OSPF와 라우팅 — 링크 상태 라우팅 알고리즘

OSPF는 AS 내부에서 가장 많이 사용되는 라우팅 프로토콜입니다. 다익스트라 알고리즘으로 최단 경로를 계산하며, 대규모 네트워크를 영역(Area)으로 나누어 관리합니다.

라우팅 프로토콜 분류

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라우팅 프로토콜
├── IGP (Interior Gateway Protocol) — AS 내부
│   ├── 거리 벡터: RIP (홉 카운트 기반)
│   └── 링크 상태: OSPF, IS-IS (네트워크 토폴로지 기반)
│
└── EGP (Exterior Gateway Protocol) — AS 간
    └── 경로 벡터: BGP

OSPF란

OSPF(Open Shortest Path First) 는 링크 상태 라우팅 프로토콜 입니다. 네트워크의 전체 토폴로지를 파악하고, 다익스트라 알고리즘으로 최단 경로를 계산합니다.

동작 과정

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1. 이웃 발견: Hello 패킷 교환으로 인접 라우터 발견
2. LSA 교환: 각 라우터가 자신의 링크 상태 정보(LSA)를 플러딩
3. LSDB 구축: 모든 LSA를 모아 Link-State Database 완성
4. SPF 계산: 다익스트라 알고리즘으로 최단 경로 트리 계산
5. 라우팅 테이블: 최단 경로 기반으로 라우팅 테이블 생성

비용(Cost) 계산

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OSPF Cost = 기준 대역폭 / 인터페이스 대역폭
기준 대역폭 기본값: 100 Mbps

10 Mbps  → Cost = 10
100 Mbps → Cost = 1
1 Gbps   → Cost = 1 (기준 변경 필요)

OSPF 영역 (Area)

대규모 네트워크를 영역으로 나누어 LSA 플러딩 범위를 제한합니다.

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          ┌──── Area 1 ────┐
          │ R3 ── R4       │
          │                │
┌─────────┼────────────────┼─────────┐
│         │  Area 0 (백본)  │         │
│    R1 ──│── ABR ──── ABR ─│── R5    │
│         │                │         │
└─────────┼────────────────┼─────────┘
          │                │
          └──── Area 2 ────┘
                R6 ── R7

ABR = Area Border Router (영역 경계 라우터)

Area 0 (백본): 모든 영역이 연결되어야 하는 중심 영역
ABR: 영역 간 라우팅 정보를 요약하여 전달

RIP vs OSPF

항목	RIP	OSPF
알고리즘	거리 벡터 (벨만-포드)	링크 상태 (다익스트라)
메트릭	홉 카운트 (최대 15)	대역폭 기반 비용
수렴 속도	느림	빠름
규모	소규모	대규모
네트워크 뷰	이웃 정보만	전체 토폴로지

면접 포인트

** 링크 상태 vs 거리 벡터 **: 링크 상태는 전체 맵을 갖고 최적 경로 계산, 거리 벡터는 이웃 정보만으로 점진적 업데이트
**Area 0이 필수인 이유 **: 모든 영역 간 트래픽이 백본을 경유해야 루프 방지
**OSPF가 RIP보다 좋은 이유 **: 수렴 속도, 확장성, 대역폭 기반 최적 경로

정리

OSPF는 기업 네트워크의 표준 내부 라우팅 프로토콜입니다. 링크 상태 정보를 기반으로 다익스트라 알고리즘을 적용하여 최단 경로를 계산하고, 영역 구조로 대규모 네트워크를 효율적으로 관리합니다.