8. Routing Protocol(OSPF)

  Link State 프로토콜 중 하나인 OSPF 에 대해 알아보겠습니다.

OSPF 는 표준 라우팅 프로토콜로서, SPF or Dijkstra 알고리즘으로 최적경로를 계산하게 되며, 멀티캐스트로 정보를 전달하게 됩니다. 대역폭이 빠를 수록 경로 선정이 됩니다.

OSPF에도 패킷들이 존재 하게 되는데 5개의 패킷이 있습니다.

1. Hello Packet : 이웃 관계 형성과 유지를 담당합니다.

2. DBD Packet : 요약된 LSA(OSPF의 네트워크 정보)를 알려줍니다.

3. LSR Packet : DBD Packet에 모르는 네트워크 존재시 정보를 요청할때 사용합니다.

4. LSU Packet : 네트워크 정보를 전송할때 쓰입니다.(LSR Packet 수신 및 네트워크 변경시)

5. LSAck Packet : DBD, LSR, LSU Packet 을 정상적으로 수신하였을때 이에대한 응답입니다.

OSPF는 인접라우터에 Hello Packet 을 전송해 adjancent Neighbor 를 맺게 됩니다. 이렇게 맺어진 관계에서 LSA(OSPF의 네트워크 정보)를 주고 받게 되고, 받은 LSA는 Link State DB에 저장하게 됩니다. 그 후에 알고리즘을 이용해 최적경로를 계산하여 라우팅 테이블을 갱신하게 됩니다. 이렇게 라우팅테이블에 올라가고 나서도 Hello Packet을 주기적으로 주고받게 되고, 네트워크 변경 혹은 상태 이상시 다시 정보를 주고받게 됩니다.

 OSPF 의 상태에 대해 알아보겠습니다.

 *Down 상태 : 인접 라우터에 Hello Packet을 전송하고 상대방으로부터 Hello Packet을 받지않은 상태 

 *Init 상태 : Router2의 상태로서 Router1으로부터 Hello Packet을 받았지만 Router1이 아직  Router2가 보낸 Hello Packet을 받지 못한상태

 

 *Two-way 상태 : 쌍방향 통신이 이루어진 상태입니다. 

 *Exstart 상태 : adjacent Neighbor 가 되는 단계로서, Router ID(IP주소로 보면 되는데 보통 Loopback 주소를 사용)로 Master와 Slave 라우터를 선정하게 됩니다. Loopback 주소가 높을 수록 Master

 *Exchange 상태 : DBD Packet(LSA의 헤더)을 전송하는 상태입니다. DBD Packet 을 주고받고, 모르는 정보가 있으면 이를 Link State Request List 에 기록하여 정보요청 준비를 하게 되고, 모르는 정보가 존재하지 않으면 Full 상태가 됩니다.

 *Loading 상태 : DBD Packet을 주고받고 나서, 해당 정보가 없을경우, LSR Packet 을 보내 정보를 요청합니다. LSR을 받은 라우터는 해당정보를 LSU Packet 으로 전달합니다.

 *Full 상태 : 라우팅 정보교환이 끝난상태입니다. 이후로는 hello packet을 주기적으로 주고 받습니다.

라우터끼리 서로 연결이 다 되어 있는 경우, 중복된 정보를 전달하여 효율이 떨어지는 경우가 있습니다. 이를 방지하기 위하여 DR/BDR 을 선출하게 되는데 DR은 중계역할을 하는 라우터를 말하게 됩니다. 이를 통해 서로 중복된 정보를 반복 교환하지 않고 DR을 거쳐 교환하게 됩니다. BDR의 경우는 DR의 백업용으로서 DR에 문제가 생겨도 대처가 가능하도록 하는것 입니다. 

 이러한 DR, BDR은 Broadcast 와 Non Broadcast 네트워크에서 사용합니다.

DR의 선출은 OSPF priority를 기준으로 정하며, 이가 동일하면 Router ID 로 정하게 됩니다. 한번 정한 DR, BDR 은 명령어 사용 및 재부팅을 하지 않는이상 바뀌지 않으며 DR이 먹통일 경우, BDR이 DR 이 되어 BDR을 다시 정하게 됩니다.

  OSPF 는 Area 를 나누게 되는데 이를 통해 효율적이고 거대한 네트워크 운용이 가능하게 됩니다.

 2개이상의 Area가 존재하게 되면 Area0(=backbone area)가 생기는데 Area0에 물리적으로 다른 Area가 연결되 있어야 합니다. 

만약 Area 2 가 OSPF 가 아닌 다른 프로토콜 이라면 Router3의 ABR은 ASBR 이 됩니다.

*backbone router : backbone area 에 있는 라우터

*ABR : Area 경계 router

*internal router : 하나의 Area 내부에 있는 라우터

*ASBR : OSPF와 다른 라우팅 프로토콜의 경계 router