OSPFって、用語が多くて急に難しく感じますよね。LSA、LSDB、SPF、エリア、DR/BDR…単語は見たことあるのに「結局なにが起きてるの？」が腹落ちしない。

この記事は、初心者が一番つまずく“流れ”を軸に、OSPFを「詳しく」でも迷子にならない形で整理します。

 

 

ルーティングプロトコルの中でのOSPF

OSPFが「リンク状態型」である意味

OSPF（Open Shortest Path First）は、ルータ同士で「どの道がつながっているか」を共有して、一番良い道順（最短の道）を自分で計算する仕組みです。

OSPFの特徴は、“経路そのもの”をやり取りするというより、「地図」をみんなで揃える”ところにあります。

この「地図」のことを LSDB（リンク状態データベース） と呼びます。

LSDBは、ネットワーク全体のつながり方をまとめたメモ帳みたいなものです。

OSPFでは、ルータはまずこのLSDBを集めて、そこから「自分を出発点」にして最短の道順を計算し、ルーティングテーブル（どこへどう送るかの表）を作ります。

これはRFC（公式の仕様書）にも「LSDBから最短経路木を作ってルーティングテーブルを作る」と説明されています。

初心者が混乱しやすいのは、「LSA」「SPF」などの言葉が急に沢山出てくる事です。

でも、覚え方はシンプルでOKです。

• LSA：地図に貼る“ふせん”（「ここにつながる道があるよ」という情報）
• LSDB：ふせんが集まった“地図帳”
• SPF：地図帳を使って「一番近い道」を計算する作業
  つまりOSPFは、みんなで地図を同じにしてから、各自で計算して決めるプロトコルです。だからこそ、後で説明する「ネイバー（お隣）作り」や「地図の同期」がとても大事になります。

同じ地図（LSDB）を共有する理由

LSDB→SPF→経路表の流れ

OSPFの流れは、大体次の3段階です。

1. 地図（LSDB）を揃える
2. 最短ルート（SPF）を計算する
3. 結果をルーティングテーブルに入れる

最初にやる「地図を揃える」が、OSPFらしさの中心です。

ルータは、道の情報を LSA という形で配って、周りのルータも同じ情報を持てるようにします。

情報が増えるとLSDB（地図帳）が更新されます。

すると、ルータはSPF計算をして「このあて先へはこの道が一番いい」と決め直します。

RFCでも、LSDBから最短経路木を作り、それがルーティングテーブルにつながる、と説明されています。

ここで大事なポイントが1つあります。

LSAは“経路表”ではないという事です。

LSAはあくまで「地図の材料」です。

材料（LSA）が集まって地図（LSDB）になり、地図を見て計算（SPF）して、ようやく経路表になります。

だから、もし障害が起きたときは「経路表がおかしい」の前に、次の順で考えると原因に近づき易いです。

• そもそもLSAが正しく届いている？（地図の材料）
• ルータ同士のLSDBは同じ？（地図が一致してる？）
• SPF計算の結果はどうなってる？（計算ミスではなく“材料違い”かも）

OSPFが分かってくると、「いま問題なのは地図が違うのか、計算結果なのか」を切り分け出来るようになります。

これが“詳しく理解する”って事の大きな一歩です。

Hello/Deadと成立条件

一致しないと上がらない項目

OSPFは、まず Helloパケット で「近くにOSPFを話せる相手がいるか」を探します。

Helloは、簡単に言うと「定期的に送る挨拶」です。

挨拶が届くと、相手が生きている事が分かります。

でも初心者がよくハマるのが、Helloは届いているのに、ネイバー（隣の相手）が成立しないケースです。

これは大体「条件が一致していない」せいです。

よくあるチェックポイントは、まずこの4つです。

• Hello間隔／Dead時間：挨拶の頻度と、相手が消えたと判断する時間。ここがズレると仲良くなれません。
• エリア番号（Area ID）：同じエリアにいないと、そもそも別チーム扱いです。
• 認証（パスワード）：片方だけ鍵をかけていると会話出来ません。
• ネットワークタイプ：その回線が「みんなで話す場所」なのか「1対1」なのかで動きが変わります。

特に「エリア違い」「タイマー違い」は、実務でも本当に多いです。

ネイバーが上がらないときは、まずこの条件の一致を確認すると早いです。

そして、Helloで見つけた相手と必ず“全部の情報交換”をする訳ではありません。

OSPFは、場面によって「この相手とは深く情報交換する（隣接）」を選びます。

次の章で説明する状態（2-Way、Fullなど）が、そのヒントになります。

Ciscoの解説でも、隣接が出来るまでに状態が変わっていく事が説明されています。

2-WayからFullまでの会話

DBD/LSR/LSU/LSAckの役割

Helloで相手を見つけたら、次は「地図（LSDB）を同じにする作業」に入ります。

この時、OSPFは“会話の手順”をちゃんと持っています。

代表的な流れはこうです。

• DBD：お互いの地図帳の「目次」を見せ合う
• LSR：足りないページを「それちょうだい」とお願いする
• LSU：お願いされたページ（LSA）を送る
• LSAck：受け取ったよ、と返事する

この流れを覚えると、「なぜFullにならないのか」が見えます。

OSPFは、ネイバーができても、すぐFull（完全に同期）になるとは限りません。

途中で ExStart / Exchange / Loading といった状態を通ります。

Ciscoの資料でも、隣接が出来るまでにこうした状態がある事が説明されています。

特に有名な詰まりポイントが、ExStartやExchangeで止まるケースです。

ここは「DBDのやり取り（地図の目次交換）」がうまくいっていない可能性が高いです。

原因として多いのが MTU不一致（送れるデータの最大サイズが左右で違う）です。

Ciscoのトラブルシュート資料でも、Exstart/Exchangeで止まる問題の調査がまとめられています。

ざっくり言うと、片方が「この大きさで送るよ」と思って送ったものを、もう片方が「その大きさは受け取れない」と判断して会話が進まない、という感じです。

だから、ネイバーが「2-Wayで止まる」「ExStartで止まる」「Fullにならない」と出たら、Hello条件だけじゃなく、DB同期の会話が進んでいるかを見るのがコツです。

OSPFは“地図合わせプロトコル”なので、地図が合わない限り先へ進めません。

Type1/2/3/5/7だけ先に覚える

「届く範囲」で覚えるLSA

LSAは種類が多くて、最初はしんどいです。だから初心者は、まず Type1 / 2 / 3 / 5 / 7 だけに絞ってOKです。

コツは「番号を丸暗記」ではなく、“どこまで届く情報か”で覚える事です。

• Type1（Router LSA）：そのエリアの中だけに届く「自分の情報」
• Type2（Network LSA）：同じネットワークにいるメンバー情報（まとめ役が出す）
• Type3（Summary LSA）：別エリアの情報を「要約して」エリアに持ち込む
• Type5（External LSA）：OSPFの外から入ってきた道（再配布）
• Type7（NSSA External LSA）：NSSAという特別エリアの中だけで使う外部情報

特に覚えておくと強いのが Type7 です。

NSSAではType5が使えないので、代わりにType7を流し、NSSAの境界にいるABRがType5に変換して外へ出します。

CiscoのNSSA解説にも「Type7はABRでType5に変換される」と書かれています。

これはRFCでも考え方が説明されています。

この「どこまで届くか」で見ると、エリア設計が理解し易くなります。

• エリアの中だけに広がる情報
• エリアをまたぐときに要約される情報
• 外部から来る情報（増えやすい）

OSPFは地図（LSDB）を持つ分、情報が増えすぎると重くなります。

だから「外部情報は入れない」「要約だけにする」みたいに、情報を増やしすぎない工夫が必要になります。

次のコストやエリア設計は、その延長線上です。

Costとreference-bandwidth

ref-bwを直さないと事故る理由

OSPFが「どの道を使うか」を決めるときは、コスト（Cost）の合計が小さい道を選びます。

コストは、基本的に「回線が速いほど小さくなる」ように計算されます。

多くの機器では、次の式がベースです。

コスト ＝ 参照帯域（reference bandwidth） ÷ 回線の帯域

これはCiscoのFAQでも説明されていて、参照帯域として100Mbpsを使う例が出ています。

ここでの落とし穴が、参照帯域の初期値が小さいままな事です。

例えば参照帯域が100Mbpsだと、1Gbpsや10Gbpsの高速回線は計算上どれもコスト1になりやすく、「速さの差」を表現出来ません。

すると、設計者は「こっちをメインにしたい」と思っていても、機械の計算では差がつかず、想定と違う流れになる事があります。

こうした問題は「高速リンクが全部コスト1になって困る」という形で解説される事もあります。

だから実務では、ネットワーク全体で参照帯域を大きくして、ちゃんと差が出るようにします。

ただし大事なのは、一部だけ変えない事。

OSPFは「みんなが同じ地図と同じルールで計算する」前提です。

地図（LSDB）が同じでも、計算の尺度（参照帯域）がバラバラだと、ルータごとに“正しいと思う道”がズレてしまい、トラブルの元になります。

OSPFがLSDBからSPF計算をして経路を作る、という基本から考えると、ここがズレる危険性は想像し易いです。

まとめると、コスト設計は「後から直せばいい」ではなく、最初に決めておくべき土台です。

初心者ほど、ここを押さえると一気に強くなります。

エリアを分ける目的は“増殖防止”

Stub/NSSAでLSAを減らす考え

OSPFでエリアを分ける一番の理由は、ざっくり言うと 「情報（LSA）が増えすぎないようにするため」です。

OSPFは地図（LSDB）を持つので、情報が増えるほど、配る量も増えて、計算もしんどくなります。

だから、必要に応じてエリアで区切ります。

中心になるのが Area0（バックボーン）です。

複数のエリアをつなぐときは、基本的にArea0が背骨になります。

ここは「OSPFの道路の中心みたいなもの」と思うとOKです。

そして、情報を減らす代表が Stub や NSSA です。

• Stubエリア：外部の細かい経路（Type5）を入れない。代わりに「外へ出るならこの道（デフォルトルート）」を入れて、最低限で済ませる考え方。スタブ系でデフォルトルートを入れる話はCiscoの資料でも説明があります。
• NSSA：Stubっぽいけど、エリア内で外部経路（再配布）も少し扱いたいときの折衷案。Type5は入れず、Type7で持ち、ABRがType5に変換して外へ出す。これはCiscoのNSSA解説で明確に書かれています。

考え方は難しくなくて、「このエリアの人たちは、外の細かい道まで知らなくていいよね？」という発想です。

例えば支店ネットワークで、支店は“本社やインターネットに出られれば十分”なら、外部の経路を全部持つより、デフォルトだけの方がシンプルで安全です。

逆に、支店でも外部経路を細かく使い分けたいなら、NSSAなどを検討します。

つまりエリア設計は、地理の話というより 「どこまで情報を持たせるか」の話です。

ここが分かると、OSPFの設計が一気に現実的になります。

失敗あるあるの原因切り分け

MTU不一致・認証・再配布事故

最後に、初心者が現場で詰まりやすいポイントを「症状→よくある原因」でまとめます。

ここを知っているだけで、OSPFはかなり扱い易くなります。

(1) Helloは見えるのにFullにならない
状態がExStartやExchangeで止まるときは、DBD（目次交換）の会話がうまくいっていない可能性が高いです。

ここで本当に多いのが MTU不一致です。

Ciscoは「Exstart/Exchangeで止まるときの調査方法」をまとめた資料を出しています。

対策の考え方は単純で、両側の設定やインターフェースの条件（MTUなど）を揃える事です。

(2) ネイバーがそもそも上がらない
Hello/Deadの値、エリア番号、認証の一致をまず疑います。

OSPFは条件が揃わないと「会話しない」ので、ここは基本チェックです。

ネイバー状態の流れ自体はCiscoの説明が分かり易いです。

(3) 経路が入らない／変な経路が優先される
原因として多いのが 再配布（外部経路の入れ方）の設計ミスです。

外部はType5、NSSA内はType7など、LSAの扱いが変わります。

NSSAでType7をType5に変換する話はCiscoの解説にあります。

フィルタやメトリック（コスト）の付け方が甘いと、想定と違う経路が選ばれたり、遠回りになったりします。

(4) 安全運用（認証）で詰む
認証を入れると安全になりますが、片側だけ設定してしまうとネイバーが出来ません。

OSPFv3（IPv6用）については、仕組みの基本は同じで、仕様書でもOSPFの基本の動きは変わらないと説明されています。

結局、OSPFのトラブルは「どの段階で止まっているか」を当てるゲームです。

• Helloで止まる → 条件不一致
• DBDで止まる → MTUなど同期の問題
• LSAで混乱 → エリアや再配布の設計
• コストが変 → 参照帯域やコスト設計
  この順番で見れば、だんだん“勘”ではなく“理由”で直せるようになります。

OSPFは「経路を配る」より “地図をそろえて計算する”仕組みです。

まずHelloで相手を見つけ、次にDBD/LSR/LSU/LSAckで地図（LSDB）を同期してから、SPFで最短の道を計算します。

LSAは全部覚えなくてよくて、最初はType1/2/3/5/7を「届く範囲」で理解すると楽です。

NSSAのType7がABRでType5に変換されるのは超重要ポイントです。

そして実務では、コスト設計（参照帯域）と、Fullにならないときの原因（MTU不一致など）を知っているだけで、OSPFは一気に扱いやすくなります。

 

(外の世界はまだ無視)
R1 —— R2 —— R3

• R1–R2：10.0.12.0/24（R1=10.0.12.1, R2=10.0.12.2）
• R2–R3：10.0.23.0/24（R2=10.0.23.2, R3=10.0.23.3）
• ルータID用にLoopbackも作る（任意だけど分かりやすい）
  • R1 Lo0=1.1.1.1/32, R2 Lo0=2.2.2.2/32, R3 Lo0=3.3.3.3/32

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段階1：単一エリア（ぜんぶ Area 0）＝いちばん基本

狙い

3台とも「同じエリア（0）」に入れて、OSPFが動くところを見る。

Ciscoのサンプルでも router ospf 1 と network ... area 0 で単一エリアを作っています。

R1（単一エリア）

conf t
!
interface lo0
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
!
interface g0/0
 ip address 10.0.12.1 255.255.255.0
 no shut
!
router ospf 1
 network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
 network 10.0.12.0 0.0.0.255 area 0
end

R2（単一エリア）

conf t
interface lo0
 ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
!
interface g0/0
 ip address 10.0.12.2 255.255.255.0
 no shut
!
interface g0/1
 ip address 10.0.23.2 255.255.255.0
 no shut
!
router ospf 1
 network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
 network 10.0.12.0 0.0.0.255 area 0
 network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 0
end

R3（単一エリア）

conf t
interface lo0
 ip address 3.3.3.3 255.255.255.255
!
interface g0/0
 ip address 10.0.23.3 255.255.255.0
 no shut
!
router ospf 1
 network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0
 network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 0
end

動いたか確認（3つだけでOK）

show ip ospf neighbor
show ip route ospf
show ip ospf interface brief

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段階2：スタブ（Stub）＝「外の細かい道は知らなくていい」エリア

狙い

支店（Area 1）に「外の道の細かい情報」を入れないで、とりあえず外へ出る道（デフォルト）だけ渡す感じ。

Ciscoの説明でも、スタブエリアには外部経路情報を送らず、代わりにABRがデフォルト経路を入れると書かれています。
そして「スタブにするには、そのエリア内の全ルータで area X stub を入れる」と明記されています。

変更する構成（R2–R3側をArea 1にする）

R1 —— R2 —— R3
Area0   ABR   Area1(Stub)

• R1–R2：Area 0のまま
• R2–R3：Area 1に変更
• Area 1 にいるルータ（R2とR3）に stub設定 を入れる

---

R2（ABR）でArea 1を作って stub にする

R2は「Area0とArea1の境界」＝ABRです。

conf t
router ospf 1
 !
 ! R2-R3のネットワークを Area 1 にする（ここがポイント）
 no network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 0
 network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 1
 !
 ! Area 1 をスタブにする
 area 1 stub
end

R3（Area 1側）にも stub を入れる（超重要）

conf t
router ospf 1
 !
 ! Area 0 → Area 1に変える
 no network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 0
 network 10.0.23.0 0.0.0.255 area 1
 !
 ! Area 1 をスタブにする（R3にも必要）
 area 1 stub
end

確認ポイント

show ip ospf neighbor
show ip route

• R3側で、外へ出るための“それっぽい”デフォルトルートが見えたりします（環境により表示は少し違います）。
• もし経路が変で困ったら、まず「R2もR3も area 1 stub を入れた？」を疑うのが早いです（片方だけだと成立しません）。

「完全スタブ」にしたいなら

ABR（R2）だけ、こうできます：area 1 stub no-summary
Ciscoのガイドでも no-summary はABR側で使う説明があります。

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段階3：NSSA＝「スタブっぽいけど、支店から外部経路を少し入れたい」

狙い

Area 1 を「基本スタブ」にしつつ、支店（R3）から「外の道（外部経路）」をちょっとだけOSPFに持ち込みたいときに使うのがNSSA。

Ciscoの説明では、NSSAではType5（外部LSA）が許可されないので、代わりにASBRがType7を作り、ABRがType5へ変換すると書かれています。
そしてNSSA化は area 1 nssa をエリア内の全ルータへ入れる、とあります。

さらに大事：NSSAのABRはデフォルトではNSSAへデフォルトルートを入れないので、入れたいなら
area 1 nssa default-information originate が必要、とCiscoが明言しています。

---

NSSAに切り替える（StubをNSSAに置き換える）

R2（ABR）：Area 1をNSSAにして、デフォルトルートも入れる

conf t
router ospf 1
 !
 ! まず stub を消す（入れっぱなしにしない）
 no area 1 stub
 !
 ! Area 1 を NSSA にする
 area 1 nssa default-information-originate
end

R3（Area 1側）：Area 1をNSSAにする

conf t
router ospf 1
 no area 1 stub
 area 1 nssa
end

---

「外部経路を少し入れる」を一番簡単にやる（R3をASBRにする）

ここではR3に「架空の外部ネット（192.168.100.0/24）」があることにして、staticで作ってOSPFへ再配布します。

R3：外部ネットを作る（static）

conf t
ip route 192.168.100.0 255.255.255.0 Null0
end

R3：そのstaticをOSPFに再配布

conf t
router ospf 1
 redistribute static subnets
end

NSSAだと、この外部経路は N1/N2（Type7系） として見えるのがふつうです。show ip route のコードにも N1/N2 が出てきます。

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NSSAでの確認コマンド

R3（Area1）で見る

show ip route ospf
show ip ospf database nssa-external

R2（ABR）で見る

show ip ospf database external
show ip route ospf

• R3側：O N1 / O N2 っぽい表示で外部経路が見える
• R1側：ABRでType7→Type5に変換されて、外部（E1/E2）として見えてくるイメージ（環境で表記は少し違う）

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よくある詰まりポイント

• NSSAにしたのにR3が外へ出られない
  → R2（ABR）に area 1 nssa default-information-originate を入れてる？（NSSAはデフォルトでデフォルトルートを入れない）
• R2だけNSSAでR3がNSSAじゃない
  → それはダメ。同じエリア内は「NSSAだよね」を全員で一致させる必要があります。

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この記事で一番大事な結論はこれです。

OSPFは「道順（経路）を配る」より先に、みんなで同じ“地図”を持つプロトコルです。
その地図の集まりが LSDB（地図帳）で、そこから各ルータが SPF計算（最短の道を探す計算）をして、ルーティングテーブル（どこへ送るかの表）を作ります。

つまり LSDB → SPF → 経路表 の順番です。

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1) 最初の入口：Helloで「隣の人」を見つける

OSPFはまず Hello（あいさつ）で、近くの相手と話せるか確認します。
ただし、Helloが届いていても、条件が合わないとネイバーになれません。

良くある原因は「タイマー（Hello/Dead）」「エリア番号」「認証」「ネットワークタイプ」などの不一致です。

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2) “本番の会話”：2-Way〜Fullは「地図をそろえる途中」

ネイバーができると、いきなり完成ではなく、状態が少しずつ進みます（Down/Init/2-Way/ExStart/Exchange/Loading/Full）。

ここで覚えておきたいのは、Full＝地図（LSDB）が綺麗に同期出来た状態という事。
そして同期の会話はざっくりこうです。

• DBD：地図帳の「目次」を見せ合う
• LSR：足りないページを「ちょうだい」と頼む
• LSU：ページ（LSA本体）を送る
• LSAck：「受け取ったよ」と返事する

この流れを知っていると、「Fullにならない」を原因から追いやすくなります（例：Exchangeで止まる＝同期の会話が詰まってる）。

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3) LSAは丸暗記より「どこまで届く情報か」で覚える

初心者はまず Type1/2/3/5/7 だけでOKです。ポイントは番号よりも「届く範囲」。

• Type1/2：主にエリア内の情報
• Type3：エリアをまたぐ要約（ABRが作る）
• Type5：OSPFの外から来た外部経路
• Type7：NSSAの中だけの外部経路（あとで変換される）

特にNSSAは、Type7がABRでType5に変換されてOSPF全体へ出ていく、という動きが核です。

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4) コスト設計は「あとで何とかなる」じゃなく土台

OSPFはコスト（Cost）の合計が小さい道を選びます。

だから、コストが思った通りになっていないと、経路選択も思った通りになりません。

（特に高速回線が多い環境では、参照帯域の考え方が大事になりやすいです。）

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5) エリア設計は「情報を増やしすぎないため」

OSPFは地図（LSDB）を持つ分、情報が増えるほど大変になります。

だからエリアで区切ります。

スタブや完全スタブは、ざっくり言うと 「外の細かい経路は持たずに、デフォルトルートだけで外へ出る」発想です。

Ciscoの資料でも、スタブ系エリアにデフォルトルートを入れる説明があります。

NSSAはそのスタブの考え方を残しつつ、支店側から外部経路を少し入れたいときに使う、折衷案です（Type7→Type5変換）。

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6) 最後に：トラブルは「どの段階で止まってるか」を当てるゲーム

OSPFの不具合は、だいたい次のどれかです。

• Hello段階：条件不一致でネイバーになれない
• 同期段階：2-Way/Exchange/Loadingで止まって地図がそろわない
• 設計段階：LSAやエリア種類、コスト設定のせいで経路が想定外

とくに「2-Way」はネットワーク種類によっては“問題ではないこともある”とCiscoが説明しています。

だから、表示だけで焦らず「今は入口なのか、同期なのか、設計なのか」を切り分けるのが一番の近道です。

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