# OSPF (Open Shortest Path Fisrt)
- OSPF : SPF 알고리즘을 사용하는 표준 개방형 프로토콜
다익스트라 <- Dijkstra 알고리즘
- OSPF Version 2 : IPv4 환경
- OSPF Version 3 : IPv6 환경
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1) 클래스레스 라우팅 프로토콜(Classless Routing Protocol) <- Page 117
- 네트워크 상에 모든 서브넷들 동일한 서브넷 마스크를 사용할 필요는 없다.
- 다양한 서브넷 마스크 구간에서 라우팅 업데이트가 정상적으로 처리된다.
- VLSM O, CIDR O
- 라우팅 업데이트시 네트워크에 대한 서브넷 마스크를 포함한다.
- 자동 요약 개념 X, 수동 요약만 지원 <- OSPF, ISIS
- RIPv2, EIGRP, BGPv4 <- 자동 요약 해지
2) 균등 로드 분산 기본 4개 ~ 최대 6개
3) OSPF 기본 신뢰도 : 110
Router(config-router)# distance 130
4) OSPF 메트릭 단위 <- Page 184 ~ 185
- Cost(거리 비용) = 10^8 / bandwidth
- 출발지 라우터에서 목적지까지 합산 실시
Ex1)
Cost = 10 Cost = 64 Cost = 1
A--------------B----------------C-----------------| 192.168.3.0/24
10M T1(1544k) 100M
- A에서 192.168.3.0/24까지 Cost값은 얼마인가? 75
Ex2) 1G, 10G 환경에서 문제점 발생(불필요한 균등 로드 분산 실시)
Cost = 1 (1보다 작으면 1로 계산)
1G
--------1번 경로------------------ Cost = 1
A B-----------------| 192.168.3.0/24
--------2번 경로------------------ 100M
100M
Cost = 1
- 1번 경로 : A에서 192.168.3.0/24까지 Cost 값은 얼마인가? 2
- 2번 경로 : A에서 192.168.3.0/24까지 Cost 값은 얼마인가? 2
A,B(config)#router ospf 1
A,B(config-router)#auto-cost reference-bandwidth ?
<1-4294967> The reference bandwidth in terms of Mbits per second
A,B(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 10000 <- 10^10/bandwidth
Cost = 10
1G
--------1번 경로------------------ Cost = 100
A B-----------------| 192.168.3.0/24
--------2번 경로------------------ 100M
100M
Cost = 100
- 1번 경로 : A에서 192.168.3.0/24까지 Cost 값은 얼마인가? 110
- 2번 경로 : A에서 192.168.3.0/24까지 Cost 값은 얼마인가? 200
5) OSPF 동작 과정(Link-State 알고리즘)
- 상대방 라우터와 'Hello' 패켓을 교환하여 인접 관계라는 네이버 관계를 성립한다.
- 인접 관계를 성립한 네이버 라우터와 'DBD' 패켓을 교환하여 라우팅 업데이트를 실시한다.
- 각각의 라우터들은 수신한 DBD 정보를 데이터베이스 테이블로 구성하여 관리한다.
- 이때, 구성한 데이터베이스 테이블 정보를 LSDB(Link-State Database) 정보라고 하며, LSDB 정보는
네이버 라우터와 동일한 상태를 유지하기 위해서 'LSA' 광고 패켓을 이용하여 동기화를 실시한다.
- LSDB 정보를 기반으로 SPF 알고리즘을 이용하여 최적 경로를 선출한다.
- 선출된 최적 경로는 라우팅 테이블에 등록되어 동작한다.
- 주기적인 전체 라우팅 업데이트 동작을 하지 않는 대신, 주기적인 'Hello' 패켓 교환으로 네이버
관계를 유지한다.
- 네트워크가 추가되면, 네이버 라우터에게 'LSA' 광고 패켓을 이용하여 광고를 실시하며, 이를
수신한 네이버 라우터는 'LSR' 요청 패켓을 이용하여 업데이트 요청을 실시한다. 요청을 수신한
라우터는 네이버 라우터에게 'LSU' 업데이트 패켓으로 라우팅 업데이트를 실시한다.
6) OSPF 3 가지 유형 테이블 <- Page 181
1. OSPF 네이버 테이블
- 인접 관계를 성립한 네이버 라우터의 IP 주소 정보(식별자) 및 상태를 관리한다.
- 'show ip ospf neighbor' 명령어 (OSPF 설정시 가장 먼저해야 하는 정보 확인)
R1#show ip ospf neighbor
Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
2.2.2.2 0 FULL/ - 00:00:37 13.13.12.2 Serial1/0
2. OSPF 데이터베이스 테이블
- 네이버로부터 수신한 라우팅 정보를 관리 및 유지한다.
- 데이터베이스 테이블을 운영하기때문에 주기적인 전체 라우팅 업데이트를 실시하지 않는다.
- 이때, 데이터 베이스 테이블로 관리되는 정보를 LSDB 정보라고 하며, LSSB 정보는
네이버 라우터와 동일한 상태를 유지하기 위해서 LSA 광고 패켓을 이용하여 동기화를
실시한다.
- LSDB 정보를 기반으로 SPF 알고리즘을 이용하여 최적 경로를 선출한다.
- 'show ip ospf database' 명령어
R1#show ip ospf database
OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
Router Link States (Area 0)
Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count
1.1.1.1 1.1.1.1 780 0x80000003 0x0075D3 4
2.2.2.2 2.2.2.2 769 0x80000004 0x00F210 5
3.3.3.3 3.3.3.3 760 0x80000003 0x003AE2 4
3. 라우팅 테이블
- 선출된 최적 경로가 등록되어 동작한다.
- 'show ip route' & 'show ip route ospf' 명령어 사용
R1#show ip route ospf
172.16.0.0/16 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
O 172.16.3.1/32 [110/129] via 13.13.12.2, 00:15:25, Serial1/0
13.0.0.0/24 is subnetted, 5 subnets
O 13.13.2.0 [110/65] via 13.13.12.2, 00:15:25, Serial1/0
O 13.13.3.0 [110/129] via 13.13.12.2, 00:15:25, Serial1/0
O 13.13.23.0 [110/128] via 13.13.12.2, 00:15:25, Serial1/0
[참고] OSPF 인접 조건 (네이버 조건) <- Page 183 참고 사항
- 동일한 세그먼트를 공유하는 네트워크는 같은 Area에 포함되어야 한다.
- 동일한 세그먼트를 공유하는 네트워크는 Hello/Dead 주기가 동일해야 한다.
- OSPF 인증시 인증 내용(키, 패스워드)이 동일해야 한다.
- 동일한 세그먼트를 공유하는 네트워크는 MTU(최대 패켓 크기)가 동일해야 한다.
7) OSPF 5가지 패켓 유형 <- Page 182 ~ 183
Type 1) Hello
- 인접 관계라는 네이버 관계를 성립하며, 주기적인 교환으로 네이버 관계를 유지한다.
- Hello 주기 : 10초, Dead 주기 : 40초
- Hello 내용 :
1. Area-ID, Hello/Dead 주기, OSPF 인증 내용, Stub Flag <- 인접 조건
2. OSPF 우선순위(Priority), OSPF 식별자(Router-ID) <- DR/BDR 선출 단위
3. DR/BDR IP 주소
4. Neighbor IP 주소
- 멀티케스트 224.0.0.5
Type 2) DBD
- 네이버 라우터와 라우팅 정보(LSDB 정보)를 교환할때 사용한다.
- 네이버로 수신한 DBD 패켓 정보가 자신의 LSDB 정보에 비해서 많은 정보를 갖고 있다
면, 네이버 라우터에게 업데이트 요청을 실시한다.
Type 3) LSR
- 네이버 라우터에게 업데이트 요청을 실시할때 사용한다.
Type 4) LSU
- 요청에 의한 라우팅 업데에트를 제공할때 사용한다.
Type 5) LSA(Ack)
- DBD, LSR, LSU 패켓에 대한 수신 확인 응답을 실시할때 사용한다.
R1#
*Mar 1 01:32:41.807: OSPF: rcv. v:2 t:4 l:112 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:B6AB aut:0 auk: from Serial1/0
*Mar 1 01:32:41.879: OSPF: rcv. v:2 t:1 l:44 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:E89A aut:0 auk: from Serial1/0
R1#+
*Mar 1 01:32:43.023: OSPF: rcv. v:2 t:2 l:32 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:8E41 aut:0 auk: from Serial1/0
*Mar 1 01:32:43.203: OSPF: rcv. v:2 t:2 l:52 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:F1CD aut:0 auk: from Serial1/0
*Mar 1 01:32:43.283: OSPF: rcv. v:2 t:3 l:48 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:E9B6 aut:0 auk: from Serial1/0
*Mar 1 01:32:43.323: OSPF: rcv. v:2 t:2 l:32 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:8E45 aut:0 auk: from Serial1/0
R1#
*Mar 1 01:32:43.331: %OSPF-5-ADJCHG: Process 1, Nbr 2.2.2.2 on Serial1/0 from LOADING to FULL, Loading Done
R1#
R1#
*Mar 1 01:32:45.835: OSPF: rcv. v:2 t:5 l:64 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:4C15 aut:0 auk: from Serial1/0
R1#
*Mar 1 01:32:48.443: OSPF: rcv. v:2 t:4 l:88 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:DCB4 aut:0 auk: from Serial1/0
*Mar 1 01:32:48.899: OSPF: rcv. v:2 t:4 l:112 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:C6B8 aut:0 auk: from Serial1/0
R1#
*Mar 1 01:32:49.891: OSPF: rcv. v:2 t:5 l:64 rid:2.2.2.2
aid:0.0.0.0 chk:45FC aut:0 auk: from Serial1/0
8) OSPF Router-ID(라우터 아이디 : 식별자) <- Page 186
- OSPF는 보통 대규모 네트워크 환경에서 사용하기 때문에 라우터 개수가 많으므로,
라우터 구분을 쉽게하기 위해서 식별자(Router-ID)를 사용한다.
- Router-ID 선출 조건 : 인터페이스가 동작해야 하며, IP 주소가 설정되어 있어야 한다.
1. 물리적인 인터페이스만 있을 경우, IP 주소가 가장 높은 IP 주소로 선출된다.
Ex) R1 <- Router-ID : 213.45.178.98
Fa0/0 : 13.13.1.1/24
S1/0 : 13.13.12.1/24
Fa2/0 : 213.45.178.98/24
router ospf 1
2. Loopback 인터페이스가 있을 경우, Loopback IP 주소가 가장 높은 IP 주소로 선출된다.
Ex) R1 <- Router-ID : 1.1.1.1
Fa0/0 : 13.13.1.1/24
S1/0 : 13.13.12.1/24
Fa2/0 : 213.45.178.98/24
Lo 0 : 1.1.1.1/24
router ospf 1
3. 'router-id' 명령어를 이용하여 신뢰적인 수동 선출을 권장한다.
Ex) R1 <- Router-ID : 1.1.1.1
router ospf 1
router-id 1.1.1.1
9) DR/BDR 선출 <- Page 187 ~ 188
- 증가되는 LSA 광고패켓 양을 최소화하기 위해서 DR/BDR 선출이 필요하다.
- DR/BDR를 선출하지 않는 네트워크 환경 : WAN Point-to-Point, Point-to-Multipoint
(네트워크 환경에서 노드가 2개이상 증가되지 않는 환경)
- DR/BDR를 선출하는 네트워크 환경 : Broadcast 환경, NBMA 환경
(네트워크 환경에서 노드가 2개이상 증가되는 환경)
- DR/BDR 선출 과정
1. OSPF 우선순위(Priority, 기본값=1)가 가장 높은 라우터가 DR, 두번째가 BDR 선출
2. 우선 순위 동일시, OSPF Router-ID가 가장 높은 라우터가 DR, 두번째가 BDR 선출
3. DR/BDR이 아닌 나머지 라우터는 DROTHER라고 하며, DROTHER 라우터들은
DR/BDR하고만 네이버 관계를 성립한다.
8) OSPF 설정
- Process-ID : 라우터에 여러개의 OSPF 설정이 가능하도록 제공해주는 번호
모든 라우터가 동일할 필요는 없다.
Router(config)# router ospf [1~65535 Process-ID]
Router(config-router)# router-id [A.B.C.D IPv4 주소 형식]
Router(config-router)# network [로컬 네트워크][와일드카드 마스크][Area 주소]
R1(config)# router ospf 1
R1(config-router)# router-id 1.1.1.1
R1(config-router)# network x.x.1.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)# network x.x.12.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)# network 172.16.1.0 0.0.0.255 area 0
R2(config)# router ospf 1
R2(config-router)# router-id 2.2.2.2
R2(config-router)# network x.x.12.0 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)# network x.x.23.0 0.0.0.255 area 0
R3(config)# router ospf 1
R3(config-router)# router-id 3.3.3.3
R3(config-router)# network x.x.3.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)# network x.x.23.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)# network 172.16.3.0 0.0.0.255 area 0
- R1,R2,R3에서 'show ip ospf neighbor'를 이용하여 네이버 확인
- R1,R2,R3에서 'show ip route'를 실시하여 라우팅 테이블 확인
