OSPF 소개

OSPF 기본 경로 기본 설정 값

Junos OS 라우팅 프로토콜 프로세스는 라우팅 테이블이 수신하는 각 경로에 기본 선호 값을 할당합니다. 기본값은 경로 소스에 따라 다릅니다. 선호 값은 0에서 4,294,967,295(232 – 1)까지이며, 값이 낮을수록 선호되는 경로를 나타냅니다. 표 1 에는 최단 경로 우선(OSPF)의 기본 선호 값이 나와 있습니다.

OSPF 라우팅 알고리즘

최단 경로 우선(OSPF)은 다익스트라 알고리즘이라고도 하는 최단 경로 우선(SPF) 알고리즘을 사용하여 각 대상에 대한 경로를 결정합니다. 한 영역의 모든 라우팅 디바이스는 이 알고리즘을 병렬로 실행하여 결과를 개별 토폴로지 데이터베이스에 저장합니다. 여러 영역에 대한 인터페이스를 갖춘 라우팅 디바이스는 알고리즘의 여러 사본을 실행합니다. 이 섹션에서는 SPF 알고리즘의 작동 방식에 대한 간략한 개요를 제공합니다.

라우팅 디바이스가 시작되면 OSPF를 초기화하고 라우터 인터페이스가 작동한다는 하위 수준 프로토콜의 표시를 기다립니다. 그런 다음 라우팅 디바이스는 최단 경로 우선(OSPF) Hello 프로토콜을 사용하여 이웃에 Hello 패킷을 보내고 이웃의 Hello 패킷을 수신함으로써 이웃을 획득합니다.

브로드캐스트 또는 비브로드캐스트 멀티액세스 네트워크(두 개 이상의 라우팅 디바이스 연결을 지원하는 물리적 네트워크)에서 OSPF Hello 프로토콜은 네트워크에 대해 지정된 라우터를 선택합니다. 이 라우팅 디바이스는 네트워크를 설명하는 LSA(link-state advertisements )를 전송하는 역할을 담당합니다. 이를 통해 네트워크 트래픽의 양과 라우팅 디바이스의 토폴로지 데이터베이스 크기를 줄일 수 있습니다.

그런 다음 라우팅 디바이스는 새로 획득한 이웃 중 일부와 인접 성을 형성하려고 시도합니다. (다중 액세스 네트워크에서는 지정된 라우터 및 백업 지정 라우터만 다른 라우팅 디바이스와 인접성을 형성합니다.) 인접성은 라우팅 프로토콜 패킷의 배포를 결정합니다. 라우팅 프로토콜 패킷은 인접성에서만 전송 및 수신되며, 토폴로지 데이터베이스 업데이트는 인접성을 따라서만 전송됩니다. 인접성이 설정되면 인접 라우터 쌍이 토폴로지 데이터베이스를 동기화합니다.

라우팅 디바이스는 LSA 패킷을 전송하여 주기적으로 그리고 상태가 변경될 때 상태를 알립니다. 이러한 패킷에는 라우팅 디바이스의 인접성에 대한 정보가 포함되어 있어 비작동 라우팅 디바이스를 감지할 수 있습니다.

라우팅 디바이스는 신뢰할 수 있는 알고리즘을 사용하여 영역 전체의 LSA를 플러딩하여 해당 영역의 모든 라우팅 디바이스가 정확히 동일한 토폴로지 데이터베이스를 갖도록 보장합니다. 각 라우팅 디바이스는 토폴로지 데이터베이스의 정보를 사용하여 자신을 루트로 하는 최단 경로 트리를 계산합니다. 그런 다음 라우팅 디바이스는 이 트리를 사용하여 네트워크 트래픽을 라우팅합니다.

지금까지의 SPF 알고리즘에 대한 설명에서는 알고리즘이 단일 영역(영역 내 라우팅) 내에서 작동하는 방식을 설명했습니다. 내부 라우터가 영역 외부의 대상으로 라우팅할 수 있으려면(영역 간 라우팅) 영역 경계 라우터가 영역에 추가 라우팅 정보를 삽입해야 합니다. 영역 경계 라우터는 백본에 연결되어 있기 때문에 백본에 대한 완전한 토폴로지 데이터에 액세스할 수 있습니다. 영역 경계 라우터는 이 정보를 사용하여 해당 영역 외부의 모든 대상에 대한 경로를 계산한 다음 이러한 경로를 해당 영역의 내부 라우터에 보급합니다.

AS(Autonomous System) 경계 라우터는 스텁 영역을 제외한 AS 전체에서 외부 AS(Autonomous System)에 대한 정보를 플러딩합니다. 영역 경계 라우터는 모든 AS 경계 라우터에 경로를 보급할 책임이 있습니다.

OSPF 3방향 핸드셰이크

OSPF는 OSPF 지원 링크에서 LSA를 플러딩하여 토폴로지 맵을 생성합니다. LSA는 인접한 OSPF 인터페이스에 OSPF 지원 인터페이스의 존재를 알립니다. LSA의 교환은 그림 1과 같이 3방향 핸드셰이크를 사용하여 모든 인접한 OSPF 인터페이스(neighbor) 간에 양방향 연결을 설정합니다.

그림 1: OSPF 3방향 핸드셰이크

그림 1에서 라우터 A는 온라인 상태가 되면 모든 OSPF 지원 인터페이스에 Hello 패킷을 전송합니다. 라우터 B는 패킷을 수신하고, 라우터 B는 라우터 A로부터 트래픽을 수신할 수 있습니다. 라우터 B는 Hello 패킷의 수신을 승인하기 위해 라우터 A에 대한 응답을 생성합니다. 라우터 A가 응답을 수신하면 라우터 B가 라우터 A로부터 트래픽을 수신할 수 있도록 설정합니다. 그러면 라우터 A는 최종 응답 패킷을 생성하여 라우터 A가 라우터 B로부터 트래픽을 수신할 수 있음을 라우터 B에 알립니다. 이 3방향 핸드셰이크는 양방향 연결을 보장합니다.

새로운 이웃이 네트워크에 추가되거나 기존 이웃의 연결이 끊어지면 LSA의 교환(또는 부재)을 통해 토폴로지 맵의 인접성이 그에 따라 수정됩니다. 이러한 LSA는 네트워크의 점진적인 변경 사항만 보급하므로 네트워크에서 최단 경로 우선(OSPF) 트래픽의 양을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 인접성은 공유되며 토폴로지 데이터베이스에서 네트워크 토폴로지를 생성하는 데 사용됩니다.

OSPF 버전 3

OSPFv3는 IP 버전 6(IPv6) 주소 지정을 지원하는 OSPF의 수정된 버전입니다. OSPFv3는 다음과 같은 점에서 OSPFv2와 다릅니다.

• 모든 이웃 ID 정보는 32비트 라우터 ID를 기반으로 합니다.

• 프로토콜은 서브넷이 아닌 링크별로 실행됩니다.

• 라우터 및 네트워크 LSA(Link-State Advertisements)는 접두사 정보를 전달하지 않습니다.

• 두 가지 새로운 LSA 유형이 포함됩니다: link-LSA 및 intra-area-prefix-LSA.

• 플러딩 범위는 다음과 같습니다.

  • 링크-로컬

  • 지역

  • 만큼

• 링크-로컬 주소는 가상 링크를 제외한 모든 neighbor 교환에 사용됩니다.

• 인증이 제거됩니다. IPv6 인증 헤더는 IP 레이어에 의존합니다.

• 패킷 형식이 다음과 같이 변경되었습니다.

  • 버전 번호 2는 이제 버전 번호 3입니다.

  • db 옵션 필드가 24비트로 확장되었습니다.

  • 인증 정보가 삭제되었습니다.

  • Hello 메시지에는 주소 정보가 없습니다.

  • 두 개의 새로운 옵션 비트인 R 및 V6이 포함되어 있습니다.

• 유형 3 요약 LSA는 inter-area-prefix-LSAs로 이름이 변경되었습니다.

• 유형 4 요약 LSA는 inter-area-router-LSAs로 이름이 변경되었습니다.

OSPF 패킷 헤더

모든 OSPFv2 패킷에는 공통 24바이트 헤더가 있으며, OSPFv3 패킷에는 공통 16바이트 헤더가 있으며, 여기에는 OSPF가 패킷을 수락해야 하는지 여부를 결정하는 데 필요한 모든 정보가 들어 있습니다. 헤더는 다음 필드로 구성됩니다.

• Version number(버전 번호) - 현재 OSPF 버전 번호입니다. 2 또는 3이 될 수 있습니다.

• Type—최단 경로 우선(OSPF) 패킷의 유형입니다.

• Packet length—헤더를 포함한 패킷 길이(바이트).

• Router ID—패킷이 시작된 라우터의 IP 주소입니다.

• Area ID—패킷이 이동하는 영역의 식별자입니다. 각 OSPF 패킷은 단일 영역과 연결됩니다. 가상 링크를 통해 이동하는 패킷은 백본 영역 ID 0.0.0.0으로 레이블이 지정됩니다. .

• 체크섬(Checksum) - 플레처 체크섬(Fletcher checksum)

• Authentication(인증) - (OSPFv2만 해당) 인증 체계 및 인증 정보입니다.

• Instance ID—(OSPFv3만 해당) 링크에 여러 OSPFv3 영역이 구성되어 있을 때 사용되는 식별자입니다.

Hello 패킷

라우터는 이웃 관계를 설정하고 유지하기 위해 가상 링크를 포함한 모든 인터페이스에 주기적으로 Hello 패킷을 전송합니다. Hello 패킷은 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 기능이 있는 물리적 네트워크에서 멀티캐스트되며, 이를 통해 이웃 라우터를 동적으로 검색할 수 있습니다. (비브로드캐스트 네트워크에서는 동적 이웃 검색이 불가능하므로 예: 비브로드캐스트 멀티액세스 네트워크에서 OSPFv2 인터페이스 구성에 설명된 대로 모든 이웃을 정적으로 구성해야 합니다.)

Hello 패킷은 최단 경로 우선(OSPF) 헤더와 다음 필드로 구성됩니다.

• Network mask(네트워크 마스크) - (OSPFv2만 해당) 인터페이스와 연결된 네트워크 마스크입니다.

• Hello interval(Hello 간격) - 라우터가 Hello 패킷을 전송하는 빈도입니다. 공유 네트워크의 모든 라우터는 동일한 hello 간격을 사용해야 합니다.

• 옵션 - 라우터의 선택적 기능입니다.

• Router priority(라우터 우선 순위) - 지정된 라우터가 되기 위한 라우터의 우선 순위입니다.

• Router dead interval(라우터 데드 간격) - 라우터가 다운되었음을 선언하기 전에 라우터로부터 OSPF 패킷을 수신하지 않고 대기하는 시간입니다. 공유 네트워크의 모든 라우터는 동일한 라우터 데드 간격을 사용해야 합니다.

• Designated router(지정된 라우터) - 지정된 라우터의 IP 주소입니다.

• Backup designated router(백업 지정 라우터) - 백업 지정 라우터의 IP 주소입니다.

• Neighbor—라우터 dead interval로 지정된 시간 내에 유효한 hello 패킷이 수신된 라우터의 IP 주소입니다.

데이터베이스 설명 패킷

인접성을 초기화할 때 OSPF는 토폴로지 데이터베이스의 내용을 설명하는 데이터베이스 설명 패킷을 교환합니다. 이러한 패킷은 최단 경로 우선(OSPF) 헤더, 패킷 시퀀스 번호 및 링크 상태 광고의 헤더로 구성됩니다.

Link-State 요청 패킷

라우터가 토폴로지 데이터베이스의 일부가 오래된 것을 감지하면, link-state 요청 패킷을 이웃으로 전송하여 데이터베이스의 정확한 인스턴스를 요청합니다. 이러한 패킷은 최단 경로 우선(OSPF) 헤더와 라우터가 찾고 있는 데이터베이스 정보를 고유하게 식별하는 필드로 구성됩니다.

Link-State 업데이트 패킷

링크 상태 업데이트 패킷은 원본에서 한 홉 더 멀리 하나 이상의 링크 상태 보급을 전달합니다. 라우터는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 모드를 지원하는 물리적 네트워크에서 이러한 패킷을 멀티캐스트(플러딩)합니다. 라우터는 모든 link-state 업데이트 패킷을 승인하고, 재전송이 필요한 경우 재전송된 보급 유니캐스트를 전송합니다.

링크 상태 업데이트 패킷은 최단 경로 우선(OSPF) 헤더와 다음 필드로 구성됩니다.

• Number of advertisements—이 패킷에 포함된 link-state 광고의 개수입니다.

• Link-state advertisements—링크 상태 광고 자체입니다.

링크 상태 승인 패킷

라우터는 link-state 업데이트 패킷에 대한 응답으로 link-state 승인 패킷을 전송하여 업데이트 패킷이 성공적으로 수신되었는지 확인합니다. 단일 승인 패킷에는 여러 업데이트 패킷에 대한 응답이 포함될 수 있습니다.

링크 상태 승인 패킷은 최단 경로 우선(OSPF) 헤더와 링크 상태 광고 헤더로 구성됩니다.

Link-State 광고 패킷 유형

링크 상태 요청, 링크 상태 업데이트 및 링크 상태 승인 패킷은 링크 상태 광고 패킷을 안정적으로 플러딩하는 데 사용됩니다. 최단 경로 우선(OSPF)는 다음과 같은 유형의 link-state 광고를 전송합니다.

• 라우터 링크 알림 - 모든 라우터에서 전송되어 해당 영역에 대한 라우터 링크의 상태와 비용을 설명합니다. 이러한 link-state 광고는 단일 영역에만 플러딩됩니다.

• 네트워크 링크 알림 - 네트워크에 연결된 모든 라우터를 설명하기 위해 지정된 라우터에서 전송됩니다. 이러한 link-state 광고는 단일 영역에만 플러딩됩니다.

• 요약 링크 보급 - 다른 영역에서 알고 있는 경로를 설명하기 위해 지역 경계 라우터에서 보냅니다. 요약 링크 광고에는 두 가지 유형이 있는데, 하나는 대상이 IP 네트워크일 때 사용되는 광고이고, 다른 하나는 대상이 AS 경계 라우터일 때 사용되는 것입니다. 요약 링크 보급은 영역 간 경로, 즉 AS 내에 있지만 영역 외부에 있는 목적지에 대한 경로를 설명합니다. 이러한 link-state 광고는 광고의 관련 영역 전체에 플러딩됩니다.

• AS 외부 링크 보급—AS 경계 라우터가 알고 있는 외부 경로를 설명하기 위해 전송합니다. 이러한 link-state 보급은 AS 전체에 플러딩됩니다(스텁 영역 제외).

각 link-state 광고 유형은 OSPF 라우팅 도메인의 일부를 설명합니다. 모든 link-state 보급은 AS 전반에 걸쳐 플러딩됩니다.

각 link-state 광고 패킷은 공통된 20바이트 헤더로 시작합니다.