OSPFv3 プロトコルの大半は OSPFv2 と同じです。OSPFv3 は RFC 2740 に記載されています。

OSPFv3 プロトコルと OSPFv2 プロトコルの重要な相違点は次のとおりです：

• OSPFv2 を拡張した OSPFv3 では、IPv6 ルーティング プレフィックスとサイズの大きい IPv6 アドレスのサポートを提供しています。

• OSPFv3 の LSA は、アドレスとマスクではなく、プレフィックスとプレフィックス長として表現されます。

• ルータ ID とエリア ID は 32 ビット数で、IPv6 アドレスとは無関係です。

• OSPFv3 では、ネイバー探索およびその他の機能にリンクローカル IPv6 アドレスを使用します。

• OSPFv3 は、IPv6 認証トレーラ（RFC 6506）または IPSec（RFC 4552）を使用できます。ただし、Cisco NX-OS は RFC 6506 をサポートしていません。

• OSPFv3 では、LSA タイプが再定義されています。

OSPFv3 ルータは、すべての OSPF イネーブル インターフェイスに hello パケットを定期的に送信します。ルータがこの hello パケットを送信する頻度は、インターフェイスごとに設定された hello 間隔により決定されます。OSPFv3 は、hello パケットを使用して、次のタスクを実行します。

• ネイバー探索

• キープアライブ

• 双方向通信

• 指定ルータを選定します。詳細については、「指定ルータ」セクションを参照してください。

hello パケットには、リンクの OSPFv3 コスト割り当て、hello 間隔、送信元ルータのオプション機能など、送信元の OSPFv3 インターフェイスとルータに関する情報が含まれます。これらの hello パケットを受信する OSPFv3 インターフェイスは、設定に受信インターフェイスの設定との互換性があるかどうかを判定します。互換性のあるインターフェイスはネイバーと見なされ、ネイバー テーブルに追加されます。詳細については、「ネイバー」を参照してください。

hello パケットには、送信元インターフェイスが通信したルータのルータ ID のリストも含まれます。受信インターフェイスが、このリストで自身の ID を見つけた場合は、2 つのインターフェイス間で双方向通信が確立されます。

OSPFv3 は、hello パケットをキープアライブ メッセージとして使用して、ネイバーが通信を継続中であるかどうかを判定します。ルータが設定されたデッド間隔（通常は hello 間隔の倍数）で hello パケットを受信しない場合、そのネイバーはローカル ネイバー テーブルから削除されます。

すべての OSPFv3 ネイバーが完全な隣接関係を形成するわけではありません。隣接関係の確立は、ネットワーク タイプと指定ルータ（DR）の有無によって異なります。場合によっては、選択したネイバーだけが完全な隣接関係になり、リンクステート アドバタイズメント（LSA）を交換するのに対し、他のネイバーはそうならないことがあります。詳細については、「指定ルータ」を参照してください。

隣接関係は、OSPFv3 のデータベース説明（DD）パケット、リンク状態要求（LSR）パケット、およびリンク状態更新（LSU）パケットを使用して確立されます。

DD パケットには、ネイバーのリンクステート データベースからのリンクステート アドバタイズメント（LSA）ヘッダーが含まれます。詳細については、「リンクステート データベース」を参照してください。

ローカル ルータは、これらのヘッダーを自身のリンクステート データベースと比較して、新規の LSA か、更新された LSA かを判定します。ローカル ルータは、新規または更新の情報を必要とする各 LSA について、リンク状態要求（LSR）パケットを送信します。ネイバーは LSU パケットで応答します。このパケット交換は、両方のルータのリンクステート情報が同じになるまで継続します。

複数のルータからなる OSPFv3 ネットワークでは、リンクステート アドバタイズメント（LSA）を効率的に管理する必要があります。調整しないと、各ルータが同一の LSA でネットワークがフラッディングし、不要なトラフィックが発生する可能性があります。これに対処するために、OSPFv3 は、指定ルータ（DR）と呼ばれる単一のルータを指定して、 LSA フラッディングを調整し、より広い OSPFv3 エリアに対するネットワークを表すことができます。バックアップ指定ルータ（BDR）も、 DR が使用できなくなった場合に処理するために選択されます。OSPFv3 エリアの詳細については、エリアを参照してください。

ネットワーク タイプは次のとおりです。

• ポイントツーポイント： 2 台のルータ間にのみ存在するネットワーク。ポイントツーポイント ネットワーク上の全ネイバーは隣接関係を確立し、DR は存在しません。

• ブロードキャスト： ブロードキャスト トラフィックが可能なイーサネットなどの共有メディア上で通信できる複数のルータを持つネットワーク。OSPFv3 ルータは DR および BDR を確立し、これらにより、ネットワーク上の LSA フラッディングを制御します。OSPFv3 は、よく知られている IPv6 マルチキャスト アドレス FF02::5 および MAC アドレス 0100.5300.0005 を使用して、ネイバーと通信します。

DR と BDR は、hello パケット内の情報に基づいて選択されます。インターフェイスは hello パケットの送信時に、どれが DR および BDR かわかっている場合は、優先フィールドと、DR および BDR フィールドを設定します。ルータは、hello パケットの DR および BDR フィールドで宣言されたルータと優先フィールドに基づいて、選定手順を実行します。最終的に OSPFv3 は、最も大きいルータ ID を DR および BDR として選択します。

他のルータはすべて DR および BDR と隣接関係を確立し、IPv6 マルチキャスト アドレス FF02::6 を使用して、LSA 更新情報を DR と BDR に送信します。図 マルチアクセス ネットワークの DR は、すべてのルータと DR とのこの隣接関係を示しています。

DR は、ルータ インターフェイスに基づいています。1 つのネットワークの DR であるルータは、別のインターフェイス上の他のネットワークの DR となることはできません。

エリアとは、ルータの論理的な区分で、OSPFv3 ドメイン内にリンクして別のサブドメインを作成します。LSA フラッディングはエリア内でのみ発生し、リンクステート データベースはエリア内のリンクにのみ制限されます。定義されたエリア内のインターフェイスには、エリア ID を割り当てることができます。エリア ID は、10.2.3.1 などの、数字またはドット付き 10 進表記で表現される 32 ビット値です。OSPFv3 ネットワークを複数のエリアに分割すると、ルータでの OSPFv3 の CPU とメモリに関する要件を制限できます。

Cisco NX-OS は常にドット付き 10 進表記でエリアを表示します。

OSPFv3 ネットワーク内に複数のエリアを定義する場合は、0 という予約されたエリア ID を持つバックボーン エリアも定義する必要があります。エリアが複数ある場合は、1 台以上のルータがエリア境界ルータ（ABR）となります。ABR は、バックボーン エリアと他の 1 つ以上の定義済みエリアの両方に接続します。

ABR には、接続するエリアごとに個別のリンクステート データベースがあります。ABR は、接続したエリアの 1 つからバックボーン エリアにエリア間プレフィックス（タイプ 3）LSA を送信します。詳細については、「ルート集約」を参照してください。

バックボーン エリアは、1 つのエリアに関する集約情報を別のエリアに送信します。図 OSPFv3 エリア では、エリア 0 が、エリア 5 に関する集約情報をエリア 3 に送信しています。

OSPFv3 では、自律システム境界ルータ（ASBR）という、もう 1 つのルータ タイプも定義されています。このルータは、OSPFv3 エリアを別の自律システム（AS）に接続します。自律システムとは、単一の技術的管理エンティティにより制御されるネットワークです。OSPFv3 は、そのルーティング情報を別の自律システムに再配布したり、再配布されたルートを別の自律システムから受信したりできます。詳細については、「詳細な機能」を参照してください。

OSPFv3 はリンクステート アドバタイズメント（LSA）を使用して、固有のルーティング テーブルを構築します。

スタブ エリアとは、AS 外部（タイプ 5）LSA が許可されないエリアのことです。これらの LSA は通常、外部ルーティング情報を伝播するためにローカル自律システム全体でフラッディングされます。エリアをスタブ エリアにすると、エリアでフラッディングされる外部ルーティング情報の量を制限できます。LSA の詳細については、リンクステート アドバタイズメント を参照してください。

スタブ エリアの要件は次のとおりです：

• スタブ エリア内のすべてのルータはスタブ ルータです。「スタブ ルーティング」の項を参照してください。

• スタブ エリアには ASBR ルータは存在しません。

• スタブ エリアには仮想リンクを設定できません。

図 [スタブ エリア（Stub area）] は、エリア 0.0.0.10 内のルータがすべて、外部自律システムに到達するために ABR を通過しなければならない OSPFv3 自律システムの例を示しています。エリア 0.0.0.10 は、スタブ エリアとして設定できます。

スタブ エリアは、外部自律システムへのバックボーン エリアを通過する必要のあるすべてのトラフィックにデフォルト ルートを使用します。デフォルト ルートは、プレフィックス長が IPv6 向けに 0 に設定されたエリア間プレフィックス LSA です。

Not-So-Stubby Area（NSSA）は、スタブ エリアに似ていますが、NSSA では、再配布を使用して NSSA 内で自律システム外部ルートをインポートできる点が異なります。

NSSA ASBR はこれらのルートを再配布し、NSSA 外部（タイプ 7）LSA を生成して NSSA 全体でフラッディングします。または、NSSA を他のエリアに接続する ABR を設定することにより、この NSSA 外部 LSA を AS 外部（タイプ 5）LSA に変換することもできます。こうすると、ABR は、これらの AS 外部 LSA を OSPFv2 自律システム全体にフラッディングします。変換中は集約とフィルタリングがサポートされます。NSSA 外部 LSA の詳細については、リンクステート アドバタイズメント を参照してください。

たとえば、OSPFv3 を使用する中央サイトを、異なるルーティング プロトコルを使用するリモート サイトに接続するときに NSSA を使用すると、管理作業を簡素化できます。NSSA を使用する前は、企業サイトの境界ルータとリモート ルータの間の接続を OSPFv3 スタブ エリアとして実行できませんでした。これは、リモート サイトへのルートはスタブ エリア内に再配布できないためです。NSSA が実装されたことで、企業ルータとリモートルータ間のエリアを NSSA として定義することにより、OSPFv3 を拡張してリモート接続をカバーできます。（「NSSA の設定」の項を参照）。

バックボーン エリア 0 を NSSA にできません

（注）

Cisco NX-OS リリース 9.3(1) 以降、OSPF は RFC 3101 セクション 2.5(3) に準拠するようになりました。Not-so-Stubby Area に接続されたエリア境界ルータが P ビット クリアのデフォルト ルート LSA を受信した場合は、無視されます。OSPF は、これらの条件下で以前にデフォルト ルートを追加していました。 すでに RFC 非準拠の動作を使用するようにネットワークを設計しており、デフォルト ルートが NSSA ABR に追加されると想定している場合は、Cisco NX-OS リリース 9.3(1) 以降にアップグレードするときに動作が変更されます。 古い動作を続行する場合は、default-route nssa-abr pbit-clear コマンドで有効にすることができます。このコマンドは、Cisco NX-OS Release 9.3(1) で実装されました。

仮想リンクを使用すると、物理的に直接接続できない場合に、OSPFv3 エリア ABR をバックボーン エリア ABR に接続できます。図 仮想リンク には、エリア 3 をエリア 5 経由でバックボーン エリアに接続する仮想リンクを示します。

また、仮想リンクを使用して、分割エリアから一時的に回復できます。分割エリアは、エリア内のリンクがダウンしたために隔離された一部のエリアで、ここからはバックボーン エリアへの代表 ABR に到達できません。

ルート再配布は、OSPFv3 が他のルーティング プロトコルからルートを学習できるようにするプロセスです。OSPFv3 を設定して、これらの再配布されたルートに特定のリンク コストを割り当てることや、デフォルトのリンク コストをそれらのすべてに適用することができます。

OSPFv3 は、ルート再配布を使用して、他のルーティング プロトコルからルートを学習できます。ルートの再配布を参照してください。リンク コストをこれらの再配布されたルートに割り当てるか、またはデフォルト リンク コストを再配布されたすべてのに割り当てるよう、OSPFv3 を設定します。

ルート再配布では、ルート マップを使用して、再配布する外部ルートを管理します。再配布を指定したルート マップを設定して、どのルートが OSPFv3 に渡されるかを制御する必要があります。ルート マップを使用すると、宛先、送信元プロトコル、ルート タイプ、ルート タグなどの属性に基づいて、ルートをフィルタリングできます。ルート マップを使用して、これらの外部ルートがローカル OSPFv3 AS でアドバタイズされる前に AS 外部（タイプ 5）LSA および NSSA 外部（タイプ 7）LSA のパラメータを変更できます。詳細については、「Route Policy Manager の設定」を参照してください。

ルート集約により、より具体的な複数のアドレスが、すべての具体的なアドレスを表す 1 つのアドレスに置き換えられるため、ルート テーブルが簡素化されます。たとえば、2010:11:22:0:1000::1 と 2010:11:22:0:2000:679:1 を 1 つの集約アドレス 2010:11:22::/32 に置き換えることができます。

ルート集約を使用して、それぞれの OSPF 対応ルータにフラッディングされる固有のルートの数を削減した方がよい場合もあります。OSPFv3 は学習したすべてのルートをあらゆる OSPF 対応ルータと共有するからです。

エリア境界ルータ（ABR）自動集約は、 OSPFエリア間の境界でルーティング情報を集約するプロセスです。通常、ABR で自動集約を行うことにより、ルーティング テーブルのサイズを縮小し、ネットワーク効率を向上させることができます。任意の 2 つのエリア間で自動集約を設定できますが、バックボーン エリアへのルートを集約することをお勧めします。このアプローチにより、バックボーンがすべての集約されたアドレスを受信し、これらの集約を他のエリアに挿入することができるため、ルーティングのアップデートが最適化され、ネットワーク全体の不要な詳細情報が最小限に抑えられます。集約には 2 つのタイプがあります：

• エリア間ルート集約

• 外部ルート集約

エリア間ルート集約：ABR 上でエリア間ルート集約を設定し、自律システム内のエリア間のルートを集約します。集約の利点を生かすには、これらのアドレスを 1 つの範囲内にまとめることができるように、連続するネットワーク番号をエリア内で割り当てる必要があります。

外部ルート集約：ルート再配布を使用して OSPFv3 に投入される外部ルートに特有のルート集約です。集約する外部の範囲が連続していることを確認してください。異なる 2 台のルータからの重複範囲を集約すると、誤った宛先にパケットが送信される原因となる場合があります。外部ルート集約は、ルートを OSPF に再配布している ASBR で設定してください。

集約アドレスの設定時に Cisco NX-OS は、ルーティング ブラック ホールおよびルート ループを防ぐために、集約アドレスの廃棄ルートを自動的に設定します。

Cisco NX-OSの高可用性は、継続的なネットワーク運用と最小限のダウンタイムを保証するマルチレベルのアーキテクチャを提供します。これをサポートする主要なプロトコルの1 つが OSPFv3 です。OSPFv3 には、処理中断中にルーティングの安定性を維持するためのステートフル リスタートとグレースフル リスタートのメカニズムがあります。

OSPFv3 は、ステートフル リスタートをサポートしています。これは、ノンストップ ルーティング（NSR）とも呼ばれます。OSPFv3 で問題が発生した場合は、以前の実行時状態からの再起動を試みます。この場合、ネイバーはいずれのネイバー イベントも登録しません。最初の再起動が正常ではなく、別の問題が発生した場合、OSPFv3 はグレースフル リスタートを試みます。

グレースフル リスタート、つまり、Nonstop Forwarding（NSF）では、処理の再起動中も OSPFv3 がデータ転送パス上に存在し続けます。OSPFv3 はグレースフル リスタートの実行が必要になると、リンクローカル猶予（タイプ 11）LSA を送信します。この再起動中の OSPFv3 プラットフォームは NSF 対応と呼ばれます。

猶予 LSA には猶予期間が含まれます。猶予期間とは、ネイバー OSPFv3 インターフェイスは再起動中の OSPFv3 インターフェイスからの LSA を待つよう指定された時間です（通常、OSPFv3は隣接関係を切断し、ダウン状態または再起動中のOSPFv3インターフェイスからのすべてのLSAを廃棄します）。参加するネイバーは、NSF ヘルパーと呼ばれ、再起動中の OSPFv3 インターフェイスから発信されたすべての LSA を、インターフェイスがまだ隣接しているかのように保持します。

再起動中の OSPFv3 インターフェイスが稼働を再開すると、ネイバーを再探索して隣接関係を確立し、LSA 更新情報の送信を再開します。この時点で、NSF ヘルパーは、グレースフル リスタートが完了したと認識します。

ステートフル リスタートは次のシナリオで使用されます：

• プロセスでの問題発生後の最初の回復試行

• system switchover を使用したユーザー開始スイッチオーバー command

グレースフル リスタートは次のシナリオで使用されます：

• プロセスでの問題発生後の 2 回目の回復試行（4 分以内）

• restart ospfv3 を使用したプロセスの手動再起動 command

• アクティブ スーパーバイザの削除

• reload module active-sup を使用したアクティブ スーパーバイザのリロード コマンドを入力して、各スイッチをピア スイッチとして構成します。

Cisco NX-OS は、OSPFv3 プロトコルの複数インスタンスをサポートしています。デフォルトでは、すべてのインスタンスが同じシステム ルータ ID を使用します。複数のインスタンスが同じ OSPFv3 自律システムにある場合は、各インスタンスのルータ ID を手動で設定する必要があります。サポートされる OSPFv3 インスタンスの数については、『Cisco Nexus 9000 Series NX-OS Verified Scalability Guide』を参照してください。

OSPFv3 ヘッダーには、特定の OSPFv3 インスタンスの OSPFv3 パケットを識別するためのインスタンス ID フィールドが含まれます。この OSPFv3 インスタンスを割り当てることができます。インターフェイスは、パケット ヘッダーの OSPFv3 インスタンス ID が一致しない OSPFv3 パケットをすべてドロップします。

Cisco NX-OS では、インターフェイス上に 1 つの OSPFv3 インスタンスのみが許可されます。

Cisco NX-OSでの最短パス優先（SPF）アルゴリズム最適化技術には、以下の長所があります。

• SPF計算の効率を向上させます。

• ルーティング アップデート中の CPU 負荷を軽減します。

• ネットワーク コンバージェンスを加速します。

Cisco NX-OS は、次の方法で SPF アルゴリズムを最適化します。

• ネットワーク（タイプ 2）LSA、エリア間プレフィックス（タイプ 3）LSA、および AS 外部（タイプ 5）LSA 用部分 SPF：これらの LSA のいずれかが変更されると、Cisco NX-OS は、全体的な SPF 計算ではなく、高速部分計算を実行します。

• SPF タイマー：さまざまなタイマーを設定して、SPF 計算を制御できます。これらのタイマーには、後続の SPF 計算の幾何バックオフが含まれます。幾何バックオフにより、複数の SPF 計算による CPU 負荷が制限されます。

双方向転送検出（BFD）は、転送パスの障害を高速で検出することを目的にした検出プロトコルです。BFD は 2 台の隣接デバイス間のサブセカンド障害を検出し、BFD の負荷の一部を、サポートされるモジュール上のデータ プレーンに分散できるため、プロトコル hello メッセージよりも CPU を使いません。詳細については、『Cisco Nexus 9000 Series NX-OS Interfaces Configuration Guide』を参照してください。

Cisco NX-OS は、OSPFv3 の複数のプロセス インスタンスをサポートします。各 OSPFv3 インスタンスは、システム制限まで、複数の仮想ルーティングおよび転送（VRF）インスタンスをサポートできます。サポートされる OSPFv3 インスタンスの数については、『Cisco Nexus 9000 Series NX-OS Verified Scalability Guide』を参照してください。