OSPF（Open Shortest Path First） は、リンクステート型ルーティングプロトコルの代表格で、
LAN・WANを含む中〜大規模ネットワークで使われるIGP（Interior Gateway Protocol）です。

基本動作

1. Helloパケットで隣接ルータを発見

• 各OSPFルータは、インターフェイスごとにHelloパケットを定期的に送信します。
• Helloパケットの中には以下の情報が含まれます：
  • ルータID
  • Hello／Deadタイマー
  • ネットワークマスク
  • 認証情報
  • Area ID など

➡ これらの条件が一致した隣のルータ同士が、Neighbor（隣接関係）を形成します。

2. 隣接関係の確立

• Helloのやり取りが成功すると、ルータ同士はネイバー関係を確立します。
• OSPFのネイバー状態までは、以下のように進みます。

状態	内容
Down	まだHelloを受け取っていない
Init	相手のHelloを受け取った
2-Way	双方向通信が確認された（DR選出完了）
ExStart	LSA交換の準備
Exchange	LSAヘッダを交換
Loading	LSAの内容を要求・受信
Full	同期完了（隣接確立）

3. DR/BDRの選出

• セグメント上に複数ルータがある場合、通信量を減らすために次を選出します：

役割	説明
DR（Designated Router）	ネットワーク内の代表。LSAを中継する中心。
BDR（Backup DR）	DRが落ちたときの予備。

選出基準は：

1. OSPFプライオリティ（ip ospf priority）が高いルータ
2. 同じならRouter IDが大きい方

4. LSA交換➡LSDB構築➡ネットワーク全体図の作成

• 隣接ルータは、お互いのリンク情報を LSA（Link State Advertisement） として交換します。
• LSAを全ルータにフラッディング（洪水のように配布）し、
  　結果として各ルータは同じネットワークマップ（LSDB）を保持します。

5. SPFツリーの作成➡ルーティングテーブルへの登録

• 各ルータはLSDBをもとに、SPF計算(Dijkstra（ダイクストラ）アルゴリズム)を実行し、SPFツリー（最短経路ツリー） を作成します。
• 宛先までの最短経路を、ルーティングテーブル（RIB）に登録します。

6. 経路変更時の再計算（高速収束）

• リンク障害や新規ルータの追加が発生したとき：
  • 障害を検出したルータがLSAを再送信
  • 各ルータが新しいLSDBを構築
  • 再びSPF計算を実施

➡ このため、OSPFは高速に経路を再計算（収束）できます。

まとめ

項目	内容
種類	リンクステート型IGP
経路情報単位	LSA（Link State Advertisement）
経路計算	SPF（Dijkstra）アルゴリズム
経路選択基準	コスト（帯域幅に基づく）
優れた点	高速収束・ループ防止・スケーラブル
注意点	メモリ・CPU負荷が高い／設計要素が多い（エリア設計など）