1. OSPF 이란?

Cisco Systems 환경에서 OSPF는 기업 네트워크에서 가장 많이 사용하는 IGP(Interior Gateway Protocol) 중 하나입니다. 대규모 네트워크에서도 빠른 장애 감지와 효율적인 라우팅을 제공하기 위해 설계된 Link-State Routing Protocol입니다.

OSPF는 라우터들이 서로 네트워크 정보를 교환하고, 최적 경로를 계산하는 동적 라우팅 프로토콜입니다.

기본 특징:

항목	내용
프로토콜 종류	Link-State Protocol
표준	RFC 2328 (OSPFv2), RFC 5340 (OSPFv3)
동작 계층	Network Layer (IP)
IP Protocol 번호	89
알고리즘	SPF (Shortest Path First, Dijkstra Algorithm)
Metric	Cost
지원 주소	IPv4(OSPFv2), IPv6(OSPFv3)
Administrative Distance	Cisco 기본 110
Multicast 주소	224.0.0.5 / 224.0.0.6

2. OSPF 동작 원리

OSPF는 다음 순서로 동작합니다.

1. Neighbor 발견
        ↓
2. Neighbor 관계 형성
        ↓
3. LSDB(Link State Database) 교환
        ↓
4. SPF 계산
        ↓
5. Routing Table 생성

예를 들어:

        R1
       /  \
      /    \
     R2----R3

각 라우터는 자신과 연결된 링크 정보를 광고합니다.

R1:

나는 R2와 연결되어 있고 Cost는 10
나는 R3와 연결되어 있고 Cost는 20

이 정보를 모든 OSPF Router가 공유하고 자신의 LSDB를 만듭니다.

그 후 SPF 알고리즘으로:

목적지 네트워크까지 가장 낮은 Cost 경로 선택

합니다.

3. OSPF 주요 구성 요소

3.1 Area (영역)

OSPF의 핵심 개념입니다.

대규모 네트워크에서 모든 라우터가 모든 정보를 공유하면:

LSDB 크기 증가
SPF 계산 증가
CPU 사용 증가

문제가 발생합니다.

그래서 OSPF는 네트워크를 Area로 나눕니다.

구조:

              Area 0
          (Backbone Area)

        R1 -------- R2
        |           |
        |           |
      Area 1      Area 2

        R3          R4

3.2 Area 0 (Backbone Area)

OSPF에서 반드시 필요한 핵심 영역입니다.

규칙:

모든 Area는 Area 0과 연결되어야 함
Area 간 라우팅은 Area 0을 통해 전달

예:

Area 1
  |
  |
Area 0
  |
  |
Area 2

4. OSPF Router 종류

4.1 Internal Router

하나의 Area에만 속하는 Router

예:

Area 10

R1 ---- R2 ---- R3

모두 Internal Router

4.2 Backbone Router

Area 0에 포함된 Router

4.3 ABR (Area Border Router)

두 개 이상의 Area를 연결하는 Router

예:

Area 1
   |
  ABR
   |
Area 0

역할:

Area 간 Routing 정보 전달
LSDB 분리

4.4 ASBR (Autonomous System Boundary Router)

외부 라우팅 정보를 OSPF로 전달하는 Router

예:

Internet
   |
 ASBR
   |
 OSPF Network

Redistribute:

BGP
Static Route
RIP
Connected Route

등을 OSPF로 광고합니다.

5. OSPF Neighbor 관계

OSPF Router는 Hello Packet을 사용해서 Neighbor를 찾습니다.

OSPF Hello:

Router A
   |
 Hello
   |
Router B

Neighbor가 되기 위한 조건:

항목	동일 필요
Area ID	O
Subnet	O
Hello Timer	O
Dead Timer	O
Authentication	O
Area Type	O

6. OSPF Neighbor State

OSPF Neighbor는 여러 상태를 거칩니다.

Down
 ↓
Init
 ↓
2-Way
 ↓
ExStart
 ↓
Exchange
 ↓
Loading
 ↓
Full

Full 상태

정상적인 Neighbor 관계입니다.

확인:

show ip ospf neighbor

예:

Neighbor ID     State
2.2.2.2         FULL
3.3.3.3         FULL

7. DR / BDR

Broadcast Network(Ethernet)에서는 모든 Router가 서로 Neighbor를 맺으면 문제가 발생합니다.

예:

Router 10대:

10 × 9 / 2

= 45개의 Neighbor 관계

이를 줄이기 위해 DR/BDR을 사용합니다.

구조:

        R2
        |
R3 ---- DR ---- R4
        |
        R5

DR

Designated Router

역할:

LSA 정보 중계
Neighbor 감소

BDR

Backup Designated Router

DR 장애 시 승격

선출 기준:

Highest OSPF Priority
Highest Router ID

예:

Router ID

R1 = 1.1.1.1
R2 = 2.2.2.2

DR = R2

8. Router ID

OSPF Router를 식별하는 고유 ID입니다.

선정 우선순위:

Manual 설정 Router-ID
Loopback Interface IP
가장 높은 물리 Interface IP

예:

router ospf 1
 router-id 1.1.1.1

변경 후:

clear ip ospf process

필요합니다.

9. OSPF Cost 계산

OSPF Metric은 Cost입니다.

Cisco 기본 공식:

Cost = Reference Bandwidth / Interface Bandwidth

기본 Reference:

100 Mbps

예:

FastEthernet:

100Mbps / 100Mbps

= Cost 1

Gigabit Ethernet:

100Mbps / 1000Mbps

= 0.1

Cisco는 최소 1 적용

그래서:

Gigabit = Cost 1
FastEthernet = Cost 1

문제가 생깁니다.

해결:

router ospf 1
 auto-cost reference-bandwidth 100000

100Gbps 기준:

100000 Mbps

10. Cisco OSPF 설정 예제

기본 설정

Router R1:

conf t

router ospf 1

router-id 1.1.1.1

network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0

network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0

end

11. Wildcard Mask

OSPF network 명령은 Wildcard Mask를 사용합니다.

Subnet Mask:

255.255.255.0

Wildcard:

0.0.0.255

변환:

255 - 255 = 0
255 - 255 = 0
255 - 255 = 0
255 - 0   = 255

12. Interface 기반 OSPF 설정 (권장)

최근 Cisco 환경에서는 이 방식을 많이 사용합니다.

예:

interface GigabitEthernet0/0

ip ospf 1 area 0

장점:

명확함
실수 감소
Interface별 설정 가능

13. Passive Interface

사용자 LAN Interface에서는 OSPF Neighbor가 필요 없습니다.

하지만 Network 광고는 해야 합니다.

예:

router ospf 1

passive-interface GigabitEthernet0/1

효과:

Hello Packet 차단
Network 광고 유지

14. OSPF Authentication

MD5 인증

설정:

Interface:

interface g0/0

ip ospf authentication message-digest

ip ospf message-digest-key 1 md5 CISCO123

확인:

show ip ospf interface

15. OSPF LSA 종류

OSPF는 정보를 LSA(Link State Advertisement)로 전달합니다.

Type	이름	생성
Type 1	Router LSA	모든 Router
Type 2	Network LSA	DR
Type 3	Summary LSA	ABR
Type 4	ASBR Summary	ABR
Type 5	External LSA	ASBR
Type 7	NSSA External	NSSA

16. OSPF Area 종류

Normal Area

기본 Area

Stub Area

외부 LSA(Type 5) 차단

대신 Default Route 사용

0.0.0.0/0

Totally Stubby Area (Cisco)

차단:

Type 3
Type 5

Cisco 전용

NSSA

Not So Stubby Area

Stub + ASBR 가능

17. OSPF 확인 명령어

Neighbor 확인

show ip ospf neighbor

OSPF Process 확인

show ip protocols

OSPF Interface 확인

show ip ospf interface

LSDB 확인

show ip ospf database

Routing Table

show ip route ospf

예:

O    192.168.20.0/24 [110/20]

의미:

O = OSPF
110 = Administrative Distance
20 = Cost

18. OSPF Troubleshooting 순서

실무에서는 보통 다음 순서로 확인합니다.

1) Interface 확인

show ip interface brief

2) IP 설정 확인

show run interface g0/0

3) Neighbor 확인

show ip ospf neighbor

4) Hello/Dead Timer 확인

show ip ospf interface

5) Routing 확인

show ip route ospf

6) LSDB 확인

show ip ospf database

19. OSPF와 다른 프로토콜 비교

특징	OSPF	EIGRP	RIP
방식	Link-State	Advanced Distance Vector	Distance Vector
알고리즘	SPF	DUAL	Bellman-Ford
Metric	Cost	Bandwidth/Delay	Hop Count
최대 Hop	제한 없음	255	15
수렴 속도	빠름	매우 빠름	느림
표준	Open Standard	Cisco 중심	Open Standard

20. 실무에서 많이 사용하는 OSPF 설계

일반적인 기업망:

                Internet
                   |
                 ASBR
                   |
                Area 0
          ----------------
          |              |
        Core1          Core2
          |
       ----------
       |        |
    Area10    Area20
   Access    Branch

권장:

Backbone = Area 0
지점 = 별도 Area
Loopback = Router-ID
Passive Interface 적용
Reference Bandwidth 조정
Authentication 적용

핵심 정리

Cisco OSPF에서 반드시 이해해야 할 핵심은:

OSPF = Link-State + SPF 알고리즘
Area 0은 Backbone
Neighbor → LSDB → SPF → Routing Table 순서
Cost가 낮은 경로 선택
ABR은 Area 연결, ASBR은 외부 Routing 연결
DR/BDR은 Broadcast Network 최적화
LSA Type을 이해하면 장애 분석이 쉬움

Cisco 기본지식(3) – OSPF