Packet Tracer를 이용한 OSPF 설정

Packet Tracer 를 이용한 OSPF 설정

이세한 (Alchemic)

KoreaTech 컴퓨터공학부

Index0x01. OSPF Routing Protocol

0x02. Dijkstra Algorithm

0x03. OSPF Routing Table 갱신 과정

0x04. LSP(Link State Packet) 의 종류

0x05. 계층적 OSPF 자치 시스템

0x06. OSPF Packet 간단 설명

0x07. Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습

0x01. OSPF Routing Protocol

0x01 OSPF Routing ProtocolÞ OSPF Routing Protocol 은 [ 최단 경로 우선 프로토콜 ] 로서 IP(Internet Protocol) 을

위한 링크 스테이트 라우팅 프로토콜 (Link State Routing Protocol)

Þ RIP 가 가지고 있는 몇 가지 단점을 보완하기 위해 개발된 내부 라우팅 프로토콜

Þ 분산 라우팅 알고리즘인 거리 벡터 알고리즘을 사용하는 RIP 와 달리 글로벌 라우팅알고리즘인 다익스트라 (Dijkstra) 알고리즘을 사용

RIP 메시지를 수신할 때마다 테이블을 반영라우팅 테이블 갱신정보는 한 번에 하나의라우터에 전달

링크 비용을 따지지 않음

주기적인 RIP 메시지 발생

방송 방식의 갱신정보 전송

관리자가 경로 비용을 설정

링크 상태가 변할 때만메시지 전달라우팅 성능이 저하된다 .

정보의 전파 속도가 느리다 .

서비스 유형에 따라 알맞은 라우팅 테이블 설정이 불가

라우팅 트래픽발생량을 늘린다

RIP ( 문제 원인 ) OSPF ( 문제 개선 )문제 발생

0x02. Dijkstra Algorithm

Dijkstra Algorithm 이란 ?

- 최단 경로 알고리즘 (Shortest Path Algorithm) 중 하나

- 무조건 최소한의 비용이 드는 경로를 찾아서 가는 것이 Dijkstra Algorithm 의 특징 ( 많은 노드를 거쳐도 상관이 없다 .)

0x02 Dijkstra Algorithm


간단한 가중치 그래프에서는 단순히 모든 경우의수를 따져보면 간단히 최단 경로를 찾을 수 있다 .

만약 지도가 복잡해진다면 ?


위와 같은 복잡한 지도에서 집에서 학교까지 가는 최단 경로를 어떻게 찾을 것인가 ?


먼저 지도상의 건물을 정점으로 , 길은간선으로 바꿔 그래프를 새로 그린다 .그리고 건물들의 최단 거리를 나타내는표를 만든다 . 주의할 점은 표의 칸에 적는 거리는 집에서 각 건물들까지의 최단 거리를 의미한다는 점이다 .

STEP 1)


이제 각 칸에 거리를 적어보자 . 집 , 미용실 , 슈퍼마켓 , 영어 학원에만 거리를적고 나머지 건물들은 빈 칸으로 둔다 .빈 칸인 이유는 레스토랑 , 은행 , 학교는집과 바로 길로 이어져있지 않으므로아직 최단 거리를 모르기 때문이다 .

※ 집에서 출발하기 때문에 집은 방문한상태이다 . 따라서 색칠해서 방문했다는표시를 한다 .

STEP 2)


이제 표를 보니 방문하지 않은 건물들 중거리가 가장 짧은 곳은 미용실이므로 먼저미용실로 이동한다 . 거리가 적혀있지 않은칸은 엄청 멀다고 생각하면 된다 . 미용실로이동하니 슈퍼마켓과 은행이 길로 이어져있다 . 새로운 길을 찾았으니 새로운 길이 짧은지 전에 알아본 길이 짧은지 비교해 봐야한다 .

STEP 3)

① 은행까지의 거리는 집에서부터 미용실까지 거리 (5) 와 미용실부터 은행까지의 거리 (11) 의 합인 16 이 된다 .② 슈퍼마켓까지의 거리는 위와 같은 방법으로 8 이 된다 . 하지만 표를 보니 슈퍼마켓은 전 과정에서 미리 구했었다 . 따라서 둘을 비교하면 미용실을 거쳐 가는 길이 더 빠르므로 표의 슈퍼마켓의 칸에 는 거리가 10 에서 8 로 새롭게 바뀐다 . 이러한 방식으로최단 경로를 구하지 않고 거쳐 가는 것보다 바로 가는 것이 더 짧을 것이라고 단정 지으면 안 된다는 사실을 알 수 있다 . 실제로는 어디론가 이 동할 때 거리만 고려하지 않는다 . 가는 길이 짧더라도 신호등이 많거나 차가 막히면 가는데 더 오래 걸리기 때문이다 .※ 이제 미용실도 방문했으므로 노란색으로 칠한다 . 미용실로 온 경로도 색칠한다 .


STEP 4)

이번에도 같은 규칙으로 가보지 않은 건물중 거리가 가장 짧은 슈퍼마켓을 방문한다 .슈퍼마켓으로 가보니 레스토랑 , 은행 , 영어학원으로의 길이 보이게 된다 . 이번에도 새로운 길을 전과 비교해보자 .

① 레스토랑까지의 거리는 5+3+3 으로 11 이다 .② 은행까지는 5+3+10 으로 18 이지만 이전 과정에서 구한 거리와 비교해보면 이전 과정이 더 짧으 므로 은행 칸에 있는 거리는 그대로 유지된다 .③ 영어학원도 마찬가지로 이전 과정이 더 짧으므로 바뀌지 않는다 .

※ 슈퍼마켓도 칠한다 . 슈퍼마켓은 미용실을 거쳐 왔으니 길에 표시한다 .


STEP 5)

같은 규칙으로 가보지 않은 건물 중 거리가가장 짧은 영어학원을 방문한다 . 이번에도새로운 길을 전과 비교해보자 .

① 은행까지는 9+7 로 16 이지만 이전 과정에서 구한 거리과 비교해보면 이전 과정과 같으므로 은행 칸에 있는 거리는 그대로 유지된다 .② 학교까지의 거리가 9+12=21 로 추가된다 .

※ 영어학원도 색을 칠하고 온 길도 색을 칠한다 .


STEP 6)

같은 규칙으로 가보지 않은 건물 중 거리가가장 짧은 레스토랑을 방문한다 . 이번에도새로운 길을 전과 비교해보자 .

① 은행까지는 11+4 로 15 이다 . 이전 과정에서 구한 거리와 비교해보면 더 짧으므로 은행까지의 거리 는 15 가된다 .

※ 레스토랑에 색을 칠하고 레스토랑에 온 길도 색을 칠한다 .


STEP 7)

같은 규칙으로 가보지 않은 건물 중 거리가가장 짧은 은행을 방문한다 . 이번에도 새로운 길을 전과 비교해보자 .

① 학교까지는 은행까지의 거리 (15) 와 은행과 학교까지의 거리 (2) 를 더해 17 이 된다 . 이전 과정에서 구한 거리 (21) 과 비교하면 더 짧으므로 학교까지의 거리가 17 이 된다 .

※ 은행과 은행까지 온 길에 색을 칠한다 .


STEP 8)

이제 가보지 않은 건물 중 거리가 가장 짧은곳이 목적지인 학교가 되었다 . 이로서 학교까지의 최단 거리를 17 인 것을 알게 된 것이다 .

※ 학교와 학교까지 온 길에 색을 칠한다 .

이 과정을 거쳐 집에서 학교까지 어떻게 하면 최소비용으로 갈 수 있는지를 알 수 있다 .

이렇게 많은 노드를 거쳐도 무조건 최소비용으로 목적지까지 갈 수 있는 경로를 찾는것이 바로 다익스트라 (Dijkstra) 알고리즘이다 .

0x03. OSPF Routing Table 갱신 과정

0x03 OSPF Routing Table 갱신 과정

R

R

R

R

R

R

4. 각 라우터는 LSDB 에 대해다익스트라 알고리즘으로최소 비용 경로를 계산

2. 각 라우터는 갱신된링크 상태 정보가 포함된링크 상태 패킷 (LSP) 을 생성LSP

LSP

LSPLSP

LSP

LSP

1. 라우터 간에 헬로 패킷을 주고받으며 인접 이웃 관계 형성HP

HP

HP

HP

HP

HP

HPHP

HP 3. LSP 를 모든 인접 이웃 관계의라우터에 방송함 . 결과적으로 모든라우터는 동일한 링크 상태데이터베이스 (LSDB) 를 유지

LSDB

LSDB

LSDB

LSDB

LSDB

LSDB

5. 4 단계를 바탕으로라우팅 테이블 설정

0x04. LSP(Link State Packet) 의 종류

LSP 링크의 예 이름 설명점대점 링크(point-to-point Link)

두 개의 라우터만 연결하는 링크

경우 링크(Transient

Link)다수의 라우터가 연결된 망

스터브 링크(Stub Link) 하나의 라우터에만 연결된 망

가상 링크(Virtual Link)

두 라우터 간 고장이 발생했을 때관리자에 의해 설정되는 우회 경로

0x04 LSP(Link State Packet) 의 종류

0x05. 계층적 OSPF 자치 시스템

0x05 계층적 OSPF 자치 시스템

백본망AS 1

AS X

AS Y

영역 1 영역 2 영역 3

AS 경계 라우터백본 라우터

영역 경계 라우터

내부 라우터

AS 경계 라우터

AS 시스템은 자치 시스템 내 망을 여러 개의 영역으로 나누고 , 각 영역별로 OSPF 라우팅을 독립적으로 수행하여 방송 트래픽을 줄이는 기법이다 . 백본망은 이들 영역 간의 라우팅을 수행한다 .

0x06. OSPF Packet 간단 설명

0x06 OSPF Packet 간단 설명

OSPF Mes-sage 설 명

Hello Packet라우터가 이웃 라우터와 인접 이웃 관계 (Adjacency Neighbor Re-lationship) 을 설정하고 해당 라우터들의 상태를 확인하기 위해 사용

DB Description Packet

라우터가 인접 이웃 라우터에게 자신이 보유하고 잇는 링크 상태 데이터베이스의 전체 내용 대신 간단한 설명 정보를 전달하기 위해 사용

Link State Re-quest Packet

DB Description Packet 을 수신한 라우터가 DB Description Packet 에 포함된 링크들에 대해 자세한 갱신 정보를 요청할 때 사용

Link State Up-date Packet

라우터가 링크 상태 정보를 요청한 인접 이웃 라우터에게 자신의 링크 상태 정보를 광고하기 위해 사용

Link State Ac-knowledgment

Packet라우터가 링크 상태 갱신 패킷의 수신을 확인해 주기 위해 사용

0x07. Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습

0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습

1. 실습하기 위한 네트워크 구성

2. OSPF 기본 설정

3. OSPF 동적 갱신

4. DR 과 BDR 선정

0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습1. 실습하기 위한 네트워크 구성

우선 pr4_1.pkt 을 연다지난 시간에 구축한 네트워크 망을 미리 구현한 것이다 .


여기에 추가로 루프백 인터페이스를 만든다 .루프백 인터페이스는 헬로 패킷의 ID 로 사용됨

Loopback 01.1.1.1/24




Router#conf tRouter(config)#interface l0Router(config)#ip address 1.1.1.1 255.255.255.0



루프백 인터페이스 설정R1

R2

R3

0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습2. OSPF 기본 설정

Router#conf tRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#network 220.10.1.0 0.0.0.255 a 0Router(config-router)#network 220.10.2.0 0.0.0.255 a 0Router(config-router)#network 220.10.6.0 0.0.0.255 a 0Router(config-router)#network 1.1.1.0 0.0.0.255 a 0

[ 명령어 설명 ]#network < 네트워크 > < 와일드카드 마스크 > a < 영역 ID>

Router0 에 대한 OSPF 설정

0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습2. OSPF 기본 설정





0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습2. OSPF 기본 설정 : 경로 비용 설정


, 비용이 작을 수록 좋다 .

[ 링크 비용의 예 ]• 기준 대역폭 = 100Mbps 일 경우T1(1.544Mbps) 링크 비용 = 100 / 1.544 = 64Fast Ethernet(100Mbs) 링크 비용 = 100 / 100 = 1

• 기준 대역폭 = 10Gbs 일 경우Fast Ethernet(100Mbs) 링크 비용 = 10000 / 100 = 100Gigabit Ethernet(1Gbps) 링크 비용 = 10000 / 1000 = 10

Router#conf tRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 10000

기준 대역폭 변경


Router#conf tRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#auto-cost reference-bandwidth 10000

기준 대역폭 변경

0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습3. OSPF 동적 갱신

위와 같이 네트워크 선을 변경한다 .(T1 Serial Link Gigabit Link)

0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습3. OSPF 동적 갱신 : 기존 설정 해제

Router#conf tRouter(config)#int s0/0/0Router(config-if)#no ip address 220.10.6.0 255.255.255.0Router(config-if)#no shutdown

설정 해제 : ip address

Router#conf tRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#no network 220.10.6.0 0.0.0.255 a 0

설정 해제 : router network


Router#conf tRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#network 220.10.7.0 0.0.0.255 a 0


Router#conf tRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#network 220.10.8.0 0.0.0.255 a 0


Router#conf tRouter(config)#router ospf 1Router(config-router)#network 220.10.7.0 0.0.0.255 a 0Router(config-router)#network 220.10.8.0 0.0.0.255 a 0


0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습4. DR 과 BDR 선정


네트워크 설정 순서 : loopbackip addressOSPF

0x07 Packet Tracer 를 이용한 OSPF 실습4. DR 과 BDR 선정 : DR 변경

Router0#conf tRouter0(config)#router fa0/0Router0(config-router)#ip ospf priority 255

인터페이스 우선순위 변경

Router0#clear ip ospf processyes 선택

정보 갱신 ( 중요 , 교재에도 누락됨 )

Thank You.

Packet Tracer를 이용한 OSPF 설정

Engineering

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