Routing Protocol ê³¼ OSPF

Document Sample
Routing Protocol ê³¼ OSPF Powered By Docstoc
					Routing Protocol 과 OSPF
                            차례
   Router
   Routing Protocol
   Routing Protocol의 분류
   RIP
   OSPF
   IGRP,EIGRP
   OSPF 기본 개념 및 특징
   OSPF LSA, LSDB
   STP, Flooding
   OSPF 예제
   Router LSA, Network LSA, Summary LSA




                              -2-
                                Router ?
 Router
    전용회선을 통해 LAN에 접속된 여러 시스템(PC, Workstation, Host등)들이 동시
     에 인터넷을 사용할 수 있도록 하는
    2개 이상의 네트워크를 접속할 때에 사용하고, 상호간의 데이타를 중계
    라우팅 정보를 참조하여 경로를 결정해서 적당한 곳으로 packet을 보내주는 역할
     을함
    Bridge는 DataLink 계층에서 작동하면서 필요없는 packet을 버리고 가지만
     network 계층의 Router는 필요한 packet만을 최적의 코스를 선정하여 통과
    설정된 데이타를 이용해 경로를 찾는 정적인 방법과 RIP(Routing Information
     Protocol), OSPF(Open Shortest Path First)등을 이용하여 경로를 찾는 동적인 방법


 OSPF (Open Shortest Path First) Algorithm
    복잡하고 거대해지는 네트워크에 적합
    Least-Cost Routing, MultiPath Routing, Load balancing
    Link-State Algorithm, Hierarchical IGP Routing Protocol




                                       -3-
                     Routing Protocol
 Routing Protocol
    Routing
       패킷을 목적지에 전달하기 위해서 경로정보를 어느 노드에 전달 하는가를
        각 노드가 판단할 수 있게 하고 그정보에 따라서 패킷을 전달하게 하는 기능
    Router
      패킷을 목적지까지 전달하기 위해서 인접한 router 사이에서 경로정보를
        주고 받음
    Routing Protocol
        경로정보를 작성하고 제어하는 protocol
          • 패킷 스위칭 시스템에서 Routing 은 패킷들을 전송하기 위해서 최적의 경로를
            선택하는 과정
    AS(Autonomous System)
      Routing을 위해서 자율적으로 관리 할 수 있는 네트워크 그룹과 gateway
      AS는 내부 라우팅 구성을 자유롭게 할 수 있고, 모든 AS의 네트워크 정보를
        수집하고 다른 AS의 네트워크 정보를 통과 시킬 하나 이상의 gateway를 지
        정해야 함




                            -4-
                    Routing
 Routing의 기본 개념

                                인터페이스 A
                   라우팅 테이블       157.2.0.0
     IP Packet

                                인터페이스 B
                                 199.1.1.10


                                인터페이스 C
                     판단          120.0.0.1




   Packet 수신시, 수신지 주소와 송신지 주소가 다른 네트워크에 있음을 확인
   라우팅 테이블을 검색하여 패킷을 전달할 네트웍 주소 결정
   해당 회선으로 전송




                          -5-
                           Routing
 Routing Algorithm의 필요조건
    최적성 : 최적의 Routing을 위해 Metrics와 Metrics의 가중치를 계산
    단순성 : 한정된 환경(Memory, CPU등)에서 기능적인 효과 요구
    안정성 : 예측 불가능한 환경(High Load, H/W fault 등)에서 정확하고 안정된 동작
     보장
    유연성 : 네트워크의 변화(Router Down,Up등)에 신속히 대응


 Metrics – 최적의 Routing을 결정하기 위한 요소
    Path Length : 각 네트워크에 cost 를 부여하고 source와 destination까지의 cost
     총합
    Reliability : 네트워크 연결상태의 신용도(bit error등)
    Delay : 한 패킷이 source에서 destination까지 가는데 걸리는 시간
    Bandwidth : 연결된 네트워크구간에서 사용 가능한 traffic 양
    Load : 네트웍 자원의 Busy 여부(CPU utilization, 초당 패킷 처리율 등)




                                -6-
                            Routing
 Routing Algorithm
    Routing Table 관리 방법에 따른 구분
    Router 구성방법에 따른 구분
    Routing 범위에 따른 구분


 Routing Table 관리 방법에 따른 구분
    Static Routing
        관리자가 직접 Static Routing Table Mapping을 설정
        네트웍 설계가 간단하고 네트웍Traffic 예측이 쉬운 환경에 적절
        네트웍 상황 변화시 관리자의 직접 변경 필요
    Dynamic Routing
       네트웍 환경 변화정보를 능동적으로 분석
       네트웍 상황 변화시 Routing Table의 자동 변화
       RIP, OSPF 등
    Default Routing
       패킷 수신시 Routing Table의 Static, Dynamic Routing과 비교하여 해당되는 경로가 없
         을 경우 패킷을 송신할 기본 경로



                                 -7-
                          Routing
 Routing 구성 방법에 따른 구분
   Flat Routing System
      연결되어 있는 모든 Router들이 동등한 위치에서 서로 정보를 교환하는 구
       조
      RIP, IGRP등


   Hierarchical Routing System
       Backbone Router와 Non Backbone Router를 두어 Backbone Router를
       통해 목적지에 도달하는 구조
      Node들을 논리적인 그룹으로 묶어 Domain에서 Domain으로 통신시
       Domain의 경계를 이루는 Backbone Router를 통하여 통신
      OSPF 등




  


                                  -8-
                            Routing
 Routing 범위에 따른 분류




   IGP (Interior Gateway Protocol)
      같은 그룹내에서 경로 정보를 교환하여 통신을 하는 라우팅 프로토콜
      RIP, OSPF, IGRP…
   EGP(Exterior Gateway Protocol)
      네트웍이 다른 그룹 사이에서 경로 정보를 교환하여 통신을 하는 프로토
       콜
      ERP



                                  -9-
                             Routing

 Topology 정보 교환 방법에 의한 분류
   Distance Vector Algorithm
       Hopping Account를 가지고 수시로 topology 정보를 교환
       topology 정보 교환시 Routing Table의 전체 내용을 네트웍상의 모든 라우터
       로 전송하므로 Convergence Time 및 네트웍 OverHead 증가
       각 링크에 대한 방향(Vector)와 거리(Distance)를 결정
       RIP 등


   Link-State Algorithm
      Hopping Account, Cost, Line Speed, Transmission Delay, 네트웍 Topology
       등 다양한 변수를 고려한 Routing Table 작성
      변화된 정보에 관련한 라우터에만 패킷을 전달하므로 전체적 네트웍
       Performance 증가
      복잡하고 정교한 네트웍 제어 가능
      OSPF 등



                                  - 10 -
                              RIP

 RIP (Routing Information Protocol)
   특징
       버클리 대학에서 개발
       Interior Routing Protocol
       Distance Vector Algorithm 사용
       Metric : Hop Count 사용 (최대 15)
       배포 주기 : 30초마다 (UDP 520 Port Broadcast)
           • 180초 동안 Update가 되지않으면 --> Network Unreachable 상태
           • 300초 동안 Update가 되지않으면 --> 라우팅 엔트리 삭제
    RIP Version 2
       Authentication 기능
       라우팅 도메인 :서로 다른 라우팅 도메인 사이에는 라우팅 정보교환하지 않
        음
       Route Tag : AS간 Policy 라우팅 제어에 사용
       Subnet Mask 사용가능



                               - 11 -
                         RIP
 RIP 의 단점
   Hop 수가 16으로 제한 :대규모 네트워킹 적용이 어려움

   네트웍의 고장 또는 변화가 일어난 이후에 이 사실이 전체 네트웍에 전
    달되어 안정화되는데 까지 많은 시간이 소요
     해결방안 : Spilt Horizon, Hold Down, Poison Reverse
        • Spilt Horizon : 정보가 입력된 곳으로는 재전송하지 않음
        • Hold Down : 어떠한 경로가 장애가 발생하였을 경우 테이블에서 그 경
          로를 제거하기 전에 일정한 시간 동안 그 목적지로 가는 다른 어떤 경로
          도 존재하지 않을 경우에 대해 제거
        • Poison Reverse : 고장나는 경우 즉시 해당 경로의 Hop을 16으로 정정
          후 여러 차례 전송




                         - 12 -
                                                        RIP
 RIP의 동작

    128.1.0.0                          128.2.0.0                                   128.3.0.0                                   128.4.0.0

                      Router A                                 Router B                                   Router C

        128.1.0.10   Port 1                     128.2.0.20                                  128.3.0.20
                                                             Port 1                                      Port 1



                                   128.2.0.10                                  128.3.0.10                                  128.4.0.10
                          Port 2                                      Port 2                                      Port 2




        라우터 A 의 라우팅 테이블                          라우터 B 의 라우팅 테이블                            라우터 C 의 라우팅 테이블

         네트웍             다음 HOP        HOP        네트웍            다음 HOP             HOP      네트웍             다음 HOP            HOP
          번호              라우터          수           번호             라우터               수         번호              라우터              수
        128.1.0.0       Port 1         0         128.1.0.0      128.2.0.10          1       128.1.0.0       128.3.0.10         2
        128.2.0.0       Port 2         0         128.2.0.0      Port 1              0       128.2.0.0       128.3.0.10         1
        128.3.0.0       128.2.0.20     1         128.3.0.0      Port 2              0       128.3.0.0       Port 1             0
        128.4.0.0       128.2.0.20     2         128.4.0.0      128.3.0.20          1       128.4.0.0       Port 2             0



                                                             - 13 -
                               OSPF
 OSPF
   Open Shortest Path First
   특징
      Link State Algorithm 사용
      네트워크의 계층 구조화
          • 네트워크 전체를 Area부분으로 분할하고 그 Area사이를 backbone 이
            라는 네트워크로 접속하는 2 계층의 구조
       SubNet사용 가능
          • VLSM(Variable Length Subnet Mask)의 구성 가능
       Authentication 기능 지원
       Metric : 인터페이스의 Cost라는 형태로 관리




                                - 14 -
                                       OSPF
 OSPF Network 구성
                                                                      다른 라우팅
                 백 본                                                   도메인

                 라우터 1                                라우터 3
                              라우터 4   라우터 2




                                              라우터 7


         라우터 5              라우터 6
                                         라우터 8
                                                       Area 3

                   Area 1              Area 2

백본 라우터(Backbone Router)                  : 라우터 1, 라우터 2, 라우터 3, 라우터 4
Area 경계라우터(Area Border Router)           : 라우터 1, 라우터 2, 라우터 3
내부 라우터(Internal Router)                  : 라우터 4, 라우터 5, 라우터 6, 라우터 7, 라우터 8
AS 경계라우터 (AS Border Router)                       : 라우터 3



                                          - 15 -
                      RIP 와 OSPF
 RIP 와 OSPF의 비교

                            RIP                   OSPF
  È ° Á ¸ ±È ¹ ¹
  ¯ æ ¤ º ³ ¯ æý      Distance Vector           Link State
       Metrics          Hop Count           ´ ¿ ÆÀ ± Ã ·
                                            ë ª ø » â ÊÎ     è ê
                                                             ° »
    ¤ ¸ è ÷ Öâ
    Áº ¹ Æ Á±                Ê
                           30Ã                     ¯ ­ Ã ß ý
                                            Networkº È ½ ¹ »
   Convergence Time        Slow                   Fast
        VLSM                ¸
                       Ver.2¸     ° ´
                                  ¡ É             ¡ É
                                                  ° ´
      Overh                ¿ ¼
                           ì ö                    ¸ ë
                                                  º Å
       Memory         Ûº ë ® Êä
                      ÀÀ ¿ · Ç¿               ¹ º ë ® Êä
                                              ¸ À ¿ · Ç¿




                                   - 16 -
                        IGRP
 IGRP
   Interior Gateway Routing Protocol
   Distance Vector Algorithm
   Cisco에서 개발한 Protocol
   독립적 네트워크 내에서만 사용하기 위해
   RIP과 유사하게 Hop수를 기준으로 한 정보를 전송
   라우팅 경로의 결정
       회선의 전송 능력, 전송 지연 시간, 회선의 사용율, 신뢰성(에러율),
        MTU를 바탕으로 결정
   복수의 경로 상에서의 로드 밸런싱(Load Balancing) 기능을 지원
      IGP
         •   최적의 경로를 만들어 내는 것과 변화에 대한 빠른 반응에 중점
     EGP
         • 네트웍의 안정과 관리 제어가 필요한 곳에서 사용



                         - 17 -
                           IGRP
 IGRP 특징
   네트웍의 규모가 크고 복잡하더라도 안정적 동작
     Holddown, Triggered update, Split horizon, Poisoning 사용
         •  Holddown과 triggered update
             – 잘못된 routing 방지, 다양한 종류의 네트웍 문제에는 불안전
         • Split horizon과 poisoning
             – 라우팅 루프를 방지 가능
   네트웍 위상의 변화에 대해 빠르게 반응
   라우팅 테이블의 갱신을 위해 꼭 필요한 정보의 변화만을 사용
      회선에 대한 오버헤드 감소




                             - 18 -
                       EIGRP
 EIGRP
   Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
   IGRP와 같은 Distance vector 사용
   전파 특성과 운영 효율을 통해 더욱 향상시킨 프로토콜
   Dual 기법을 사용, 다른 routing protocol에 비해 routing 전파 속도 우
    수
   네트웍 계층 프로토콜에 독립적 확장 가능




                         - 19 -
                           OSPF Basic
 Link-State Algorithm
    Domain내의 network topology 정보가 DB형식으로 각각의 router에 중복
     저장
    각 router는 topology DB를 이용해 shorted path 알고리즘등을 이용해
     best path 결정
    Router는 local 정보를 routing protocol을 이용해 교환 및 동기화


 OSPF
    Link-State Algorithm
    Routing metrics : link cost




                                   - 20 -
                        OSPF 특징
 OSPF
   IP Standard Routing Protocol (RFC1131, 2328)
   IGP
   Link-state
   Metric: Bandwidth, Delay, Throughput
   Partial Update
   Singlepath Routing
   Classless Routing (VLSM)
   Hierarchical Routing(Area)
   Does not need AS Number
   Allows for routing authentication
   Distance: 110(cisco specific)




                                - 21 -
                       OSPF
 OSPF에서의 라우터 종류
   Backbone Router :
     Backbone Network에 접속한 모든 라우터


   Internal Router
      지명 라우터 (Designated Router)
         • Hello Protocol에 의해 자동적으로 결정
         • 다중 접속(Multi-Access)된 다른 라우터와 인접관계 형성
         • 지명 라우터를 통해서만 정보 교환이 이루어 짐
       백업 지명 라우터 (Backup Designated Router)
         • Hello Protocol에 의해 자동적으로 결정
         • 지명 라우터가 다운된 경우 지명 라우터 역할 담당




                         - 22 -
                                   OSPF
 Area 경계 라우터
   Area의 네트워크 정보를 백본으로, 백본으로부터 다른 에리어의 네
     트워크 정보를 Summary Link-state로서 에리어 내에 송출

 AS 경계 라우터
  OSPF 라우팅 도메인과 다른 라우팅 프로토콜을 사용한 네트워크
   와의 접속점
  다른 라우팅 정보와 OSPF정보의 교환 (Redistribute)

                Area1            Backbone Area0           Area2




     internal           area                      backbone
     router             border                    router
                        router                    AS boundary
                        (ABR)                     router (ASBR)

                                      - 23 -
                 Backbone과 Virtual Link
 Backbone 과 Virtual Link
    Backbone center of communication
    Virtual link provide path to backbone
    Avoid configuring virtual link if possible



                Area 1              Area 0

                                                  Area 2


       Area 3




                                     - 24 -
                        OSPF Basic
 LSA (Link State Advertisements)
    Local link의topology, state를 기술하고 다른 router들과 교환하는 정보
    각 router의 link state가 변화될 때마다 전달됨
                                    LSA Age : flooding시 1증가
                                       LS Type
                                        1 : Router LSA
                                        2 : Network LSA
                                        3: Network-Summary LSA
                                        4: ASBR-Summary LSA
                                        5: AS-external LSA
                                        6: Group-Membership LSA
                                        7: NSSA
                                        8: External-Attribute LSA
                  LSA




                               - 25 -
                        LSA packet Type
 LSA type1: router LSA
    generated by routers. only flooded in a area
 LSA type2: network LSA
    generated by designated routers. describe the set of router attached to a
     particular network. only flooded in a area
 LSA type3 & type4: summary LSA
    generated by ABR. type3 describes routes to networks. type4 describes routes
     to ASBR
 LSA type5: autonomous system external LSA
    orginated by ASBR


                                                external
                           network

         router                         ABR                ASBR
                                      summary


                                                           external
                                       - 26 -                AS
                      OSPF Network Type
 Network Type
    Point to Point


    Broadcast


    Non Broadcast Multi Access(NBMA)
                                                   X.25
                                                Frame Relay

 Designated Router/ Backup DR
    Broadcast network 에서 Hello packet의 교환에
    의해 DR/BDR 선출                           DR            BDR
    Domain내 router들은 DR/BDR과 연결이
     되어 있음



                               - 27 -
                  OSPF의 장,단점
 장점
   Internet 표준
   거의 모든 router들이 OSPF 지원
   대규모 networks 에 적당
   best path를 선택할 수 있음
   빠른 convergence time
      distance vector routing
   No routing loops
   routing 정보 update를 위해 multicast address을 사용


 단점
   Protocol 이해 및 적용이 쉽지 않음
   Needs a lot of resources
     computing power and memory


                            - 28 -
                 OSPF 예제
 example




            예제




                 10.1.1.1의 Router LSA


                        - 29 -
                        Link State DB
 Link-State Database
    인접 router로 부터의 LAS를 모아 놓은 것
    동일 domain내의 router는 동일 LS DB를 가짐




 OSPF Packet
    Hello packet
    LS DB를 동기화 하기 위해
      Database Description packet
      Link state Request packet
      Link state Update packet
      Link state Acknowledge packet




                                  - 30 -
                  OSPF Hello packet
 OSPF Hello packet
    Router 의 모든 interface에 대해 주기적으로 hello packet broadcast
    hello packet에 의해 인접 라우터를 발견하고 인접 관계를 유지
    OSPF extension, Hello Interval, Router Dead Interval을 nego.




                               - 31 -
                Link State Database
 Link State Database 동기화
    Data Exchange
       database header만을 먼저 교환, 그 중 최신 정보만을
        request/update함

  1. Hello packet의 교환에 의한 2-way communication
  2. Exstart state
  3. Exchange state
  4. Loading state
  5. Full state




                              - 32 -
Link State Database




        - 33 -
                OSPF Flooding
 Flooding
    초기 database exchange 가완료된 후 일정시간이 지난후 자신의 생성한
     LSA에 변경사항이 발생할 경우 해당 LSA를 update하기 위한 전달 과정
    주기적인 retransmission 을 통해 신뢰성 보장
       Update acknowledge packet을 받을 때까지




                       - 34 -
                  Routing Calculation
 Routing calculation
    Dijkstra, Shortest Path Tree 이용




                                 - 35 -
        Network LSA & Summary LSA
 Network LSA
    Network domain내의 DR이 생성하여 각 router에게 분배
 Summary LSA
    ABR : Area 내부의 정보를 종합하여 외부에 summary LSA를 이용하여
     다른 Area에게 routing 정보 제공

                  Network LSA




                                    Summary LSA

                           - 36 -

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:126
posted:7/20/2010
language:Korean
pages:36