네트워크 . OSPF
OSPF 는 동적 라우팅 프로토콜 중 하나이다.
앞서 RIP, EIGRP 프로토콜의 단점에는 거리만을 산정해서 경로를 설정하는 단점이 있거나 혹은
홉 수가 제한돼 있거나 대규모 네트워크에 쓰기 아쉬운 단점들이 여럿 있었다.
OSPF 의 장점과 특징 그리고 용어에 대해 알아보자 .
설명을 돕기 위한 네트워크 구상도는 이러하다.
1. OSPF 의 장점
1. 컨버전스 타임
- 라우터 간에 서로 변경된 정보를 주고 받는데 걸리는 시간이다. RIP 의 경우 30초마다 업데이트가 발생하지만
OSPF 의 경우 변화가 생길 때 바로 전달하기 때문에 빠르다.
2. Area ( 영역 ) 개념 사용
- 전체 네트워크를 또 작은 영역으로 나누어 관리하기 때문에 큰 변화 없이 네트워크를 수정할 수 있다.
3. VLSM 지원
- IP 를 효과적으로 사용할 수 있고, 라우팅 테이블을 줄이는 부수적인 효과도 있다.
4. 네트워크 크기
- RIP 같은 경우 홉카운트가 15로 제한돼 있기 때문에 네트워크 크기가 제한돼 있지 않지만 OSPF 의 경우 이런 제한이 없다.
5. 대역폭 ( Bandwidth ) 의 활용도
- RIP 의 경우 업데이트 주기가 30초이며 그 주기마다 브로드캐스트가 발생하기 때문에 대역폭 낭비가 심하나
OSPF 의 경우 네트워크 변화가 발생할 시에만 업데이트가 발생하며, 멀티캐스트이므로 훨씬 실용적.
6. 경로 설정
- 거리를 포함한 많은 관련 요소를 합쳐서 경로를 선택함.
2. OSPF 의 특징
1. 적당히 작은 라우팅 테이블 - AREA, LSA ( Link State Advertisement )
● AREA
- OSPF 에서는 네트워크를 여러 AREA 로 나누고 OSPF 라우팅 정보를 몇 가지로 구분하여 적당히 작은 라우팅 테이블을 구현
- Area 를 나누는 데 있어서 다른 Area 들은 모두 Area 0 과 붙어있어야 한다.
그렇지 않을 경우 가상링크를 통해 연결해야 한다.
● LSA ( Link State Advertisement )
- Area 는 주고 받을 수 있는 OSPF 라우팅 정보 ( LSA ) 에 따라 분류되는데, Stub란 단어가 중심을 이룸
- Stub 는 "말단" 을 의미하며, 이 단어가 붙는 Area 는 "적당히 작은 테이블"을 위해 Area 내에서 돌아다닐 수 있는 LSA 의 종류를 제한
- 종류에는 Stub Area, Totally Stub Area, Not So SUB by Area 등과 같은 종류가 있다.
- OSPF 라우팅 정보 즉 LSA 의 타입은 7가지로 분류되는데, 표현하는 링크의 내용에 따라 여러 가지 타입으로 나뉨
=> Area 를 종류별로 나누는 것이 가능한 이유는 바로 LSA 를 종류별로 나누어 놓아, 이를 선택적으로 받을 수 있기 때문
- 이에 따라 라우터들도 Area 의 위치에 따라 IR, ABR, ASBR 로 나뉜다.
| IR ( Internal Router ) | - Area 내에 포함되어 있는 라우터를 IR 이라 함. - IR 의 인터페이스는 모두 해당 Area 의 번호를 가진다. |
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| ABR ( Area Border Router ) | - Area 와 Area 의 경계선에 있는 라우터를 | |
| ASBR ( Autonomous System Border Router ) |
- 라우터의 인터페이스 중 일부가 OSPF 영역 밖에 있는 경우의 라우터를 ASBR 이라 한다. | |
| ABR/ASBR | - ABR 이면서 ASBR 인 경우로, AREA 경계와 AS 경계 모두 있는 경우이다. | |
3. OSPF 의 주요 용어
● 이웃 ( Neighbor )
- 하나의 라우터에 있어 라우팅 정보를 교환하는 다른 라우터를 일컫는 말.
- 한 라우터를 기준으로 볼 때 직접 연결되어 있는 라우터를 말함
● 이웃사촌 ( Adjacency )
- 라우팅 정보를 교환하는 좀 더 친밀한 관계로서 네이버가 되는 것이 선행되어야 함
● init, 2way, exstart, exchange, loading, full
- 라우터가 상대 라우터와 OSPF 네이버 관계를 맺는 과정이 어느 정도까지 진행되었는지 나타내준다.
- 어떠한 문제로 인해 네이버를 제대로 못 맺는 경우나 각 상태에 따라 어떠한 문제가 있는지 판단할 수 있어 장애처리가 가능
- 예시로, 라우터가 네이버를 맺는데 있어 init 상태로 있고 2way 상태가 되지 못한다면, 두 라우터가 양방향으로 OSPF 패킷을 주고 받지 못하는 상태
※ init : OSPF 가 활성화된 인터페이스로 Hello 패킷이 수신된 경우에 init 단계로 변경
※ 2-way : 상대와 양방향 통신이 가능한 상태를 나타내는 단계로 네이버 단계는 2-way 단계에서 종료
- Network Type 이 Multi Access ( 이더넷, 프레임 릴레이 등 ) 인 경우 OSPF 는 DR/BDR 을 선출
- DR 과 BDR 은 서로 간에 교환했던 Hello 패킷에 들어있는 정보를 토대로 정하게 됨
=> Router-id 와 Priority 필드를 참조
- DR/BDR 선정이 완료되면, DR/BDR 과 DROther 로 구분
=> DROther 로 선정되면 DROther 사이는 2-way 상태로 neighbor 로써 Hello 패킷에 대한 교환만 진행
=> 2-way 상태에서는 LSA 를 교환하지 않는다.
=> DR/BDR 과는 인접관계를 형성하기 위해, 다음 단계로 진행된다.
=> 인접관계로 진행되는 동안 OSPF Data Base 에 대한 동기화가 이루어지는데 이 과정이 4개의 과정
Exstart, Eschange, loading, Full 이다.
※ Exstart : 2-way 에서 인접관계를 형성하기 위한 첫 번째 단계로 LSA 교환 이전에 필요한 사전 준비를 진행
※ Exchange : LSA 교환 준비가 끝나고, 본격적으로 LSA 교환을 통한 DB 구축 시작
※ Loading : LSA 의 상세 정보를 동기화하는 단계
※ Full : 인접관계( Adjacency ) 를 나타내는 Full 단계가 된다.
4. OSPF | DR, BDR
● 멀티 액세스 네트워크에 접속된 모든 OSPF 라우터끼리 N:N 으로 LSA 교환시, 동일 네트워크에서 중복된 LSA 및 ACK 가 많이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해 DR 이 중계역할을 해줌
● DR 과 BDR 은 브로드캐스트 및 논브로드캐스트 네트워크에서만 사용, PTP , Multi point network 에서는 사용하지 않음
● 인터페이스 OSPF 우선순위가 가장 높은 라우터가 DR, 다음 순위가 BDR
=> 인터페이스 설정에서 ip spf priority 로 변경 가능
● OSPF 우선순위 동일 시 라우터 ID 가 높은 것이 DR
● DR/BDR 선출 후 라우터 재부팅 혹은 clear ip ospf process 전엔 DR/BDR 을 다시 선출하지 않음
(단, DR/BDR 우선순위를 0으로 조정하면 DR, BDR 을 새로 뽑는다 )
● DR 이 다운되면 BDR 이 DR이 되고, BDR 을 새로 뽑는다.
( DR/BDR 이 아닌 라우터를 DROTHER 라우터라 부름 )