 削 除 される 1 障 害 が 発 生!! 180 秒 経 過 2 192.168.4.0 2 3 4 5 3 192.168.4.0 4 192.168.4.0 5 192.168.4.0 192.168.2.1 192.168.2.1 192.168.2.1 192.168.2.1 削 除 削 除 削 除 削 除 IPで 得 られた 経 路 情 報 は180 秒 28 14
IP IPの の 動 作 原 理 -2 ネットワーク 障 害 時 には3 分 間 で 経 路 が 切 り 替 わ る 複 数 ルータがある 場 合 には3 分 ルータ 数 IPはネットマスク ネットマスクを 伝 播 しない クラスフルなマスク マスクと 見 なされる 利 用 可 能 な 例 192.168.1.0/24 172.16.0.0/16 10.0.0.0/8 29 IP 伝 播 Internet 192.168.4.0 192.168.4.0/24 default 4 1 192.168.4.0 default 192.168.2.0 192.168.3.0 192.168.3.0 2 192.168.2.0 192.168.3.0 3 192.168.1.0/24 192.168.1.0 192.168.4.0 default 192.168.2.0/24 192.168.3.0/24 30 15
IP 伝 播 後 の 経 路 情 報 192.168.4.0 192.168.4.0/24 default 4 1 Internet default 192.168.4.0 192.168.2.0 192.168.3.0 192.168.3.0 2 192.168.2.0 192.168.3.0 3 192.168.1.0/24 192.168.1.0 192.168.4.0 default 192.168.2.0/24 192.168.3.0/24 31 IP IPの の 動 作 原 理 -3 利 用 不 可 能 な 例 192.168.1.0/26 172.16.0.0/24 0.0.0.0という というアドレス アドレスはdefault defaultとして 機 能 する 32 16
IP IPのまとめ のまとめ-1 ベクトル 距 離 経 路 制 御 (vector vector-distance/bellman distance/bellman-ford) Vector=destination(ネットワーク ネットワーク) Distance=hop count( 通 過 したルータ ルータの 数 ) ルータを 通 る 度 にdistance distanceが1 追 加 される 同 じdestination destinationの 場 合 はdistance distanceが 小 さい 方 を 選 択 同 じdestination 同 じdistance distanceの 場 合 は 最 初 に 到 着 した 経 路 を 選 択 33 IP IPのまとめ のまとめ-2 30 秒 ごとにbroadcast broadcastする 3 分 間 経 路 が 到 着 しないと 経 路 は 削 除 される ネットワーク 障 害 時 には3 分 間 で 経 路 が 切 り 替 わる 複 数 ルータがある 場 合 には3 分 ルータ 数 34 17
Subnetmaskありの ありのネットワーク 構 成 192.168.2.192 193 192.168.2.192/26 default 3 4 1 1 Internet default 192.168.2.192 192.168.2.64 192.168.2.128 192.168.2.128 2 2 192.168.2.64 192.168.2.128 65 66 3 192.168.2.0/26 192.168.2.0 192.168.2.192 default 192.168.2.64/26 192.168.2.128/26 35 IPでSubnetmask Subnetmaskを を 利 用 する 場 合 -1 インターフェースに 設 定 されているnetmask netmaskを 適 用 192.168.2.1/26 ルータのアドレス アドレス マスク マスクの 場 合 IPで 得 られたdestination ルーティングテーブル 192.168.2.64 192.168.2.64/26 192.168.2.65 192.168.2.65/32 192.168.2.128 192.168.2.128/26 192.168.2.192 192.168.2.192/26 192.168.3.0 192.168.3.0/24 192.168.3.64 192.168.3.64/32 36 18
IPでSubnetmask Subnetmaskを を 利 用 する 場 合 -2 インターフェース インターフェースに 設 定 されている netmaskが 適 用 できない 場 合 IP では 経 路 制 御 できない 37 VLSMありの ありのネットワーク 構 成 192.168.5.64/26 4 1 192.168.5.128 192.168.5.0/26 192.168.5.128 192.168.6.0 192.168.5.128 192.168.5.64 2 192.168.6.0/24 PC 192.168.5.65 伝 わらない PC 3 192.168.5.193 192.168.5.128/25 38 19
VLSM(Variable Length Subnet Mask) ネットワーク 例 192.168.5.0/26 192.168.5.64/26 192.168.5.128/25 192.168.5.1が192.168.5.128 192.168.5.128を 受 け 取 った 場 合 192.168.5.128/26と 誤 認 する 192.168.5.192~192.168.5.255 192.168.5.255がルーティング ルーティングさ れない IPだけでは だけではVLSM VLSMに 対 応 できない VLSM 対 応 には IP2 OSPF OSPFを 利 用 39 ルータでの でのIP 制 御 聞 く 広 告 IPのみで 運 用 可 能 defaultのみ 広 告 を 行 うなどで 利 用 defaultを 告 知 しない 場 合 に 利 用 40 20
トラブルシューティング- IPが が 伝 播 しない-1 同 じbroadcast broadcastアドレス アドレスを 利 用 していない Broadcastアドレス アドレスが 異 なっている 場 合 192.168.1.0/24を 利 用 の 場 合 192.168.1.255 network+all-1 192.168.1.0 network+all-0 255.255.255.255 all-1 0.0.0.0 all-0 古 いルータ ルータやワークステーション 等 はall all-0,all 0,all-1 固 定 の 場 合 がある 41 トラブルシューティング- IPが が 伝 播 しない-2 Broadcastアドレス アドレスがfilter filterされている 255.255.255.255,0.0.0.0などが などがインターフェース インターフェースの outputでfilter filterされていないか されていないか? プロトコル ポート ポートがfilter filterされている UDP 520がfilter filterされていないか されていないか? Unnumberedのi/f i/fでbroadcast broadcastを 伝 播 できない unicastで 広 告 するように 設 定 する unicastで 広 告 して 良 いのか? 42 21
IPを を 用 いたバックアップ バックアップ- 経 路 の 伝 播 ( 定 常 時 ) A-Dist:0 B-Dist:3 1 A-Dist:1 B-Dist:2 2 Net. B Net. B 5 A-Dist:1 B-Dist:3 他 方 よりもDistanceが 大 きいため 選 択 されない メイン 回 線 Net. B サブ 回 線 Net. B A-Dist:2 B-Dist:1 3 6 A-Dist:2 B-Dist:2 Net. B Net. B IPを 利 用 し 主 にバックアップ バックアップを 目 的 とした 構 成 通 常 時 はメイン 回 線 のみを 利 用 する A-Dist:3 B-Dist:0 4 7 A-Dist:3 B-Dist:1 Net. B Net. B 43 IPを を 用 いたバックアップ -ルーティングテーブル( 定 常 時 ) 1 Net. B 2 5 メイン 回 線 Net. B サブ 回 線 Net. B IPの 経 路 情 報 が 伝 播 することによ り 各 ルータに 経 路 情 報 が 設 定 さ れる Distanceの 違 いから メイン 回 線 側 の 経 路 が 選 択 される 3 Net. B 6 7 Net. B Net. B 4 Net. B 44 22
IPを を 用 いたバックアップ バックアップ-トラフィック トラフィックの 流 れ れ( ( 定 常 時 ) メイン 回 線 2 3 4 1 Net. B 5 サブ 回 線 6 7 通 常 時 はメイン 回 線 のみが 利 用 さ れる 45 IPを を 用 いたバックアップ バックアップ- 経 路 の 伝 播 ( 障 害 時 ) A-Dist:0 B-Dist:4 1 A-Dist:1 B-Dist:4 Net. B 2 5 A-Dist:1 B-Dist:3 障 害 発 生 サブ 回 線 Net. B A-Dist:5 B-Dist:1 3 6 A-Dist:2 B-Dist:2 メイン 回 線 に 障 害 が 発 生 したため 経 路 情 報 の 伝 播 が 変 化 する Net. B A-Dist:4 B-Dist:0 Net. B 4 7 A-Dist:3 B-Dist:1 Net. B Net. B 46 23
IPを を 用 いたバックアップ バックアップ-ルーティングテーブル ルーティングテーブル( 障 害 時 ) 障 害 発 生 Net. B 2 3 Net. B 4 1 Net. B 5 サブ 回 線 Net. B 6 Net. B 7 Net. B 経 路 情 報 の 伝 播 が 変 化 するため 各 ルータに 設 定 されている 経 路 情 報 が 変 更 される 47 IPを を 用 いたバックアップ バックアップ-トラフィック トラフィックの 流 れ( 障 害 時 ) 障 害 発 生 Net. B 2 3 4 1 5 サブ 回 線 6 7 メイン 回 線 に 障 害 が 発 生 しているた め トラフィック トラフィックの 流 れも 変 化 する サブ 回 線 を 利 用 して 通 信 のバック アップを 行 う 48 24
OSPF 解 説 ー1 解 説 方 針 ここではOSPF OSPFを 知 らない 方 のために 一 般 的 な 利 用 法 について 解 説 します わかりやすさを 重 視 して 説 明 するため FC FCで 定 義 されている 厳 密 なOSPF OSPFの 定 義 とは 異 なる 部 分 もありますが ご 了 承 願 います 大 規 模 ネットワークでは ではBGP BGPとの 連 携 は 欠 かせ ませんが ここでは 説 明 しません 49 OSPF 解 説 -2 Link State 型 ルーティングプロトコル ネットワークトポロジをLSA(Link State Advertisement)と 呼 ばれる 形 式 でデータベース 化 し 最 適 な 経 路 を 選 択 する IPやBGP BGPと 異 なり 単 純 な 経 路 交 換 を 行 なわないため 経 路 フィルタをかけることは 難 しい トポロジに 変 更 が 合 った 場 合 にすぐ 変 更 がかか る ルータ 故 障 検 出 も 可 能 HELLOパケット パケットにより によりルータ ルータの 故 障 を 検 出 し バックアップ 経 路 を 選 択 できる 切 り 替 え 時 間 がIP IPよりずっと 早 い( 数 秒 ~1 分 程 度 ) 50 25
OSPFコスト コストとは OSPFでは ではIP IPでいう でいうDistance Distanceの 変 わりにコスト を 利 用 する OSPFコスト コストは0~65535 65535の 値 を 取 る インターフェース 毎 に 自 由 にコスト コストを 設 定 すること ができる コストは 小 さければ 小 さいほどネットワーク 的 に 近 距 離 に 見 せられる ルータによっては 回 線 速 度 に 応 じて 自 動 的 にコスト を 付 与 するものもあるが ネットワーク ネットワークの 高 速 化 な どに 対 応 できなくなるだけでなく 運 用 が 困 難 にな るため 明 示 的 に 設 定 したほうが 良 い 51 簡 単 なOSPFコスト コストの 計 算 法 -1 Net.Aまでの までのコスト Net.Aまでの までのコスト 0 76 Net.Aまでの までのコスト 86 H1 Net.A 1 回 線 2 3 Net.B H2 それぞれのI/F I/Fに コストを 設 定 Cost:10 Cost:66 Cost:10 1から 見 たH1 H1への 経 路 1は 直 接 Net.Aに 接 続 されているため 同 じNet.A Net.Aに 接 続 されて いるH1 H1はコスト コスト0として 見 える 2から 見 たH1 H1への 経 路 2からは からは(1 1のI/F I/Fに 設 定 されたNet.A Net.Aのコスト コスト+1 1と 接 続 するI/F に 設 定 されたコスト コスト)となる 3から 見 たH1 H1への 経 路 3からは からは(2 2から 見 たNet.A Net.Aのコスト コスト+2 2と 接 続 するI/F I/Fに 設 定 さ れたコスト コスト)となる 52 26
簡 単 なOSPFコスト コストの 計 算 法 -2 Net.Bまでの までのコスト Net.Bまでの までのコスト 86 20 Net.Bまでの までのコスト 0 H1 Net.A 1 Net. B 回 線 2 Net. B 3 Net.B H2 それぞれのI/F I/Fに コストを 設 定 Cost:66 Cost:10 Cost:10 3から 見 たH2 H2への 経 路 3は 直 接 Net.Bに 接 続 されているため 同 じNet.B Net.Bに 接 続 されて いるH2 H2はコスト コスト0として 見 える 2から 見 たH2 H2への 経 路 2からは からは(3 3のI/F I/Fに 設 定 されたNet.B Net.Bのコスト コスト+3 3と 接 続 する I/Fに 設 定 されたコスト コスト)となる 1から 見 たH2 H2への 経 路 1からは からは(2 2から 見 たNet.B Net.Bのコスト コスト+2 2と 接 続 するI/F I/Fに 設 定 さ れたコスト コスト)となる 53 簡 単 なOSPFコスト コストの 計 算 法 -3 Net.A: 0 Net.A:76 Net.B:86 Net.B:20 Net.A:86 Net.B: 0 H1 Net.A 1,B 回 線 2,B 3 Net.B H2 それぞれのI/F I/Fに コストを 設 定 Cost:10 Cost:66 Cost:66 Cost:10 Cost:10 Cost:10 同 じI/F I/Fに 同 じコスト コストを 付 けることにより 行 きと 帰 りのコスト コストを 一 致 させることができる 行 きと 帰 りで 異 なるコスト コストを 付 与 することもできるが 管 理 が 煩 雑 になるため 理 由 なく 行 なうべきではない ここで 示 した 図 は 経 路 を 交 換 しているように 書 かれているが 実 際 はトポロジデータベース トポロジデータベースの 交 換 により 経 路 を 確 定 している 54 27
バックアップ バランシング バランシングを 行 なうには OSPFでは 複 数 の 経 路 を 持 った 場 合 にバック アップやバランシング バランシングを 行 なうことができる 異 なるコスト コストの 経 路 がある 場 合 コストが 小 さい 経 路 をメイン メインとして 利 用 しコスト コストが 大 きい 経 路 をバックアップ バックアップとして 利 用 できる 同 じコスト コストの 経 路 がある 場 合 バランシングを 行 ない トラフィック 分 散 することが 可 能 バランシングを 行 なっている 経 路 の1つが 切 断 され ても 残 った 経 路 でバックアップ バックアップすることも 可 能 55 OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ- 経 路 の 伝 播 ( 通 常 時 ) メイン 回 線 Cost:10 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(2): 96 B-Cost(5):163 A-Cost(1):20 B-Cost(3):86 2 Cost:66 A-Cost(2):86 B-Cost(4):20 3 B-Cost(4): 0 A-Cost(3): 96 A-Cost(6):163 Net. B 1 Costを 大 きく 設 定 4 5 A-Cost(1): 20 B-Cost(2): 96 B-Cost(6):153 Cost:133 サブ 回 線 6 A-Cost(3): 96 A-Cost(5):153 B-Cost(4): 20 OSPFを 利 用 して 通 常 時 はメイン 回 線 の みを 利 用 する 障 害 時 にはサブ 回 線 を 利 用 してバックア ップを 行 う Cost:10 Cost:10 選 択 されない 経 路 コスト 値 伝 播 元 ルータ 名 (NEXT HOP) 56 28
OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ-トラフィック トラフィックの 流 れ( 通 常 時 ) メイン 回 線 Cost:10 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(2): 96 B-Cost(5):163 A-Cost(1):20 B-Cost(3):86 2 Cost:66 A-Cost(2):86 B-Cost(4):20 3 B-Cost(4): 0 A-Cost(3): 96 A-Cost(6):163 Net. B 1 5 A-Cost(1): 20 B-Cost(2): 96 B-Cost(6):153 Cost:133 サブ 回 線 6 A-Cost(3): 96 A-Cost(5):153 B-Cost(4): 20 サブ 回 線 にもOSPF HELLOパケット パケットが 流 れるため トラフィック トラフィックをゼロ ゼロにはできない 4 Cost:10 Cost:10 Net.A 向 けのトラフィック Net.B 向 けのトラフィック 57 OSPFを を 用 いたバックアップー 経 路 の 伝 播 ( 障 害 時 ) メイン 回 線 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(5):163 Cost:10 A-Cost(1): 20 B-Cost(6):163 2 Cost:66 A-Cost(6):163 B-Cost(4): 20 3 B-Cost(4): 0 A-Cost(6):163 Net. B 1 4 5 A-Cost(1): 20 B-Cost(6):153 Cost:133 6 A-Cost(5):153 B-Cost(4): 20 Cost:10 Cost:10 サブ 回 線 回 線 の 切 断 により2 2-3 3 間 のネットワー クが 削 除 される コスト 値 伝 播 元 ルータ 名 (NEXT HOP) 58 29
OSPFを を 用 いたバックアップートラフィック バックアップートラフィックの 流 れ( 障 害 時 ) メイン 回 線 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(5):163 Cost:10 A-Cost(1): 20 B-Cost(6):163 2 Cost:66 A-Cost(6):163 B-Cost(4): 20 3 B-Cost(4): 0 A-Cost(6):163 Net. B 1 4 5 A-Cost(1): 20 B-Cost(6):153 Cost:133 6 A-Cost(5):153 B-Cost(4): 20 Cost:10 Cost:10 サブ 回 線 サブ 回 線 を 利 用 したバックアップ バックアップが 完 了 Net.A 向 けのトラフィック Net.B 向 けのトラフィック 59 OSPFバックアップルーティング バックアップルーティングの 特 徴 IPとは 異 なり すばやい すばやいバックアップ バックアップが 可 能 バックアップ 用 の 回 線 上 もOSPF HELLOが 流 れ るため サブ 回 線 を 切 断 することはできない ISDNなどで などでバックアップ バックアップさせるには させるにはOSPF OSPFだけの だけのチュ ーニングでは 難 しい 2 本 の 回 線 を 別 々の 用 途 に 利 用 して 障 害 時 に それぞれバックアップ バックアップとして 利 用 することが 可 能 60 30
OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング- 経 路 の 伝 播 ( 通 常 時 ) Cost:10 1 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(2):96 B-Cost(5):96 A-Cost(1):20 B-Cost(3):86 B-Cost(5):96 2 Cost:66 同 じコスト コストに 調 整 する A-Cost(2):86 A-Cost(6):96 B-Cost(4):20 3 B-Cost(4): 0 A-Cost(3):96 A-Cost(6):96 4 Net. B 5 A-Cost(1):20 B-Cost(2):96 B-Cost(6):86 Cost:66 2 本 の 回 線 を 同 じコスト コストに 設 定 する 1から からNet.B Net.Bに 対 して2,5 両 方 とも 同 じ コストにする 4から からNet.A Net.Aに 対 して3,6 両 方 とも 同 じ コストにする 6 A-Cost(3):96 A-Cost(5):86 B-Cost(4):20 Cost:10 Cost:10 選 択 されない 経 路 コスト 値 伝 播 元 ルータ 名 (NEXT HOP) 61 OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング-トラフィック トラフィックの 流 れ( 通 常 時 ) Cost:10 1 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(2):96 B-Cost(5):96 A-Cost(1):20 B-Cost(3):86 B-Cost(5):96 2 5 A-Cost(1):20 B-Cost(2):96 B-Cost(6):86 Cost:66 同 じコスト コストに 調 整 する Cost:66 A-Cost(2):86 A-Cost(6):96 B-Cost(4):20 3 6 A-Cost(3):96 A-Cost(5):86 B-Cost(4):20 B-Cost(4): 0 A-Cost(3):96 A-Cost(6):96 Cost:10 4 Net. B Cost:10 Net.A 向 けのトラフィック OSPFを 利 用 して 通 常 時 にそれぞれの 回 線 をバランシング バランシングして 利 用 する Net.B 向 けのトラフィック 62 31
OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング- 経 路 の 伝 播 ( 障 害 時 ) Cost:10 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(5):96 A-Cost(1):20 B-Cost(5):96 2 Cost:66 A-Cost(6):96 B-Cost(4):20 3 B-Cost(4): 0 A-Cost(6):96 Net. B 1 同 じコスト コストに 調 整 する 4 5 A-Cost(1):20 B-Cost(6):86 Cost:66 6 A-Cost(5):86 B-Cost(4):20 Cost:10 Cost:10 障 害 発 生 により 2 2-3 3 間 のネットワーク 情 報 が 削 除 される コスト 値 伝 播 元 ルータ 名 (NEXT HOP) 63 OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング-トラフィック トラフィックの 流 れ( 障 害 時 ) Cost:10 Cost:10 A-Cost(1): 0 B-Cost(5):96 A-Cost(1):20 B-Cost(5):96 2 Cost:66 A-Cost(6):96 B-Cost(4):20 3 B-Cost(4): 0 A-Cost(6):96 Net. B 1 4 5 A-Cost(1):20 B-Cost(6):86 Cost:66 6 A-Cost(5):86 B-Cost(4):20 Cost:10 Cost:10 Net.A 向 けのトラフィック 障 害 が 発 生 していない 回 線 を 利 用 してバ ックアップを 行 う Net.B 向 けのトラフィック 64 32
バックアップ バランシング バランシングの 特 徴 障 害 発 生 時 には50% 50%の 帯 域 でバックアップ バランシング(ECMP: ECMP:Equal Equal Cost Multipath)は 基 本 的 に 1:1でバランス バランスするため するため 速 度 の 異 なる 回 線 をバランス させることは 難 しい 2 本 の 回 線 を 有 効 に 利 用 し 回 線 コストを 抑 えることが できる LAN 等 に 利 用 すると100 100Mbps Mbpsメディア メディアを200 200Mbps Mbpsメディ アとして 利 用 することもできる バランシングの 精 度 はルータ ルータの 機 能 に 依 存 するため 1:1のバランシング バランシングとならない 場 合 がある バランシング(ECMP ECMP)は 一 部 のルータ ルータやL3SW 等 では 機 能 しないため 注 意 が 必 要 65 初 心 者 のためのOSPF 設 定 -1 エリア 必 ず0を 設 定 する OSPFでは 経 路 の 集 約 のためにエリア エリアという 概 念 があるが 小 規 模 なネットワーク ネットワークでは ではバックボーンエリア バックボーンエリア=エリア エリア0だけで 構 築 すれ ばよく エリア エリアを 分 けて 構 築 する 必 要 はない エリア0 以 外 のエリア エリアは 必 ずエリア エリア0と 接 している 必 要 があるため むやみに むやみにエリア 分 けをするとバックボーン バックボーンの 拡 張 が 難 しくなる ISPなど 大 規 模 ネットワークとなると となるとBGP+OSPF BGP+OSPFが 主 流 であり 経 路 の 集 約 という 観 点 ではBGP BGPのほうが 優 れているため バックボ ーン 以 外 のエリア エリアを 積 極 的 に 使 っていくことはあまりない 使 用 機 器 などの 制 限 によりBGP BGPが 利 用 できず OSPF OSPFで 多 くの 経 路 を 扱 う 場 合 にはエリア エリアを 利 用 して 経 路 集 約 を 図 る 必 要 がある デフォルトルート 必 ずstatic staticなどで などでデフォルトルート デフォルトルートを 確 保 してから OSPFでデフォルトルート デフォルトルートを 流 す 余 力 があればExternal Type 1で 1 流 す 66 33
初 心 者 のためのOSPF 設 定 -2 Staticからの 経 路 注 入 デフォルトルートなどと 同 じくExternal Type 1で 1 流 す OSPFでは ではOSPF 以 外 のstatic staticやip IPなどから 経 路 を 注 入 するときに External Type 1とExternal 1 Type 2が 2 選 べるようになっている External Type 1とは 1 注 入 時 に 付 与 したコスト コストに 注 入 された 場 所 から 実 際 にOSPF OSPFの 経 路 を 受 けるルータ ルータまでの までのOSPF OSPFコスト コストを 加 えて 評 価 する 同 じ 経 路 が 複 数 注 入 されたときに 最 も 近 い 出 口 から 出 るように 制 御 するために 使 われる Staticは 注 入 された 個 所 が 最 も 近 いと 判 断 できるため Type 1が 1 向 いて いる External Type 2とは 2 注 入 時 に 付 与 したコスト コストをそのまま 維 持 する 同 じ 経 路 が 複 数 注 入 され たときに 注 入 の 際 に 付 けられた 優 先 順 位 に 基 づいて 評 価 される これは BGPなど 他 のプロトコル プロトコルの 情 報 をOSPF OSPFで 実 現 するために 有 効 な 手 法 だ が 現 状 BGPをそのまま をそのままOSPF OSPFには 流 せないため あまり 意 味 がない Cisco Ciscoのルータ ルータはデフォルト 設 定 がExternal Type 2であるため 2 であるため 注 意 が 必 要 External Type 1とExternal 1 Type 2を 2 混 ぜない OSPF OSPFコスト コストとは 別 にExternal Type 1 > External Type 2という 2 優 先 順 位 があるため 障 害 の 切 り 分 けが 難 しくなる 67 初 心 者 のためのOSPF 設 定 -3 ルータID 小 規 模 では 特 に 気 にしなくても 良 いが loopback loopbackイ ンターフェースを 設 定 したほうが 良 い OSPFでは ではルーター 間 通 信 にルータ ルータID( ID(ルータ ルータについている についているIP IPアド レス)を 用 いる 通 常 はloopback loopbackインターフェース インターフェースを 設 定 するとそのアドレス アドレスが 使 われる 同 じアドレス アドレスを 複 数 のルータ ルータのloopback loopbackインターフェース インターフェースに 付 ける と 誤 動 作 するため 注 意 が 必 要 ルータを 立 ちあげる 順 番 能 力 が 高 く 負 荷 が 低 いルータ ルータを 先 に 立 ち 上 げた ほうがよい OSPFでは ではD(Designated outer) 指 定 ルータ BD(Backup D) DOTHE DOTHEが 立 ち 上 がった 順 に 決 まり Ethernet Ethernetなど などマルチ アクセスメディアの 通 信 はD Dが 情 報 を 管 理 するため 処 理 能 力 の 余 裕 があるルータ ルータに 行 なわせたほうが 良 い 小 規 模 では 意 識 しなくても 問 題 が 発 生 しないことがほとんど 68 34
DとBD BDの の 役 割 1 2 3 4 5 D BD Dの 役 割 DはEthernetなどの などのマルチアクセスメディア 利 用 時 に 同 じセグメン トの 代 表 して 経 路 交 換 を 行 う Dが 存 在 することで 経 路 交 換 数 は 接 続 ルータ 数 に 比 例 した 量 に 抑 えることができる Dといった 概 念 が 無 い 場 合 には 接 続 ルータ 数 の 二 乗 に 比 例 する BDの 役 割 BDはDに 障 害 が 発 生 したときにすみやかにDとなる となる 役 割 を 持 つ D: Designated outer BD: Backup Designated outer 69 DとBD BDの の 選 出 -1 1 2 3 4 5 P:1 起 動 :1 P: outer Priority P:2 起 動 :2 P:3 起 動 :3 P:4 起 動 :4 P:5 起 動 :5 DとBDの 選 択 の 方 法 最 初 に 起 動 したルータ ルータはDとなる 2 番 目 に 起 動 したルータ ルータはBDとなる 3 番 目 以 降 に 起 動 したルータ ルータはDOTHEとなる 上 記 ネットワークにおける におけるD BDはどれか はどれか? 70 35
DとBD BDの の 選 出 -2 1 2 3 4 5 P:1 起 動 :1 P:2 起 動 :2 P:3 起 動 :3 P:4 起 動 :4 P:5 起 動 :5 D BD DOTHE DOTHE DOTHE P: outer Priority DとBDの 選 択 の 結 果 最 初 に 起 動 した1はDとなる 2 番 目 に 起 動 した2はBDとなる 3 番 目 以 降 に 起 動 した3~5はDOTHEとなる 71 DとBD BDの の 選 出 -3 障 1 害 2 3 4 5 P:1 起 動 :1 P:2 起 動 :2 P:3 起 動 :3 P:4 起 動 :4 P:5 起 動 :5 D BD DOTHE DOTHE DOTHE P: outer Priority Dに 障 害 が 発 生 した 場 合 DとBDはどのように 選 択 されるのか? 72 36
DとBD BDの の 選 出 -4 障 1 害 2 3 4 5 P:1 起 動 :1 P:2 起 動 :2 P:3 起 動 :3 P:4 起 動 :4 P:5 起 動 :5 D DOTHE DOTHE BD P: outer Priority Dに 障 害 が 発 生 した 場 合 Dに 障 害 が 発 生 するとBDがDとなる となる BDがDとなると となると 新 しいBDがouter Priorityの 大 きな ルータとなる 73 DとBD BDの の 選 出 -5 障 1 害 2 3 4 5 P:1 起 動 :1 P:2 起 動 :2 P:3 起 動 :3 P:4 起 動 :4 P:5 起 動 :5 復 旧 D DOTHE DOTHE BD P: outer Priority 障 害 が 復 旧 した 場 合 障 害 が 復 旧 した 場 合 Dは 変 化 するか? 74 37
DとBD BDの の 選 出 -6 1 2 3 4 5 P:1 起 動 :6 P:2 起 動 :2 P:3 起 動 :3 P:4 起 動 :4 P:5 起 動 :5 DOTHE D DOTHE DOTHE BD P: outer Priority 障 害 が 復 旧 した 場 合 Dに 変 動 はない 1は 障 害 発 生 のため 起 動 順 番 が 最 後 となる 起 動 順 番 が3 以 降 の 場 合 は 起 動 順 番 がD 選 択 に 影 響 を 与 えることはない 75 DとBD BDのまとめ DとBDの 役 割 DはEthernetなどの などのマルチアクセスメディア 利 用 時 に 同 じセグメント セグメントの 代 表 して 経 路 交 換 を 行 う Dが 存 在 することで 経 路 交 換 数 は 接 続 ルータ 数 に 比 例 した 量 に 抑 えること ができる Dといった 概 念 が 無 い 場 合 には 接 続 ルータ 数 の 二 乗 に 比 例 する BDはDに 障 害 が 発 生 したときにすみやかにDとなる となる 役 割 を 持 つ DとBDの 選 出 DとBDは 起 動 順 に 決 定 される D BDに 障 害 が 発 生 した 場 合 にはouter Priorityが 高 いルータ ルータが 選 出 さ れる 常 にD BDを 希 望 のルータ ルータにしておくことは 困 難 outer Priorityを0にすることで にすることで D BDにならない にならないルータ ルータを 作 ることがで きる 広 域 Ethernetの 小 規 模 拠 点 に 有 効 初 心 者 のためのD BD LANでOSPFを 利 用 している 場 合 にはそれほど 意 識 する 必 要 は 無 い 広 域 Ethernetなどの などのWAN 利 用 の 際 には 小 規 模 拠 点 のouter Priorityを0と したほうが 良 い 76 38
OSPF 利 用 上 の 注 意 点 アドレスの 重 複 には 細 心 の 注 意 を 払 う loopbackアドレス アドレスはOSPF outer IDとして 利 用 されるため 重 複 した 場 合 にはOSPFデータベース データベースが 正 常 に 維 持 できず 経 路 障 害 となる LAN IPアドレス アドレスの 重 複 が 発 生 した 場 合 にもデータベース データベースが 混 乱 し 該 当 ネットワークへの 到 達 生 が 失 われるだけで 無 く 多 量 のOSPF 更 新 情 報 が 流 れ 続 けるなどの 障 害 が 発 生 する shutdown 状 態 のインターフェース インターフェースであっても であってもOSPFデータベ ースに 登 録 されてしまう 場 合 があるため 移 行 作 業 時 などのIP アドレスの 消 しこみは 速 やかに 実 施 した 方 がよい 77 トラブルシューティング-IP IPv2とOSPF OSPFが が 伝 播 しない ルータのfilter 等 でmulticast multicastアドレス アドレスや protocol protocol portなどが 制 限 されていないか 注 意 する IP2 224.0.0.9 UDP 520 OSPF 224.0.0.5/224.0.0.6 Protocol 89 Multicastをサポート サポートしない 場 合 OSによっては によってはmulticast multicastを 受 けられない 場 合 がある このときはbroadcast broadcastにて 代 用 する 78 39
ダイナミックルーティングのまとめ VLSMを 考 慮 するとIP2,OSPF IP2,OSPFを 利 用 すべき 単 純 なネットワーク 構 成 はstatic staticを 選 択 Defaultのみを 利 用 する 場 合 はIP IPでも 十 分 バランシングなどを 行 なう 場 合 はOSPF OSPFを 用 いる 79 ダイナミックルーティングプロトコルを 用 いた 障 害 に 強 いネットワーク 構 成 デュアル 構 成 +OSPFによる によるバックアップ バックアップ バ ランシング リングトポロジによる によるバックアップ 80 40
デュアル 構 成 +OSPF+ OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング 接 続 図 1 Net.X SW1 2 3 SW2 Net.Y 4 81 デュアル 構 成 +OSPF+ OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング 経 路 の 伝 播 ( 通 常 時 ) 1 2 X Net.X スイッチ Net.Y スイッチ OSPFで Net.Aの 経 路 情 報 を 広 告 する 経 路 情 報 は 各 ルータに 対 して 2つの つのスイッチ スイッチから 等 価 に 伝 播 する 82 41
デュアル 構 成 +OSPF+ OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング ルーティングテーブル ルーティングテーブル( 通 常 時 ) 1 2 X Net.Xスイッチ Net.Yスイッチ 伝 播 した 経 路 情 報 により 各 ルータに 経 路 情 報 が 設 定 される 2つの つのスイッチ スイッチから 等 価 な 経 路 情 報 が 伝 播 してきたた め 2つの 経 路 情 報 が 設 定 される 83 デュアル 構 成 +OSPF+ OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング -トラフィックの 流 れ( 通 常 時 ) Net.X スイッチ 1 2 X Net.Y スイッチ 通 常 時 には 2つの つのスイッチ スイッチを 経 由 するトラフィック トラフィックがバ ランスする 84 42
デュアル 構 成 +OSPF+ OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング - 経 路 の 伝 播 ( 障 害 時 ) 障 害 発 生 Net.X スイッチ 1 2 X Net.Y スイッチ 障 害 発 生 により 経 路 情 報 の 伝 播 に 一 部 に 変 化 が 生 じる 85 デュアル 構 成 +OSPF+ OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング ルーティングテーブル ルーティングテーブル( 障 害 時 ) 障 害 発 生 Net.X スイッチ 1 2 X Net.Y スイッチ 伝 播 する 経 路 情 報 が 変 化 するため 各 ルータに 設 定 さ れている 経 路 情 報 も 変 化 する 一 方 のスイッチ スイッチからの 経 路 が 消 えても もう もう 一 方 のスイ ッチからの 経 路 でバックアップ バックアップを 行 う 86 43
デュアル 構 成 +OSPF+ OSPFを を 用 いたバックアップ バックアップ バランシング バランシング -トラフィックの 流 れ( 障 害 時 ) 障 害 発 生 Net.X スイッチ 1 2 X Net.Y スイッチ 障 害 時 には 2つの つのスイッチ スイッチどちらかを 利 用 して 障 害 を 迂 回 することができる 87 リングトポロジによる によるバックアップ - 経 路 の 伝 播 ( 通 常 時 ) Distanceが 最 も 小 さいので 選 択 される 2 Distance=1 他 方 よりDistanceが 大 きいので 選 択 されない Distance=2 1 3 Distance=1 IPで Net.Aの 経 路 情 報 を 広 告 する 通 常 時 は 最 短 な 経 路 が 優 先 される 88 44
リングトポロジによる によるバックアップ -ルーティングテーブル ルーティングテーブル( 通 常 時 ) 2 1 3 伝 播 した 経 路 情 報 から 各 ルータに 経 路 情 報 が 設 定 さ れる 89 リングトポロジによる によるバックアップ - トラフィックの 流 れ( 通 常 時 ) 2 1 3 通 常 時 は 最 短 な 経 路 が 優 先 されて 通 信 が 行 われる 90 45
リングトポロジによる によるバックアップ - 経 路 の 伝 播 ( 障 害 時 ) 障 害 発 生 2 Distance=2 1 Distance=1 3 障 害 により 経 路 情 報 の 伝 播 に 変 化 が 生 じる 91 リングトポロジによる によるバックアップ -ルーティングテーブル ルーティングテーブル( 障 害 時 ) 障 害 発 生 2 1 3 伝 播 する 経 路 情 報 の 変 化 により ルータ ルータに 設 定 されて いる 経 路 情 報 も 変 化 する 92 46
リングトポロジによる によるバックアップ -トラフィック トラフィックの 流 れ( 障 害 時 ) 障 害 発 生 2 1 3 障 害 時 には 遠 回 りな 経 路 を 利 用 して 通 信 をバックア ップする 93 WAN 構 築 ここでは 利 用 回 線 別 のWAN 構 築 の 方 法 について 解 説 します 広 域 Ethernetを 利 用 したWAN インターネットVPNを 利 用 したWAN ダークファイバを 利 用 したWAN 94 47
広 域 Ethernetを を 利 用 したWAN 広 域 Ethernetを 利 用 する 理 由 安 価 IP 以 外 のパケット パケットが 通 る(SNAなど など) ATMやPOSなどの 高 価 なWAN I/Fが 不 要 ルータを 利 用 せずにHUBだけで だけでネットワーク ネットワークが 構 築 できる Tag VLANを 利 用 して 複 数 のVLANを 複 数 拠 点 に 容 易 に 持 って いくことができる 今 回 とりあげるポイント IPのみを 利 用 ルータ ルータを 利 用 ダイナミックルーティング 95 ネットワーク 構 成 広 域 Ethernet 網 広 域 Ethernet 網 はLANのEthernetと 同 様 に 見 える 基 本 的 にはLANと 同 じ 設 計 手 法 が 使 える 96 48
HUBのみで 構 成 した 場 合 PC PC 10Mbps 広 域 Ethernet 網 128k PC PC PC PC 10Mbps 10Mbps PC PC 10Mbps PC PC 広 域 EthernetはLANと 同 様 にHUBのみでも のみでもネットワーク を 構 成 することができる 97 HUBのみで 構 成 した 場 合 の 問 題 点 5 拠 点 で100 台 の MACを 管 理 10Mbps ブロードキャスト パケット ブロードキャストパケッ トにより 回 線 が 輻 輳 128k PC 20 台 PC PC PC PC PC 20 台 10Mbps 広 域 Ethernet 網 10Mbps 10Mbps PC PC PC 20 台 PC PC PC PC PC 20 台 PC 20 台 HUBのみで 構 築 し PC 端 末 を 直 接 広 域 Ethernetに 接 続 す ると 広 域 Ethernet 内 で 管 理 すべきMACが 増 加 する これによりAPやWindows 系 のブロードキャストが 増 加 し 回 線 の 細 い 拠 点 が 輻 輳 する 98 49
ルータを 設 置 した 場 合 5 拠 点 で5 台 のMAC を 管 理 ブロードキャスト パケット 広 域 Ethernet 網 ルータを 設 置 した 場 合 には 広 域 Ethernet 内 でのMAC はルータの 台 数 に 限 られるため ブロードキャストの 増 加 を 防 ぐことができる 99 ルータを 設 置 すべきか ルータを 設 置 すべきか HUBのみで 構 築 すべきか 広 域 EthernetはHUBだけで 容 易 にネットワークを 構 築 でき るが スケールするネットワークとするためにはルータを 設 置 すべきである 小 規 模 拠 点 などHUBのみで 構 築 が 必 要 な 場 合 にはルータ 接 続 拠 点 とは 異 なるVLANで 構 築 することが 望 ましい 100 50
広 域 EthernetでのOSPF OSPFの の 利 用 広 域 Ethernet 網 OSPF 広 域 Ethernet 網 でのOSPFの 利 用 広 域 Ethernetでは ではLANと 同 様 にダイナミックルーティン グを 利 用 できるが 一 般 的 にはOSPFを 用 いられることが 多 い 広 域 Ethernet 網 でのOSPF 利 用 のポイント ポイントについて 解 説 する 101 多 拠 点 でのOSPF OSPFの の 利 用 C 地 区 :50 拠 点 広 域 Ethernet 網 OSPF B 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 多 くの 拠 点 を1つの 広 域 Ethernet 網 で 結 び OSPFを 動 かす 図 ではA,B,C 地 区 それぞれに50 拠 点 接 続 しており 合 計 150 台 のルータ ルータが 同 一 の 広 域 Ethernet 網 を 利 用 し ている 102 51
OSPF 利 用 時 のトラブルシューティング 細 い 回 線 が 輻 輳 広 域 Ethernet 網 D BD OSPF B 地 区 :50 拠 点 C 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 負 荷 の 増 大 細 い 回 線 の 輻 輳 OSPFのHelloパケット パケットにより 細 い 回 線 が 輻 輳 してしまう D/BDの 負 荷 増 大 Dおよび およびBDに 負 荷 が 集 中 し 不 安 定 となる D,BDに 高 いスペック スペックのルータ ルータが 必 要 となる 103 OSPFトラブル 解 決 法 A 地 区 GW C 地 区 GW B 地 区 GW OSPF timer をチューニン グ 広 域 Ethernet 網 広 域 Ethernet 網 広 域 Ethernet 網 OSPF B 地 区 :50 拠 点 C 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 広 域 Ethernet 網 の 分 割 及 び 中 継 ルータの 設 置 巨 大 すぎる 広 域 Ethernet 網 を1セグメント セグメント50 台 程 度 として 分 割 それぞれの 広 域 Ethernet 網 を 中 継 するルータ ルータを 設 置 広 域 Ethernetを 分 割 することで OSPFマルチキャスト マルチキャストを 減 らすこ とができる セグメントの 分 割 により D BDを 分 散 配 置 でき 負 荷 を 下 げ ることができる OSPF timerのチューニング 細 い 回 線 を 収 容 している 広 域 Ethernet 網 のOSPFのHello 間 隔 を 伸 ばし 輻 輳 を 回 避 する 104 52
広 域 Ethernetを を 利 用 したWAN: WAN:まとめ HUBのみで 構 築 すべきか ルータ ルータを 設 置 すべきか ルータを 設 置 したほうがスケール スケールする HUBのみの 構 成 とルータ 設 置 の 構 成 が 混 在 する 場 合 に はTag VLANなどを 利 用 して 異 なるネットワーク ネットワークに 収 容 す る ルータの 設 置 台 数 が50 台 を 超 えるようであれば 広 域 Ethernetを 分 割 して それぞれの それぞれのネットワーク ネットワークを 接 続 する 中 継 ルータを 用 意 する 細 い 回 線 を 利 用 する 場 合 にはOSPF timerをチューニ ングして 輻 輳 しないようにする 105 インターネットVPN VPNを を 利 用 したWAN インターネットのブロードバンド 化 と 低 価 格 化 VPN 装 置 の 低 価 格 化 と 高 性 能 化 により 急 激 にインターネット VPNが 普 及 してきている ている ここではネットワーク ネットワークという 切 り 口 からWANとして としてイン ターネットVPNを 利 用 することを 前 提 とする VPNにはさまざまな にはさまざまなプロトコル プロトコル 暗 号 化 技 術 認 証 シス テムなどの 要 素 があるが プライベートネットワーク 間 で 影 響 を 受 ける 部 分 にのみ 着 目 して 解 説 する 暗 号 化 されたパケット パケットの 状 態 など プライベートネットワーク 間 では 隠 される 要 素 に 関 してしはここでは しはここではブラックボック スとして 扱 うものとする 106 53
一 般 的 なインターネット インターネットVPN 構 成 インターネット VPN VPN1 VPN2 VPN VPN 一 般 的 なインターネット インターネットVPNの 構 成 インターネット 接 続 ルータの 下 にVPN 装 置 を 設 置 し VPN 装 置 間 でVPNを 張 る VPNに 流 せるパケット パケットはVPN 依 存 暗 号 化 パケットのスループット スループットの 高 いVPN 装 置 ではVPN 間 でOSPFなどの などのダイナミックルーティング ダイナミックルーティングが 利 用 できな いことが 多 い スループットとダイナミックルーティング ダイナミックルーティングなどを 両 立 するためには 107 ネットワーク 化 されたインターネット インターネットVPN 構 成 VPN TUN インターネット VPN1 VPN2 Tunnel 1 VPN Tunnel 2 TUN VPN TUN ネットワーク 化 されたインターネット インターネットVPN 構 成 インターネット 接 続 ルータの 下 にVPN 装 置 を 設 置 し VPN 装 置 間 でVPNを 張 る(IPsecなど など) VPN 装 置 の 内 側 にtunnelルータ ルータを 設 置 し VPN 上 にtunnelを 張 る(GE ipipなど など) Tunnelは 暗 号 化 する 必 要 はない Tunnelは 専 用 線 と 同 等 に 見 えるため ダイナミックルーティング が 利 用 できる VPN 装 置 はダイナミックルーティング ダイナミックルーティングを 利 用 できなくてよい 108 54
VPNで で 利 用 されるプロトコル IPsec IP Security Protocol 認 証 暗 号 化 を 行 う FC2401~2412,2451,2857,3526,3554,3566,3602 Protocol 50(ESP:encapsulating security payload) Protocol 51(AH:authentication header) GE Generic outing Encapsulation レイヤ3 tunnelを 行 う FC1701,1702 Protocol 47(GE) IPIP IP Encapsulation within IP レイヤ3 tunnelを 行 う FC2003 Protocol 4(IP-ENCAP:IP encapsulated in IP) GIF Generic Tunnel Interface IPIPをUNIXなどで 扱 うときに 利 用 される IPIP tunnelのことを のことをGIF tunnelと 呼 ぶこともある 109 ネットワーク 化 されたインターネット インターネットVPN 構 成 tunnel1 tunnel2 TUN TUN TUN プライベート 側 からみたネットワーク 構 成 Tunnelルータ 間 はtunnel1および およびtunnel2の2つの 専 用 線 で 接 続 されていることと 同 様 に 扱 える OSPFなどの などのダイナミックルーティング ダイナミックルーティングを 容 易 に 扱 うことが できる 110 55
インターネットVPN VPNの の 解 決 すべき 問 題 点 MTUが1500より 小 さくなることによる 問 題 点 インターネットVPNなど 既 存 のネットワーク ネットワークの 上 にtunnel を 張 って 利 用 する 場 合 にはMTU(Maximum Transmission Unit)が1500より 小 さくなることによる 問 題 が 発 生 する Path MTU Discovery Blackhole 問 題 FC1191 Path MTU Discovery FC2923 TCP Problems with Path MTU Discovery 詳 しくは 後 述 Path MTU Discovery Blackhole 以 外 のMTU1500を 必 要 とするアプリケーション アプリケーションの 問 題 DF=1で 送 信 を 行 うLANアプリケーション フラグメントによる によるパフォーマンス パフォーマンスの 低 下 小 さいMTU 個 所 を 通 過 する 際 にフラグメント フラグメントが 許 可 されていれば フ ラグメントすることによりすべての することによりすべてのサイズ サイズのIPパケット パケットを 通 過 させること ができる ただし フラグメント フラグメントにより によりスループット スループットが 低 下 する 恐 れがある 111 Path MTU Discovery の 動 作 原 理 MTU1500 MTU1300 MTU1500 A TUN TUN B Size=1500/*DF=1 **ICMP Type3 Code4 MTU of next hop:1300 Size=1300/DF=1 *DF Don t Fragment **ICMP Type3 Destination Unreachable Code4 Fragmentation Needed and Don t Fragment was Set Path MTU Discoveryの 原 理 DF=1とした としたIPパケット パケットを 送 出 し Destination Unreachableが 戻 ってきたときに 適 切 なIPパケットサイズ パケットサイズに 調 整 して 送 信 するこ とで エンド エンド-エンド 間 の 最 大 で 最 適 なMTUを 利 用 する 仕 組 み 112 56
Path MTU Discovery Black hole 問 題 MTU1500 MTU1300 MTU1500 A TUN TUN B ICMP Unreachableを 送 信 しない 設 定 となっているか フィルタされている Size=1500/DF=1 適 切 なMTUを 得 られず DF=1のパケッ トが 出 つづけ 通 信 できない 状 態 となる *ICMP Type3 Code4 MTU of next hop:1300 Size=1500/DF=1 *ICMP Type3 Code4 Destination Unreachable Fragmentation Needed and Don t Fragment was Set Path MTU Discovery Black holeとは Path MTU Discoveryの 原 理 で 重 要 な 役 割 を 持 つICMP Unreachableがフィルタ フィルタされることで されることで 適 切 なIPパケット パケットの 送 信 が 行 えず 通 信 できなくなる 状 態 のこと 113 Path MTU Discovery Black hole 問 題 の 解 決 法 1 MTU1500 MTU1300 MTU1500 A TUN TUN B MSS=1260 Size<1300/DF=1 Size=1300/DF=1 MSS:Maximum Segment Size (TCP Only) TCPのMSSを 利 用 する TCPでは では1 度 に 送 出 する 最 大 のセグメントサイズ セグメントサイズMSSを 指 定 す ることができる この このパラメータ パラメータをMTUが 小 さくなるポイント ポイントで 書 き 換 えることで TCPに 限 ってPath MTU Discovery Black holeを 解 決 することができる 114 57
Path MTU Discovery Black hole 問 題 の 解 決 法 2 MTU1500 MTU1500 MTU1300 MTU1500 A TUN TUN B Size=1300/DF=0 Size=1500/DF=1 Size= *200/DF=0 Size=1500/DF=1 * 実 際 はカプセリングのためのオーバーヘ ッドのために200より 大 きくなります TunnelのMTUを1500に 拡 張 する TunnelのMTUを1500に 拡 張 することで tunnel 区 間 をパケ ットを 分 割 して 通 過 させることができる TCP(Protocol:6) 以 外 のUDP(Protocol:17)や ESP(Protocol:50)などの などの1500バイトパケット バイトパケットを 通 すことが できる Path MTU Discovery 以 外 の 要 因 によるDF=1のIPにも にも 対 応 が 可 能 115 インターネットVPN VPNの の 問 題 点 の 解 決 MTUが1500より 小 さくなることによる 問 題 点 の 解 決 TCPについては についてはMSS 調 整 により 解 決 を 行 う Path MTU Discovery Black holeの 解 決 とスループット 低 下 の 防 止 が 同 時 に 行 われる 多 くのアプリケーション アプリケーションがTCPを 利 用 しているため MSS 調 整 により 問 題 が 解 消 することが 多 い TCP 以 外 のプロトコル プロトコルはMTU 拡 張 により 解 決 を 行 う 暗 号 化 パケットのESPやUDPなど などTCPでない でないプロトコル プロトコルの 解 決 には MTU 拡 張 を 行 い パケット パケットを 分 割 して 通 すようにする パケットを 分 割 することでパフォーマンス パフォーマンスは 低 下 するが すべての すべてのIPパケ ットを 通 すことができる 2つの 手 法 の 併 用 MSS 調 整 と MTU 拡 張 を 同 時 に 設 定 することですべてのIPパケット が 通 るだけでなく TCPは 効 率 よく 通 すことができる MTUを 設 定 すると 自 動 的 にMSS 値 が 決 定 するようなVPN 機 器 tunnel ルータは2つの 手 法 の 併 用 はできない Tunnel MTU=1500 MSS=1460では ではMTU1300の 物 理 I/Fに 対 しMSS 調 整 さ れたパケット パケットがフラグメント フラグメントしてしまい 効 率 よく 転 送 することができない Tunnel MTU=1300 MSS=1260では ではTCP 以 外 のDF=1のIPパケット パケットが 通 らな い 1300バイト バイトより 大 きいDF=1のUDP ESPが 通 らない 116 58
多 拠 点 でのインターネット インターネットVPN 接 続 B 地 区 :50 拠 点 TUN Internet VPN 網 TUN TUN C 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 TUN TUN TUN どのようなVPN 構 成 が 適 切 か? TUN インターネットVPNの 構 成 インターネットVPNは 各 拠 点 間 を 自 由 に 結 ぶことができる どのような 接 続 法 が 望 ましいのか 検 討 する VPN TUN TUNはtunnelルータを 表 し 前 述 のとおり 物 理 的 に はには 下 記 の3つの 機 器 を 表 す インターネット 接 続 ルータ VPN 装 置 Tunnelルータ 117 VPNフルメッシュ 構 成 Internet VPN 網 TUN B 地 区 :50 拠 点 TUN TUN C 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 TUN TUN TUN フルメッシュ 構 成 すべての 拠 点 間 をVPNで 結 ぶ 拠 点 の 数 :mとしたときの としたときのVPNの 数 2 m( m 1) m m VPN = = 2 2 VPNの 数 が 拠 点 数 の 二 乗 に 比 例 するため 多 拠 点 の 管 理 が 煩 雑 1 拠 点 追 加 ですべての 拠 点 のVPN 機 器 の 変 更 が 必 要 拠 点 数 が 増 えるとすべての 拠 点 のVPN 機 器 の 性 能 を 上 げる 必 要 が ある 118 59
VPNスター 構 成 TUN TUN センター 拠 点 Internet VPN 網 B 地 区 :50 拠 点 TUN TUN C 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 TUN TUN TUN スター 構 成 各 拠 点 とセンター 拠 点 との 間 をVPNで 結 ぶ 拠 点 の 数 :mとしたときの としたときのVPNの 数 は VPN = m 1 VPNの 数 は 拠 点 数 に 比 例 するため 多 拠 点 の 管 理 が 容 易 1 拠 点 追 加 でセンター 拠 点 のVPN 機 器 の 変 更 だけで 済 む スターの 中 心 となるセンター 拠 点 のtunnelルータ ルータの 障 害 ですべて の 拠 点 の 通 信 ができなくなる 拠 点 数 が 増 えるとセンター 拠 点 に 多 数 のVPN VPNを 収 容 する 必 要 が あり 高 性 能 なVPN 機 器 が 必 要 となる 119 VPNデュアルスター 構 成 TUN Internet VPN 網 センター 拠 点 TUN TUN センター 拠 点 B 地 区 :50 拠 点 TUN TUN C 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 TUN TUN TUN デュアルスター 構 成 各 拠 点 から2 箇 所 のセンター 拠 点 にVPNで 結 ぶ 拠 点 の 数 :mとしたときの としたときのVPNの 数 は VPN = 2( m 1) VPNの 数 は 拠 点 数 に 比 例 するため 多 拠 点 の 管 理 が 容 易 1 拠 点 追 加 でセンター 拠 点 のVPN 機 器 の 変 更 だけで 済 む スターの 中 心 となるセンター 拠 点 のtunnelルータ ルータに 障 害 が 発 生 して もバックアップ バックアップされる 拠 点 数 が 増 えるとセンター 拠 点 に 多 数 のVPNを 収 容 する 必 要 があり 高 性 能 なVPN 機 器 が 必 要 となる 地 区 ごとにデュアルスター 構 成 を 行 い さらに さらにセンター 拠 点 ともデュ アル 構 成 とすることでVPN 機 器 の 負 荷 の 集 中 を 防 ぐことができる 120 60
VPNスター スター&メッシュ 構 成 メッシュ TUN Internet VPN 網 B 地 区 :50 拠 点 TUN TUN C 地 区 :50 拠 点 A 地 区 : 50 拠 点 スター TUN スター スター&メッシュ 構 成 地 区 ごとにスター 型 にVPNを 構 成 スター 型 の 頂 点 の 拠 点 間 をメッシ ュ 状 にVPNで 結 ぶ 拠 点 の 数 :m スター スターの 頂 点 をnとしたときの としたときのVPNの 数 は 2 2 ( n n) n 3n + 2m VPN = m n + = 2 2 VPNの 数 は 拠 点 数 に 比 例 するため 多 拠 点 の 管 理 が 容 易 頂 点 の 数 はVPNの 数 の 二 乗 に 比 例 するが 多 く 設 置 する 必 要 は 無 いためVPNの 数 への 影 響 は 少 ない 1 拠 点 追 加 でセンター 拠 点 のVPN 機 器 の 変 更 だけで 済 む スターの 頂 点 のtunnelルータ ルータの 障 害 が 発 生 しても 全 体 ではなく 局 所 化 した 障 害 となる スター 構 成 をデュアルスター 構 成 に 変 更 すればバックアップ バックアップも 可 能 121 TUN スター TUN TUN ダークファイバを を 利 用 したWAN ダークファイバを 利 用 する 理 由 広 帯 域 安 価 IP 以 外 のパケット パケットが 通 る(SNAなど など) Ethernetだけでなく だけでなくATMやPOSとしても 利 用 可 能 Tag VLANを 利 用 して 複 数 のVLANを 複 数 拠 点 に 容 易 に 持 って いくことができる STPなどを 用 いてL2 冗 長 化 ネットワークを 構 築 することができる 今 回 とりあげるポイント IPのみを 利 用 L2SW L3SWを 利 用 STP ダイナミックルーティングによる 冗 長 構 成 は 広 域 Ethernetと 同 様 に 構 成 することができるため ここでは ここではSTPによる によるL2 冗 長 化 ネッ トワークについて 解 説 する STP: Spanning Tree Protocol (IEEE802.1D) 122 61
ダークファイバWAN WANネットワーク 構 成 Ethernet Ethernet 光 ファイバ A L2SW MC MC L2SW C B 拠 点 1 MC:メディアコンバータ 拠 点 2 D ダークファイバによるネットワーク 構 成 では 光 ファイバに MC(メディアコンバータ)を 接 続 し 利 用 しやすいEthernetに 変 換 する 拠 点 内 LANではL2SWでネットワークを 構 成 することで 同 じL2ネットワークを 複 数 の 拠 点 で 共 有 する 広 域 Ethernetとは 異 なり Point to Pointネットワークとなる 123 ダークファイバWAN 冗 長 化 ネットワーク 物 理 構 成 STP A L2SW MC 光 ファイバ1 MC L2SW C B L2SW MC 光 ファイバ2 MC L2SW D 拠 点 1 MC:メディアコンバータ 拠 点 2 ダークファイバを 利 用 し L2レベル レベルでの 冗 長 化 を 行 うにはSTPを 利 用 する 必 要 がある STPはほとんどの はほとんどのキャリアサービス キャリアサービスでは 利 用 できないが ダーク ファイバでは 利 用 することができる このため このため L2レベル レベルでの 冗 長 化 を 行 うことが 可 能 となる ダークファイバを 利 用 していてもL3レベル レベルでの 冗 長 が 可 能 な 場 合 にはダイナミックルーティング ダイナミックルーティングを 利 用 した 冗 長 構 成 とした 方 がよい STP: Spanning Tree Protocol (IEEE802.1D) 124 62
ダークファイバWAN 冗 長 化 ネットワーク 論 理 構 成 A STP oot Bridge 光 ファイバ 回 線 1 L2SW L2SW 100 10 Block 10 C B L2SW 光 ファイバ 回 線 2 200 L2SW D MC:メディアコンバータ 拠 点 1 数 字 はLink Cost 拠 点 2 メディアコンバータはリピータタイプ リピータタイプを 想 定 し BPDUを 透 過 するものとして 論 理 構 成 には 記 載 していない STPを 利 用 するとoot Brigdeから からツリー ツリーが 形 成 され BPDU oot Path Costの 大 きいリンク リンクがBlockされ され ル ープを 回 避 する BPDU: Bridge Protocol Data Unit 125 ダークファイバWAN 冗 長 化 構 成 通 常 時 A STP oot Bridge 光 ファイバ 回 線 1 L2SW L2SW 100 10 Block 10 C B L2SW 光 ファイバ 回 線 2 200 L2SW D MC:メディアコンバータ 拠 点 1 数 字 はLink Cost 拠 点 2 通 常 時 は 光 ファイバ 回 線 1のみ 利 用 される STPにより 光 ファイバ2 回 線 はBlockされ され 通 常 時 トラフィッ クは 流 れない 126 63
ダークファイバWAN 冗 長 化 構 成 障 害 時 A STP oot Bridge 光 ファイバ 回 線 1 L2SW 障 害 100 L2SW 10 Block 解 除 10 C B L2SW 光 ファイバ 回 線 2 200 L2SW D MC:メディアコンバータ 拠 点 1 数 字 はLink Cost 拠 点 2 光 ファイバ 回 線 1 障 害 時 は 光 ファイバ 回 線 2により によりバックア ップされる 127 ダークファイバWAN 冗 長 化 構 成 バックアップ 回 線 障 害 時 A STP oot Bridge 光 ファイバ 回 線 1 L2SW L2SW 100 10 10 C B L2SW 光 ファイバ 回 線 2 障 害 200 L2SW D MC:メディアコンバータ 拠 点 1 数 字 はLink Cost 拠 点 2 バックアップ 回 線 (Blockされている 回 線 )に 障 害 が 発 生 しても 通 信 に 影 響 を 与 えることはない L2 冗 長 化 構 成 では 回 線 のみをpingで 監 視 することは 難 しい 回 線 部 分 をpingで 監 視 するためには 128 64
ダークファイバWAN 冗 長 化 ネットワーク 監 視 構 成 Tag VLAN A B oot Bridge 光 ファイバ 回 線 1 L3SW L3SW 100 Block 10 10 200 光 ファイバ 回 線 2 L3SW L3SW C D 拠 点 1 MC:メディアコンバータ 数 字 はLink Cost 拠 点 2 データ 用 VLAN/STP 利 用 回 線 1 監 視 用 VLAN 回 線 2 監 視 用 VLAN L2SWをL3SW(L2SW 付 きルータ ルータを 含 む)に 変 更 し 光 ファイバ 回 線 に Tag VLANを 利 用 してそれぞれの 回 線 を 監 視 する 専 用 のVLANを 作 成 す る 監 視 専 用 のVLANはL3SWにより によりデータ 用 VLANとトラフィック 交 換 を 行 う データ 用 VLANを 利 用 してルーティング ルーティングを 行 う 必 要 がある L2SWでは ではVLAN 毎 にIPアドレス アドレスを 付 けたり ルーティング ルーティングを 行 うことはできない ため L3SWを 利 用 する 必 要 がある 129 ダークファイバWAN 冗 長 化 監 視 状 態 Tag VLAN A B oot Bridge 光 ファイバ 回 線 1 L3SW L3SW 100 Block 10 10 200 光 ファイバ 回 線 2 L3SW L3SW C D 拠 点 1 MC:メディアコンバータ 数 字 はLink Cost 監 視 用 VLANにより 回 線 を 監 視 できる 拠 点 2 データ 用 VLAN/STP 利 用 回 線 1 監 視 用 VLAN 回 線 2 監 視 用 VLAN 監 視 用 VLANに 付 けられたL3SWのアドレス アドレスを 利 用 すると pingにより 監 視 を 行 うことができる Pingの 返 答 はデータ 用 VLANから 戻 ってくる 130 65
A B ダークファイバWAN 冗 長 化 障 害 検 知 Tag VLAN oot Bridge 光 ファイバ 回 線 1 L3SW L3SW 100 10 10 200 光 ファイバ 回 線 2 L3SW 障 害 L3SW C D 拠 点 1 障 害 発 生 によりpingが 到 達 しなくなる MC:メディアコンバータ 数 字 はLink Cost 拠 点 2 データ 用 VLAN/STP 利 用 回 線 1 監 視 用 VLAN 回 線 2 監 視 用 VLAN 障 害 が 発 生 すると 回 線 監 視 用 VLANへの 到 達 生 が 失 われ 障 害 を 検 知 することができる 光 ファイバ 回 線 1も 同 様 にpingによる による 監 視 と 障 害 検 知 を 行 うこと が 可 能 131 ダークファイバを を 利 用 したWAN: WAN:まとめ L3ネットワーク 構 成 の 場 合 ダークファイバであっても であってもL3ネットワーク 構 成 を 組 むことができる 場 合 には 専 用 線 と 同 じくダイナミックルーティング ダイナミックルーティングにより によりWANを 構 成 した 方 がよい 広 域 Ethernetと 同 様 に 利 用 することができるが ネットワーク 的 には 専 用 線 と 同 じくPoint to Pointの 構 成 となる L2ネットワーク 構 成 の 場 合 L2ネットワーク 構 成 とする 場 合 にはSTPを 利 用 して 冗 長 化 ネット ワークを 構 成 することができる L2ネットワーク 冗 長 構 成 でping 監 視 を 行 う 場 合 L2ネットワーク 冗 長 構 成 でping 監 視 を 行 うにはTag VLANを 利 用 して 回 線 ごとに 監 視 用 VLANを 作 成 する 監 視 用 VLANに 個 別 にIPアドレス アドレスを 付 与 するために L3SW(L2SW 付 きルータ ルータを 含 む)が 必 要 となる 監 視 用 VLANに 付 与 したIPアドレス アドレスにping 監 視 を 行 うことで 回 線 障 害 を 検 知 することができる 132 66
ポリシーごとの ごとのWAN WANの の 使 い 分 け VoIPや 基 幹 系 データなど 高 信 頼 性 を 要 求 され る 通 信 とインターネットアクセス インターネットアクセスなど 信 頼 性 よ りも 広 帯 域 を 要 求 される 通 信 を 複 数 のWAN を 使 って 使 い 分 ける 方 法 を 解 説 する PBを 利 用 したWANの 使 い 分 け ネットワークトポロジにより によりWANの 使 い 分 け 133 PBを を 利 用 したWAN WANの の 使 い 分 け 設 定 アプリケーションA アプリケーションA C アプリケーションB WAN1 WAN2 A B アプリケーションB 拠 点 本 社 本 社 側 のアプリケーションサーバAはWAN1を 利 用 し アプリケ ーションサーバBはWAN2を 利 用 するようにルータにて PB(Policy-Based outing)を 設 定 する PBはIPアドレスごと 利 用 アプリケーション( 利 用 ポート)など によりNext Hopを 指 定 することができる 通 常 のルーティングではdestination( 宛 先 アドレス)ごとに 経 路 を 設 定 することしかできないが PBによりsource( 送 信 元 アド レス)や 利 用 ポートなどにより 経 路 を 設 定 することができる 134 67
PBを を 利 用 したWAN WANの の 使 い 分 け アプリケーションA WAN1 A C WAN2 B 拠 点 アプリケーションB 本 社 拠 点 側 クライアントCよりアプリケーションサーバAおよびB にアクセスする 回 線 を 使 い 分 けることができる PBはIPアドレスごと 利 用 アプリケーション( 利 用 ポート) などによりNext Hopを 指 定 することができる 135 PBを を 利 用 したWAN WANの の 使 い 分 けのまとめ PB(Policy-Based outing)はipアドレス アドレスごと ごと 利 用 アプリケーション( 利 用 ポート)などにより などによりNext Hop を 指 定 することができる Next Hopを 異 なったWANに 設 定 することでアプリケ ーションごとに 利 用 回 線 を 使 い 分 けることができる 通 常 のルーティング ルーティングでは ではdestination( 宛 先 アドレス) ごとに 経 路 を 設 定 することしかできないが PBにより source( 送 信 元 アドレス)や 利 用 ポートなどにより 経 路 を 設 定 することができる PBはstaticと 同 様 に 固 定 的 に 経 路 を 設 定 するため 2つの つのWANの 相 互 の 冗 長 化 は 難 しい 136 68
ネットワークトポロジによる によるWAN WANの の 使 い 分 け 設 定 OSPF 100 1000 WAN1 1000 500 A 100 C 1000 WAN2 500 1000 100 B 拠 点 数 字 はOSPF cost 本 社 本 社 側 のアプリケーションサーバAはWAN1を 収 容 しているル ータに 接 続 し アプリケーションサーバBはWAN2を 収 容 してい るルータに 収 容 する 本 社 ルータ 間 は 高 めのOSPF cost(500)を 設 定 する WANにはLANより 高 いOSPF cost(1000)を 設 定 する 拠 点 側 ルータのWAN 側 は 本 社 側 と 同 じOSPF cost(1000)を 設 定 する 137 ネットワークトポロジによる によるWAN WANの の 使 い 分 け アプリケーションA OSPF 100 1000 WAN1 1000 500 A 100 C 1000 WAN2 500 1000 100 B 拠 点 アプリケーションB 数 字 はOSPF cost 本 社 拠 点 側 ルータから 見 るとAに 対 してはWAN1を 経 由 しBに 対 しては WAN2を 経 由 するように 経 路 制 御 される 本 社 側 WAN1 収 容 ルータはCに 対 してWAN1を 経 由 し WAN2 収 容 ルータはCに 対 してWAN2を 経 由 するように 経 路 制 御 される 実 質 的 にアプリケーションごとにWANを 使 い 分 けることができる 138 69
ネットワークトポロジによる によるWAN WANの の 使 い 分 け 障 害 時 OSPF 障 害 発 生 100 C 1000 1000 WAN1 WAN2 1000 500 500 1000 A 100 100 B 拠 点 数 字 はOSPF cost 本 社 WAN1に 障 害 が 発 生 した 場 合 にはWAN2を 利 用 してバック アップすることができる 障 害 復 旧 時 は 自 動 的 に 復 旧 する WAN2 障 害 時 にも 同 様 にバックアップを 行 うことが 可 能 139 ネットワークトポロジによる によるWAN WANの の 使 い 分 けのまとめ 本 社 側 のアプリケーションサーバ アプリケーションサーバAはWAN1を 収 容 しているルー タに 接 続 し アプリケーションサーバ アプリケーションサーバBはWAN2を 収 容 している ルータに 収 容 する WAN 収 容 ルータ 間 は 高 めのOSPF costを 設 定 し WANには LANより 高 いOSPF costを 設 定 する OSPF cost 調 整 により 実 質 的 にアプリケーション アプリケーションごとに ごとにWAN を 使 い 分 けることができる OSPFなどの などのダイナミックルーティング ダイナミックルーティングを 利 用 できるため 冗 長 化 が 可 能 IPなどの などのOSPF 以 外 のダイナミックルーティング ダイナミックルーティングでも 実 現 可 能 既 存 ネットワークによっては によってはIPアドレス アドレスのリナンバ リナンバなどの 構 成 変 更 が 必 要 になる 140 70
フローティングスタティックを 利 用 したバックアップ フローティングスタティックを 利 用 したバックアッ プ 手 法 を 解 説 する スタティック スタティック バックアップ スタティックルーティングだけで だけでバックアップ バックアップを 実 現 ダイナミック スタティック バックアップ ダイナミックルーティングとスタティックルーティング を 併 用 してバックアップ バックアップを 実 現 141 スタティック スタティックバックアップ スタティックバックアップ 設 定 バックボーン 1 2 x.x.x.0/24 * 優 先 = 高 回 線 1 回 線 2 x.x.x.0/24 * 優 先 = 低 Default Distance=1 3 x.x.x.0/24 Default Distance=250 * 優 先 の 高 低 はバックボーンで 利 用 さ れてるプロトコル(OSPFなど)で 調 整 拠 点 側 ルータ 優 先 度 の 高 いdefault(distance=1)を 回 線 1に 設 定 し 優 先 度 の 低 いdefault(distance=250)を 回 線 2に 設 定 する センター 側 ルータ 優 先 度 の 高 くした 拠 点 向 け 経 路 (x.x.x.0/24)を 回 線 1に 設 定 し 優 先 度 を 低 くした 拠 点 向 け 経 路 を 回 線 2に 設 定 する バックボーン 側 の 優 先 度 はOSPF costなどで 調 整 142 71
スタティック スタティックバックアップ スタティックバックアップ 通 常 時 バックボーン 1 2 x.x.x.0/24 優 先 = 高 回 線 1 回 線 2 x.x.x.0/24 優 先 = 低 Default Distance=1 3 Default Distance=250 x.x.x.0/24 通 常 時 の 動 作 回 線 1に 設 定 された 優 先 度 の 高 い 経 路 が 有 効 となる 通 常 時 のトラフィック 回 線 1のみ 利 用 される 143 スタティック スタティックバックアップ スタティックバックアップ 障 害 時 バックボーン 1 2 I/Fのdownにより 経 路 が 消 失 する 回 線 1 回 線 2 3 Default Distance=250 x.x.x.0/24 優 先 = 弱 優 先 度 の 高 い 経 路 が 消 失 したことによ り 優 先 度 の 低 い 経 路 が 利 用 されるよう になる x.x.x.0/24 障 害 時 の 動 作 回 線 障 害 などの 要 因 によりI/Fがdownし 優 先 度 の 高 い 経 路 が 消 失 する 優 先 度 の 高 い 経 路 が 消 失 することにより 優 先 度 の 低 かった 経 路 が 選 択 され 利 用 されるようになる トラフィック 回 線 2により によりバックアップ バックアップされる 144 72
スタティック スタティックバックアップ スタティックバックアップ 復 旧 時 バックボーン 1 2 x.x.x.0/24 優 先 = 高 回 線 1 回 線 2 x.x.x.0/24 優 先 = 低 Default Distance=1 3 Default Distance=250 x.x.x.0/24 復 旧 時 の 動 作 回 線 が 復 旧 し I/Fがupすることで 回 線 1に 設 定 された 優 先 度 の 高 い 経 路 が 有 効 となる 通 常 時 のトラフィック ふたたび 回 線 1のみ 利 用 されるようになる 145 スタティック スタティックバックアップ スタティックバックアップ 特 徴 スタティック スタティックバックアップ スタティックバックアップ フローティングスタティックを 利 用 したスタティック スタティック スタ ティックバックアップはI/F downにより 回 線 障 害 を 検 知 し 優 先 度 の 低 いスタティック スタティックを 有 効 にすることでバ ックアップを 実 現 する ダイナミックルーティングを 利 用 せずに 容 易 にバック アップが 実 現 できる 回 線 障 害 時 にI/Fがdownしない 回 線 は 利 用 できない Ethernet 専 用 線 PPPoEなどを 利 用 した 回 線 VPN/tunnel HUBを 経 由 したLAN 146 73
ダイナミック スタティックバックアップ 設 定 バックボーン ダイナミックルーティング 1 2 Default 回 線 1 回 線 2 x.x.x.0/24 * 優 先 = 低 経 路 アナウンス x.x.x.0/24 3 x.x.x.0/24 Default Distance=250 * 優 先 の 高 低 はバックボーンで 利 用 さ れてるプロトコル(OSPFなど)で 調 整 拠 点 側 ルータ ダイナミックルーティングを 利 用 して 回 線 1に 拠 点 側 経 路 (x.x.x.0/24)をアナウンス アナウンスする する 優 先 度 の 低 い default(distance=250)を 回 線 2に 設 定 する センター 側 ルータ ダイナミックルーティングを 利 用 してdefaultを 回 線 1にアナウン スする する 優 先 度 を 低 くした 拠 点 向 け 経 路 を 回 線 2に 設 定 する バックボーン 側 の 優 先 度 はOSPF costなどで 調 整 147 ダイナミック スタティックバックアップ 通 常 時 バックボーン 1 2 x.x.x.0/24 優 先 = 高 回 線 1 回 線 2 x.x.x.0/24 優 先 = 低 Default Distance=110 3 Default Distance=250 x.x.x.0/24 通 常 時 の 動 作 回 線 1を 利 用 したダイナミックルーティング ダイナミックルーティングにより 優 先 度 の 高 い 経 路 が 設 定 される 通 常 時 のトラフィック 回 線 1のみ 利 用 される 148 74
ダイナミック スタティックバックアップ 障 害 時 バックボーン 1 2 ダイナミックルーティン グにより 障 害 を 検 知 し 経 路 が 消 失 する 回 線 1 回 線 2 3 Default Distance=250 x.x.x.0/24 優 先 = 弱 優 先 度 の 高 い 経 路 が 消 失 したことによ り 優 先 度 の 低 い 経 路 が 利 用 されるよう になる x.x.x.0/24 障 害 時 の 動 作 回 線 障 害 などの 要 因 をダイナミックルーティング ダイナミックルーティングが 検 知 し 優 先 度 の 高 い 経 路 が 消 失 する 優 先 度 の 高 い 経 路 が 消 失 することにより 優 先 度 の 低 かった 経 路 が 選 択 され 利 用 されるようになる トラフィック 回 線 2により によりバックアップ バックアップされる 149 ダイナミック スタティックバックアップ 復 旧 時 バックボーン 1 2 x.x.x.0/24 優 先 = 高 回 線 1 回 線 2 x.x.x.0/24 優 先 = 低 Default Distance=1 3 Default Distance=250 x.x.x.0/24 復 旧 時 の 動 作 回 線 が 復 旧 し ダイナミックルーティング ダイナミックルーティングが 再 び 有 効 となり 回 線 1に 優 先 度 の 高 い 経 路 が 設 定 される 通 常 時 のトラフィック ふたたび 回 線 1のみ 利 用 されるようになる 150 75
ダイナミック スタティックバックアップ 特 徴 ダイナミック スタティックバックアップ フローティングスタティックを 利 用 したダイナミック ダイナミック ス タティックバックアップはダイナミックルーティング ダイナミックルーティングによ り 回 線 障 害 を 検 知 し 優 先 度 の 低 いスタティック スタティックを 有 効 にすることでバックアップ バックアップを 実 現 する 回 線 障 害 時 にI/Fがdownしない 回 線 であっても 利 用 が 可 能 Ethernet 専 用 線 PPPoEなどを 利 用 した 回 線 VPN/tunnel HUBを 経 由 したLAN バックアップ 側 回 線 のトラフィック トラフィックを 通 常 時 ゼロにする ことができるため ISDN ISDNなどの 回 線 をバックアップ バックアップに 利 用 することが 可 能 151 OSPFのエリア エリアを 利 用 した 構 築 OSPFのエリア OSPFは 経 路 集 約 のためにネットワーク ネットワークをいくつかの をいくつかのエリ アに 分 けることができる 先 の 説 明 にあったように 小 規 模 から 中 規 模 のネットワー クでは ではエリア エリアを 分 ける 必 要 はほとんどない 利 用 機 器 の 制 約 からBGPを 利 用 することができず OSPFのみで 大 規 模 なネットワーク ネットワークを 設 計 する 場 合 には エリア 分 けを 検 討 する 価 値 はある 間 違 いやすいOSPFのエリア 間 違 いやすいOSPFのエリア エリアの 概 念 を 具 体 例 を 示 して 解 説 する 152 76
OSPFのエリア エリアの 基 本 概 念 エリア0 エリア1 エリア2 バックボーンエリア バックボーンエリアと 呼 ばれるエリア エリア0は 必 ず 存 在 しなければならない バックボーン 以 外 のエリア エリアはバックボーンエリア バックボーンエリアに 接 していなければ ならない エリア1 エリア エリア2 エリア エリア3は 必 ずエリア エリア0に 接 している エリア 境 界 はルータ ルータになる ネットワークがエリア 境 界 となることはない 同 じネットワーク ネットワークは 同 じエリア エリアになる 同 じI/Fに 複 数 のエリア エリアを 設 定 することはできない 1つの つのルータ ルータのI/Fには には1つの つのエリア エリアにだけに 属 することができる Passive interface 設 定 であっても1つの つのエリア エリアにだけ 属 する エリア3 153 OSPFエリア 構 築 事 例 1 京 都 東 京 大 阪 名 古 屋 4 拠 点 を 結 ぶバックボーン バックボーンを 適 切 にエリア 分 けする 各 拠 点 には 実 際 には 多 くのネットワーク ネットワークがあることを 想 定 イメージとしては 各 拠 点 にエリア エリアを 分 ければよいように 見 える 154 77
OSPFエリア 構 築 事 例 1 回 答 例 1 エリア2 京 都 東 京 エリア0 エリア3 エリア1 大 阪 名 古 屋 拠 点 ごとにそれぞれをエリア エリアとした 場 合 一 見 よさそうに 見 えますが? 155 OSPFエリア 構 築 事 例 1 回 答 例 1 エリア2 京 都 東 京 エリア0 エリア3 エリア1 同 じネットワークに 異 なるエリ アが 設 定 されています! 大 阪 名 古 屋 同 じネットワーク ネットワークに 異 なるエリア エリアが 設 定 されているため 動 作 しません! 156 78
OSPFエリア 構 築 事 例 1 回 答 例 2 エリア2 京 都 東 京 エリア0 エリア3 大 阪 名 古 屋 エリア1 東 京 側 から 大 阪 側 にかけて 同 じインターフェース インターフェースを 同 じエリア エリアにするように 設 定 一 見 よさそうに 見 えますが? 157 OSPFエリア 構 築 事 例 1 回 答 例 2 エリア2 京 都 東 京 エリア0 エリア3がエリア0 に 接 していません エリア3 大 阪 名 古 屋 エリア1 エリア3がエリア エリア0に 接 していないため 動 作 しません VL(Virtual Link)という 技 術 により 仮 想 的 にエリア エリア0に 接 するように 見 せ 動 作 させることもできますが 適 切 なエリア 分 けをした 場 合 に 比 べて 煩 雑 でバックアップ に 問 題 があります 東 京 に 障 害 が 発 生 すると 正 常 にバ ックアップされません 158 79
OSPFエリア 構 築 事 例 1 正 解 エリア2 京 都 東 京 エリア4 エリア0 エリア3 大 阪 名 古 屋 エリア1 各 拠 点 を 結 ぶネットワーク ネットワークには にはエリア エリア0を 設 定 する すべての 拠 点 にエリア エリア0が 存 在 するため 各 拠 点 に 自 由 にエリア エリアを 追 加 することができる 東 京 が 障 害 となってもバックアップ バックアップが 可 能 各 拠 点 には 各 拠 点 に 閉 じるエリア エリアを 設 定 する 各 拠 点 に 閉 じる 経 路 を 集 約 することができる 159 OSPFエリア 構 築 事 例 2 エリア0 主 要 拠 点 主 要 拠 点 エリア2 エリア1 小 規 模 拠 点 小 規 模 拠 点 新 規 構 築 冗 長 化 小 規 模 拠 点 エリアは? 事 例 1に 従 い バックボーンエリア バックボーンエリアと 各 拠 点 ごとに 適 切 にエリ アを 分 け 小 規 模 拠 点 を 主 要 拠 点 にまとめて 収 容 している 冗 長 化 のために 複 数 の 主 要 拠 点 から 小 規 模 拠 点 を 接 続 す る 場 合 に どのように どのようにエリア エリアを 分 ければよいか? 160 80
OSPFエリア 構 築 事 例 2 回 答 例 1 エリア0 主 要 拠 点 主 要 拠 点 エリア2 エリア1 小 規 模 拠 点 小 規 模 拠 点 新 規 構 築 冗 長 化 小 規 模 拠 点 冗 長 化 拠 点 をエリア エリア1に 属 するように 設 定 エリア2からも からも1 本 冗 長 化 拠 点 に 伸 ばす すべてのエリア エリアがエリア エリア0に 接 していて 一 見 よさそうに 見 え ますが? 161 OSPFエリア 構 築 事 例 2 回 答 例 1 エリア0 主 要 拠 点 主 要 拠 点 エリア2 エリア1 小 規 模 拠 点 小 規 模 拠 点 経 路 交 換 されないため バックアップされない エリア1の 経 路 はエリア エリア0を 経 由 して 交 換 されるため バックアップされません 新 規 構 築 冗 長 化 小 規 模 拠 点 162 81
OSPFエリア 構 築 事 例 2 正 解 エリア0 主 要 拠 点 主 要 拠 点 エリア2 エリア1 小 規 模 拠 点 小 規 模 拠 点 新 規 構 築 冗 長 化 小 規 模 拠 点 エリア3 冗 長 化 拠 点 用 に 新 たなエリア エリア3を 設 定 エリア3は2 箇 所 でエリア エリア0に 接 し それぞれが 異 なる 回 線 を 通 る ようにする 同 様 の 構 成 の 冗 長 化 小 規 模 拠 点 は 同 じエリア エリア3に 設 定 が 可 能 163 OSPFエリア 利 用 時 の 注 意 点 OSPFエリア 番 号 の 一 意 性 確 保 OSPFエリア エリアはネットワーク 全 体 で 一 意 に 確 保 されなけれ ばならない 同 じOSPFエリア 番 号 が 管 理 されずに 別 の 場 所 で 使 われ ると 正 常 にOSPFが 動 作 しない 異 なるベンダー ベンダーとの 同 時 構 築 などでは 注 意 が 必 要 エリア1,2,3,10,20,30,100,200,300などのきりの 良 い 数 字 は 要 注 意 特 定 拠 点 に 閉 じるOSPFエリア エリアは 代 表 的 なルータ ルータのIPアド レスを 利 用 すると 良 い エリア192.168.0.1といった 具 合 となる 代 表 的 なルータ ルータ エリア エリア0との 境 界 ルータ のloopbackアドレス アドレスを 利 用 すると 良 い エリア 番 号 をIPアドレス アドレスにすると にするとtracerouteなどで などで エリア エリアの 場 所 を 簡 単 に 特 定 できる 164 82
OSPFのエリア エリアを 利 用 した 構 築 :まとめ OSPFエリア 分 けの 方 法 主 用 拠 点 間 など 迂 回 経 路 となりうるすべてのルータ ルータにエ リア0を 設 定 する 必 要 がある 特 定 の 拠 点 にのみ 接 続 する 小 規 模 拠 点 などはエリア エリアを 分 けることで 経 路 集 約 が 可 能 OSPFエリア 分 けの 必 要 性 OSPFエリア 分 けの 方 法 のひとつとして すべて すべてエリア エリア0 で 構 成 する という 選 択 肢 を 忘 れてはいけない 大 規 模 なネットワーク ネットワークはBGPなど などOSPF 以 外 のプロトコ ルを 利 用 して 多 くの 経 路 を 交 換 することも 検 討 すべき OSPFエリア 番 号 の 一 意 性 確 保 OSPFエリア 番 号 の 重 複 が 発 生 しないようにエリア エリア0 境 界 ルータのIPアドレス アドレスを 利 用 する 165 まとめ-1 一 定 の 規 模 を 超 えるとスタティックルーティング スタティックルーティングより ダイナミックルーティングの 方 が 容 易 に 管 理 するこ とができるようになる ダイナミックルーティングは 経 路 の 流 れる 方 法 と 経 路 が 向 く 方 向 が 逆 になる という 基 本 法 則 を 理 解 すればどのようなIGP IGPを 利 用 してもネットワーク 設 計 をすることができる ダイナミックルーティングを 利 用 すれば 障 害 に 強 い ネットワークを 構 築 できる OSPFを 利 用 すればバランシング バランシングとバックアップ バックアップを 同 時 に 実 現 可 能 166 83
まとめ-2 広 域 Ethernetを 利 用 した 大 規 模 なWANでは 適 切 な 規 模 ごとにネッ トワークを 分 離 して 細 い 回 線 の 輻 輳 を 防 止 する 必 要 がある インターネットVPNでは ではVPN 装 置 だけでなくtunnelルータ ルータを 設 置 す ることで 専 用 線 と 同 様 にダイナミックルーティング ダイナミックルーティングを 利 用 したネットワ ークを 構 築 することができる インターネットVPNでは ではPath MTU Discovery Block holeの 解 決 をはかる 必 要 がある ダークファイバを 利 用 したWANであっても であってもL3ネットワーク 構 成 を 組 むことができる 場 合 には 専 用 線 と 同 じくダイナミックルーティング ダイナミックルーティングに よりWANを 構 成 した 方 がよい ダークファイバを 利 用 したWANでL2ネットワーク 冗 長 構 成 を 組 むに は Tag VLANを 利 用 し データ 用 VLANはSTPで 冗 長 化 を 図 り 障 害 検 知 のため 監 視 用 VLANを 回 線 ごとに 作 成 する 167 まとめ-3 PBやネットワークトポロジ ネットワークトポロジにより 複 数 のWAN 回 線 をアプリ ケーションごとに 使 い 分 けることができる フローティングスタティックとダイナミックルーティング ダイナミックルーティングを 併 用 し てISDN ISDNなどを 利 用 したバックアップ バックアップを 実 現 できる OSPFのエリア エリアは 通 常 はエリア エリア0だけを 利 用 して 構 築 すれば よいが OSPFのみで 大 規 模 なネットワーク ネットワークを 構 築 する 際 は 適 切 なエリア 分 けを 行 わなければならない OSPFエリア 番 号 の 重 複 が 発 生 しないようにIPアドレス アドレスを OSPFエリア 番 号 として 利 用 する 168 84