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니케이 네트워크_2025/08

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Nikkei Network_25.8

경로 ‘트리’에서 최적 경로 선택, 5가지 타입을 구분해 사용하며 정보 교환
Day 2, OSPF의 기초

Day 2에는 SPF의 기초에 대해 설명한다. OSPF로 경로를 제어하는 대략적인 흐름이나 주고 받는 정보의 내용을 살펴본다.

-- 회선의 대역폭으로 경로를 판단 --
우선 OSPF에서 경로를 선택하는 흐름을 간단한 예를 들어 확인해보자. 송신원의 PC에서 수신처의 서버에 패킷을 보낼 때, 패킷을 받은 라우터 A가 2개의 경로 정보를 가지고 있다고 하자. 하나는 '루터 B→C→E'를 지나는 경로, 다른 하나는 '루터 D→E'를 지나는 경로이다. 전자의 경로는 대역폭이 1Gbps(bit per second, 비트/초), 후자의 경로 대역폭은 100Mbps이다.

OSPF에서는 일반적으로 회선의 대역폭 정보를 통해서 비용을 계산해 Day1에서 언급한 메트릭을 도출한다. 기준이 되는 대역폭을 1Gbps로 설정할 경우, 라우터 B 경유는 A-B 간, B-C간, C-E 간 모두 코스트가 1로, 합계 3이 메트릭이 된다.

한편, 라우터 D 경유는 A-D 간, D-E 간 모두 코스트가 10이기 때문에 메트릭은 20. 이 경우, 라우터 B를 통과하는 경로를 논리적으로 가깝다고 평가하고 라우팅 테이블에 반영한다.

-- 트리를 만들어 최단 경로 도출 --
OSPF에서 라우팅 테이블에 경로 정보를 올리는 흐름을 자세히 살펴보자. OSPF를 유효화한 라우터 간에 링크 스테이트라고 불리는 정보를 교환한다. 이것은 라우터 간의 접속 상태를 전하는 정보이다. 이러한 구조를 통해 OSPF는 ‘링크 스테이트형’ 라우팅 프로토콜로 분류된다.

이 링크 스테이트를 주고 받기 위한 패킷을 LSA(Link State Advertisement)라고 부른다. 각 라우터는 LSA 교환을 통해서 모은 링크 스테이트를 기반으로 LSDB(Link State Database)를 만들어 라우터의 접속 정보나 라우터 간의 대역폭 등의 정보를 등록한다.

그 다음, 각 라우터는 자신을 기점으로 한 경로 트리를 작성한다. 이 트리는 SPT(Shortest Path Tree)라고 불리며, Shortest Path라는 이름에서 알 수 있듯이 OSPF의 근간을 이루는 구조이다. 구체적으로는 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘으로 자신이 파악하는 라우터까지의 경로 코스트를 계산하여 최단 경로를 구해 라우팅 테이블에 반영한다.

-- OSPF 패킷으로 상태를 알려줘 --
지금까지 설명한 대로 LSA는 라우팅 테이블 갱신에 중요한 역할을 한다. 이 LSA를 송수신하기 위한 패킷을 ‘OSPF 패킷’이라고 부른다.

OSPF 패킷은 IP 패킷으로 직접 캡슐화한다. OSPF 자체가 신뢰성을 확보하는 구조를 갖추고 있어 TCP(Transmission Control Protocol)의 재송 제어 기능 등을 필요로 하지 않기 때문이다.

OSPF 패킷은 OSPF 헤더와 OSPF 데이터로 구성되어 있다. OSPF 헤더에는 OSPF ‘버전’을 입력하거나 타입란에서 패킷의 용도를 지정한다. 이 외에도 송신원 라우터를 식별하기 위한 ‘루터 ID’, 라우터가 소속되어 있는 AS를 나타내는 ‘에리어 ID’, 에러 체크용인 ‘체크섬’ 등의 항목이 있다. 라우터 간에 OSPF 패킷을 주고 받을 때의 인증 유무를 나타내는 항목도 있다.

-- 다섯 가지 역할 있어 --
타입란에 지정되어 있는 5 개의 패킷 타입도 살펴보자. 타입 1인 ‘Hello’는 링크 스테이트를 교환하는 상대인 인접한 라우터를 찾을 때 등에 사용된다. LSA를 주고받기 전에 Hello를 보내 쌍방향으로 통신할 수 있는 상대를 특정. 라우터 간에 LSA를 효율적으로 교환할 수 있는 상태가 된 후 접속을 유지하고 있는지 여부를 확인할 때도 Hello가 사용된다.

타입 2인 ‘Database Description(DD)’에서 라우터는 자신의 LSDB의 내용을 인접한 라우터와 주고 받는다. 타입 3 인 ‘Link State Request(LSR)’는 DD를 통해 알게 된 자신에게 부족한 LSA를 DD 송신원인 라우터에 요구할 때 사용된다.

타입 4는 ‘Link State Update (LSU)’. 인접 관계에 있는 라우터로부터 경로 정보를 요구 받고 이에 응할 때 지정한다. 타입 5 인 ‘Link State Acknowledgement(LSAck)’는 LSU의 수신을 송신원에 응답할 때 필요한 타입이다.

마지막으로 규격에 대해 설명한다. OSPF는 RFC（Request for Comments） 1131로 1989년에 처음 표준화되었다. 현재 IPv4 용 OSPFv2, IPv6 용 OSPFv3가 주로 사용되고 있다.

-- 끝 –

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<OSPF와 BGP의 기초를 다진다>
2대 라우팅 프로토콜 여름 집중 강좌
<Day1. 라우팅의 기초>
'라우팅 테이블'을 보고 패킷을 전송, 라우터 간 경로 정보를 교환
<Day2. OSPF의 기초>
경로 '트리'에서 최적의 경로 선택, 5가지 유형을 구분하여 정보 교환
<Day3. OSPF의 심화>
2가지 구조로 정보 교환 줄여, '대표'를 정하거나 구역별로 나눠
<Day4. BGP의 기초>
AS 수 등의 '속성'으로 경로를 선택, TCP로 경로 정보 교환
<Day5. BGP의 심화>
3종류의 테이블로 경로 선정 및 송신, AS 간 뿐만 아니라 AS 내에서도 사용
뉴스로 이해
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MaaS로 인한 피해 확대
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PR TIMES에 부정 액세스
<NEWS close-up 3>
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