Routing Protocol (OSPF)

Routing Protocol (OSPF)
- Link-state 라우팅 프로토콜 - Classless 라우팅 프로토콜 (VLSM, CIDR 지원) - Metric은 cost 사용 (10^8/Bandwidth(bps)) - Multicast를 사용해서 정보를 전달한다.  (DR이 DROTHER에게 전송할 때 사용) (DROTHER가 DR에게 전송할 때 사용) - AD값은 110 - SPF (Shortest path First)또는 Dijkstra라 알고리즘을 이용해서 각 목적지까지의 최적 경로를 계산

- OSPF Area

<장점> - OSPF는 area 단위로 구성  대규모 네트워크를 안정되게 운영할 수 있다.  특정 area에서 발생하는 상세한 라우팅 정보가 다른 area로 전송되지 않아 큰 규모에서도 안정되게 운영할 수 있다. - Stub이라는 강력한 축약 기능이 있다.  기존 Routing protocol과는 IP 주소가 연속되지 않아도 Routing table의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다. - 표준 Routing protocol이다. - Convergence time이 전반적으로 빠른편이다.

<단점> - 설정이 이전 Routing protocol보다 조금 더 복잡하다.  네트워크 종류에 따라 동작하는 방식과 설정이 다르다. * 네트워크의 종류 1) Broadcast Multi Access 2) Point-to-Point 3) Non Broadcast Multi Access - 라우팅 정보 계산 및 유지를 위해 CPU, DRAM 같은 자원을 많이 사용한다.

Routing Protocol Comparison Chart

OSPF Packet 1) Hello packet 2) DBD packet 3) LSR packet 4) LSU packet 5) LSAck packet

1) OSPF를 설정한 Router끼리 Hello packet을 교환해서 Neighbor 혹은 adjancent 네이버를 맺는다. * adjancent 네이버  라우팅 정보(LSA)를 교환하는 네이버 * LSA(Link State Advertisement)  OSPF에서의 라우팅 정보 2) adjancent 네이버인 Router간 라우팅 정보(LSA)를 서로 교환. 전송 받은 LSA를 Link-state DataBase에 저장. 3) LSA를 모두 교환하고 SPF(Shortest Path First) 또는 Dijikjstra 알고리즘을 이용해서 각 목적지까지의 최적 경로를 계산 후 Routing table에 올린다. 4) 그 후에도 주기적으로 Hello packet을 교환하면서 정상 동작을 확인 5) 네트워크의 상태가 변하면 다시 위의 과정을 반복해서 Routing table을 생성

adjacent 네이버 - OSPF에서 라우팅 정보(LSA)를 서로 교환하는 Neighbor를 adjacent 네이버라고 한다. 1) DR과 다른 Router 2) BDR과 다른 Router 3) Point - to - point 네트워크로 연결된 두 Router 4) Point - to - Multipoint로 연결된 두 Router 5) Virtual-link로 연결된 두 Router

OSPF Packet OSPF Packet Type Description Type 1 – Hello Packet 인접한 Router간 Neighbor 관계를 형성하고 Neighbor 관계를 유지하는데 사용 Type 2 – DBD Packet (Database Description Packet) OSPF의 네트워크 정보인 LSA들의 요약된 정보를 알려줄 때 사용 Type 3 – LSR Packet (Link-State Request) Neighbor에게서 수신한 DBD에 자신이 모르는 네트워크가 있을 때 상세 정보를 요청할 때 사용 Type 4 – LSU Packet (Link-State Update) LSR을 받거나 자신이 알고 있는 네트워크 상태가 변했을 때 해당 네트워크 정보를 전송할 때 사용 Type 5 – LSAck Packet (Link-State Acknowledgement) OSPF packet을 정상적으로 수신했음을 알려줄 때 사용 (DBD, LSR, LSU일 경우에만 응답)

OSPF Packet 1) Hello packet

OSPF Table 1) OSPF Neighbor Table  OSPF가 설정된 Router간에 인접관계를 성립한 Neighbor 정보 저장 주기적으로 Hello packet을 교환하여 Neighbor 관계 유지 여부 확인 EIGRP 의 Neighbor Table과 비슷하다. 2) OSPF DataBase Table  라우팅 업데이트 정보를 관리하는 Table R1 R3 R2 S 0/0 S 0/1 fa 1/0 /30 /24 /30 /24 /24 Area 0 /24 /24 /24

OSPF Table 1) OSPF Neighbor Table 2) OSPF DataBase Table

- Down 상태에서 시작해서 Neighbor와 routing 정보 교환을 끝내고 Full 상태로 완료 1) Down 상태  OSPF가 설정되고 Hello packet을 전송했지만 아직 상대방의 Hello packet을 받지 못한 상태 2) Init 상태  근접 Router에게 Hello packet을 받았지만 상대 Router가 아직 내가 보낸 Hello packet을 받지 못한 상태 * 즉, 상대방이 전송한 Hello packet안의 네이버 리스트에 내 Router-ID가 없는 경우 3) Two-way 상태  Neighbor와 쌍방향 통신이 이루어진 상태  Multi Access 네트워크일 경우 이 단계에서 DR/BDR 선출 * 즉, 서로 전송한 Hello packet안의 네이버 리스트에 서로의 Router-ID가 있는 경우

4) Exstart 상태  adjacent neighbor가 되는 첫번째 단계. Master와 Slave Router를 선출. (Router-ID가 높은 Router가 master) 5) Exchange 상태  각 Router가 자신의 Link-state Database에 저장된 LSA의 Header만을 DBD Packet에 담아 상대방에게 전송 * DBD packet을 수신한 라우터는 자신의 database 내용과 비교한 후 자신에게 없거나 자신의 것보다 더 최신 정보일 경우 상대방에게 상세 정보(즉, LSA)를 요청하기 위해 Link State Request list에 기록한다. DBD packet의 정보에 자신이 모로는 정보가 없다면 바로 Full 상태가 된다. 6) Loading 상태  DBD packet 교환이 끝난 후 자신에게 없는 정보를 LSR packet으로 요청한다. LSR을 요청 받은 Router는 정보를 LSU packet에 담아서 전송해준다. 7) Full 상태  adjacent neighbor간 라우팅 정보 교환이 모두 끝난 상태

네트워크 타입 1) Broadcast Multi Access  하나의 Broadcast 패킷을 전송할 경우 동일 네트워크 상의 모든 장비에게 전달되는 네트워크를 Broadcast 네트워크, 하나의 인터페이스를 통해 다수의 장비와 연결된 네트워크를 Multi Access 네트워크라 한다. (ex. Ethernet)  Broadcast나 Multicast 방식을 사용해 하나의 packet만 전송해도 연결된 모든 장비에게 전송된다.

네트워크 타입 2) Non Broadcast Multi Access (NBMA)  Broadcast가 지원되지 않는 Multi Access 네트워크를 의미한다. (ex. ATM, X.25, Frame Relay)  대부분 내부에 Virtual Circuit (가상 회로) 방식을 사용  NBMA에서는 Broadcast 를 사용하여 전송할 경우 가상회로 하나당 하나씩 Broadcast packet을 전송해야 한다. F/R

네트워크 타입 3) Point-to-Point  하나의 Interface와 연결된 장비가 하나뿐이 네트워크 (ex. HDLC, PPP, F/R의 sub interface 중 point-to-point)

네트워크 타입 네트워크 타입 네이버 DR Hello / Dead 주기 기본 인터페이스 Broadcast 자동 선출 10초 / 40초 Ethernet, Token ring, FDDI Point-to-Point X HDLC, PPP, F/R의 point-to-point 서브 인터페이스 Point-to-Multi point 30초 / 120초 관리자 설정 Non Broadcast 지정 Frame relay, ATM, X.25

DR/BDR - Ethernet, NBMA 등의 Multi Access 네트워크에 접속된 Router가 1:1로 LSA를 교환할 경우 중복된 LSA와 ACK가 많이 발생 LSA : ACK :

DR/BDR - 중계 역할을 하는 DR(Designated Router)를 선출하고, DR에 문제가 발생할 경우를 대비해서 Backup용으로 BDR(Backup DR)을 선출한다. - DR, BDR은 Broadcast 및 Non Broadcast 네트워크에서만 사용. (Point-to-Point 네트워크에서는 사용하지 않는다.) BDR DR LSA : ACK :

DR 선출 방법 1) OSPF priority가 가장 높은 Router가 DR로 선출 (다음으로 높은 Router가 BDR로 선출된다.) 2) OSPF priority가 동일할 경우 Router-ID가 높은 것이 DR, BDR로 선출 3) DR, BDR이 선출 된 후에 더 높은 순위의 Router가 추가되어도 DR,BDR이 변경되지 않는다. (Router를 재 부팅하거나 clear ip ospf prcess 명령어를 사용하면 변경) 4) DR이 다운될 경우 BDR이 DR이 되고 다시 BDR을 선출 (DR과 BDR이 아니 Router를 DROTHER라고 한다.)

OSPF Area OSPF는 복수개의 Area로 나눠서 설정 규모가 작을 경우에는 하나의 Area만 사용해도 상관 없다. Area가 하나일 경우는 아무 번호나 사용해도 상관없지만 Area가 두 개 이상일 경우 하나는 반드시 0으로 설정

OSPF Area Area 0는 Backbone Area. 다른 Area는 Area 0와 물리적으로 연결돼야 한다. Area로 나눠서 구성하면 안정된 대규모 네트워크 운영 가능 OSPF는 다른 Area의 라우팅 정보를 획기적으로 줄이는 Stub Area 기능이 있다.

OSPF Router의 종류 Backbone Router : Backbone Area (Area 0)에 소속된 Router. Internal(내부) Router : 하나의 Area에만 소속된 Router. ABR (Area Border Router) : 두 개 이상의 Area에 소속된 Area 경계 Router. ASBR (AS boundary Router) : OSPF 네트워크와 다른 Routing protocol이 설정된 네트워크를 연결하는 AS 경계 Router. RIP

Router(config)#router ospf <process- ID> Router(config-router)#router-id x.x.x.x Router(config-router)#network <Network-Number> <Wildcard mask> area x - 라우터 ID는 임의로 설정하지 않을 경우 Loopback 주소 중 가장 높은 IP주소로 설정. - Loopback 인터페이스가 없을 경우 물리적 인터페이스 중 가장 높은 IP주소로 설정. - OSPF 네트워크에 포함되지 않아도 상관없다. - 라우터 ID를 변경하려면 OSPF 프로세스를 다시 시작한다. (clear ip ospf process)

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