Link State Protocol 정리

Link State Protocol
링크 상태(Interface 정보 --> 대역폭, 지연, 신뢰도 등)를 기반으로 최적의 경로를 찾는 알고리즘(프로토콜)

 

SPF Algorithm(Shortest Path Algorithm)

최소 비용 기준 알고리즘.

Link State Database를 사용하여 목적지까지의 가능한 여러 경로중 강 링크 비용 합에 기반하여 최소의 경로 비용을 계산하는 알고리즘

• 특징
  전체 네트워크에 대한 토폴로지와 관련된 모든 정보로써의, LSDB(Link State Database)를 가짐.
  
  
• 토폴로지 : 네트워크의 구성 형태/형상
  • 통신 노드의 외형적인 연결 모양
  • 통신망을 구성하기 위한 물리적 결선 방식
  • 다수의 디바이스 통신 링크로 상호 연결되어잇는 방식, 형태, 모양을 의미
  • 종류 : Mesh Tree Ring Star Bus 등

 

LSA(Link State Advertisement)

Router는 자신의 Link 상태 정보를 LSA로 만들어 동일한 Area에 있는 모든 장비에게 Flooding하여 LSDB를 만든다.

• 구성요소 
  1. 라우터 ID 
     LSA를 생성한 고유 식별자
  2. 링크 상태 
     라우터가 연결된 링크의 상태. Ex) Up/Down
  3. 비용(Cost) 
     해당 링크를 통해 데이터를 전송하는데 필요한 비용이나 메트릭
  4. 네트워크 주소
     연결된 서브넷이나 네트워크의 주소
  5. TTL
     LSA의 생존시간을 나타내며 이 값이 만료될 경우 LSA는 무효화 된다.
• 동작과정
  1. LSA생성
     라우터는 자신의 링크 상태 정보를 기준으로 LSA를 생성
  2. 전송
     이웃 라우터에게 LSA 전송.
     Flooding을 통해 모든 라우터에게 전달됨.
  3. LSBA Update
     각 라우터는 수신한 LSA를 바탕으로 Link State Database(LSDB)를 업데이트 
  4. 최단 경로 계산
     LSDB를 기반으로 Dijkstra 알고리즘을 사용하여 경로를 계산
• LSA 유형
  1. Router LSA(Type 1 )
     목적 : 각 라우터의 연결 상태를 나타냄
     내용 : 라우터 ID, 연결된 라인 링크 상태, 비용
  2. Network LSA(Type 2)
     목적 : 특정 Broadcast 네트워크에 연결된 라우터에 대한 정보 제공
     내용 : 해당 네트워크와 연결된 라우터의 리스트와 네트워크 주소
  3. Summary LSA(Type 3, 4)
     목적 : OSPF 영역간의 경로 정보를 요약하여 전달
     Type 3 : 다른 영역의 네트워크 정보를 포함
     Type 4 : ASBR(Autonomus System Boundary Router)라우터의 라우터 ID 정보를 제공
  4. AS External LSA(Type 5)
     목적 : 외부 네트워크(재분배된 네트워크)에 대한 경로 정보를 전달.
     내용 : 외부 네트워크의 주소와 비용
  5. NSSA(Not-So-Stuby Area, Type7)
     목적 : NSSA 내의 ASBR에서 생성. 이 LSA는 외부 네트워크에 대한 정보를 포함하며 해당 정보를 NSSA 내의 다른 라우터에게 전달. 
     내용 : 외부 네트워에 대한 정보를 요약하여 제공. NSSA에서만 사용되며 이를 다른 영역으로 전파하기 위하여 Type 5 LSA로 변환. 
     stub : 외부에서 들어오는 정보를 차단. --> 해당 AREA안에 ASBR을 넣을 수 없음

• LSDB(Link State Database)
  각 OSPF Area 내 모든 라우터가 동일하게 구축/유지하게 되는 전체 망 정보.
  방향 그래프 형태로 저장된다. 
  
  1. 항목
     • 라우터 인터페이스에 연결되는 상태에 대한 정보들로써 해당 링크의 코스트 정보(회선 상태 정보). 
       100MB 이상 : 1
       Serial(1544) : 64
     • 항목별 정보 전달 수단은 LSA 패킷 단위로 전달.
  2. 특징
     • LSDB 구축 및 전체 맵 이해
       인접 라우터간 주고바는 LSA 패킷들로부터 만들어지며 이로부터 네트워크 전체 맵(Network Map)을 각 라우터들이 이해하게 됨.
     • LSDB 포함 정보 및 활용
     • 전체 라우팅 도메인의 Topology 정보가 포함되게 되며 이로부터 라우팅을 위한 계산이 수행 됨.
       최적 경로 계산 후 비로소 각 최적 경로 집합 라우팅 테이블이 구축 됨. 
       
       LSA 패킷 수신 --> LSDB 생성 --> 네트워크 전체 맵 구축 --> 최적경로 계산 --> 라우팅 테이블 구축
       
       
     • Area별로 다른 LSDB를 유지.
     • Area 내부 라우터는 하나의 LSDB만을 가지고 Area 내에세 OSPF 메시지 교환.
     • 경계라우터에서는 여러개의 LSDB를 가지며 1이상 영역간에 OSPF 메시지 교환이 가능
     • 백본라우터 : 자신의 영역에 대한 링크 상태 정보를 요약하여 백본 내로 정보 전송 및 교환.
     • OSPF Hello 메시지를 주고받다가 새로운 OSPF 라우터 발견시 DDP(Database Discription Packet) 패킷을 보내서 새로발견된 라우터의 LSDB를 구축한다.
     • 링크상태 : 인터페이스의 코스트 등 값을 확인하여 경로를 설정.