OSPF

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개요

OSPF(Open Shortest Path First) 라우팅 프로토콜은 인터넷의 AS 내부 라우팅에서 사용되는 알고리즘이다. 이때, OSPF의 “Open”은 해당 라우팅 프로토콜의 명세가 공개되어 있다는 뜻이다. OSPF 라우팅 프로토콜과 거의 비슷한 종류의 프로토콜을 IS-IS 라우팅 프로토콜이라고 한다.

특징

OSPF는 LS 라우팅 프로토콜이며, 각각의 라우터가 자신과 연결된 링크 정보를 브로드캐스트(flooding)하고, Dijkstra 알고리즘을 이용해 최단 경로 트리를 계산한다. 또한 OSPF에서는 각 라우터가 전체 AS의 토폴로지(topology) 지도(graph)를 구성한 후, 자신을 루트 노드로 하는 최단 경로 트리를 로컬에서 계산한다. 이때, 각 링크의 비용은 네트워크 관리자가 설정한다. 이를 통해 관리자는,:

• 모든 링크 비용을 1로 설정하여 홉(hop)의 수를 최소로 하는 라우팅을 하거나,
• 링크 용량에 역비례하는 링크 비용을 설정하여 낮은 링크 대역폭을 가지고 있는 링크의 사용을 억제할 수 있다.

즉, OSPF는 링크의 비용을 어떻게 설정할 지에 대한 정책을 강제하지 않으며, 단지 주어진 링크 비용에 대해 최소 비용을 계산할 수 있는 메커니즘을 제공할 뿐이다. OSPF에서는 라우터가 라우팅 정보를 AS 내의 모든 다른 라우터에게 브로드캐스트하며, 변화가 없어도 30분에 한 번 이상 주기적으로 정보를 브로드캐스트한다.

주요 기능

OSPF 라우팅 프로토콜은 Security 기능을 제공한다. 이를 위해 OSPF 라우터 사이의 정보 교환은 인증받은 라우터만 참여할 수 있다. 이를 통해 악의적인 침입자가 잘못된 라우팅 정보를 제공하여 프로토콜을 망치지 않도록 한다.

또한 OSPF 라우팅 프로토콜은 Multiple same-cost paths 기능을 제공하여, 목적지로 가는 경로가 여러 개 존재하고 비용이 동일할 경우, OSPF는 그 여러 경로를 모두 지원한다. 이를 통해 트래픽을 한 경로로만 보내는 것이 아니라 여러 경로로 분산 전송 가능하다.

Figure 1. Hierarchical OSPF

Figure 1. Hierarchical OSPF

또한, OSPF 라우팅 프로토콜은 단일 AS 내에서의 계층 구조(hierarchy)를 지원한다. OSPF AS는 여러 개의 영역으로 계층적으로 구성될 수 있으며, 각 영역은 자체적으로 OSPF 링크 상태 알고리즘을 실행하며, 각 영역 내의 라우터는 링크 상태 정보를 영역 내의 모든 라우터에 브로드캐스트 한다. 이때 각각의 영역에는 Area border 라우터가 존재하여 해당 영역 밖으로 나가는 패킷을 라우팅한다. 이 계층 구조는 크게, 단 하나만 존재하는 백본 영역(backbone area)과 해당 백본 영역을 통해서 다른 영역 혹은 외부의 AS로 트래픽을 보내는 각각의 영역으로 나뉘어진다. 이러한 구조는 figure 1에 잘 드러나 있다. 이에 따라, intra-AS 라우팅은 다음과 같은 순서로 이루어진다:

1. 패킷은 먼저 해당 영역 내부의 라우팅을 통해 각 영역 내에서 백본 영역을 연결하는 area border 라우터에 도달한다.
2. area border 라우터에 도달한 패킷은 백본 영역을 목적지 영역의 area border 라우터에 도달한다.
3. 해당 패킷은 목적지 영역 내부의 라우팅을 통해 최종 목적지에 도달한다.