OSPF Link-State Announcements (LSA Types)

● OSPF Link-State Announcements 정의 및 용어

 

OSPF 도메인내에 있는 다른 라우터들과 멀티캐스트를 통해 상호간에 커뮤니케이션을 할 수 있는 메시지를 LSA라고 합니다. 즉, OSPF 라우터들 간에 LSDB를 동기화 시키는 작업을 수행할 때 사용되는 메시지 입니다.

 

ABR	정의	2개 이상의 Area에 소속되어 있는 라우터를 ABR (Area Border Router)이라고 합니다.
	특징	※ Route Summary 및 Route Filtering을 수행 합니다.   - Area 내부의 LSDB정보는 동일해야 하기 때문에 다른 Area로 네트워크 정보를 넘길 때 해당 작업을 수행 합니다. ※ LSA Type 3 & 4를 생성 합니다.    - 다른 Area의 네트워크 정보만 LSA Type 3으로 생성하여 다른 Area로 전달 합니다.    - ASBR의 정보가 담긴 LSA Type 4 생성하여 전달 합니다.
ASBR	정의	OSPF외 다른 Routing Protocol이 동작하는 라우터를 ASBR (Autonomous System Boundary Router)이라고 정의 합니다.
	특징	※ 다른 Dynamic Routing Procol의 네트워크 정보를 OSPF로 공유할 수 있습니다.   - Redistribution (재분배)를 통해서 가능하며, LSDB의 External에 저장됩니다. ※ LSA Type 5를 생성 합니다.    - 외부 라우팅 정보를 전달하기 위해 LSA Type 5정보가 생성 됩니다. 다른 라우팅 프로토콜이 동작하는 인터페이스를 OSPF 광고에 넣을 경우 Forwarding Address가 생성되며 LSA Type 4정보 대신 LSA Type 5에 설정 된 FA 정보를 사용하여 ASBR을 찾습니다.

 

● OSPF Link-State Announcements Type

 

Type	항목	설명
Type 1	Router LSA	모든 OSPF 라우터가 Type 1의 패킷 생성을 수행하며 LSDB 구성을 위한 가장 필수적인 데이터 입니다.
Type 2	Network LSA	DR이 다른 라우터들에게 토폴로지 정보를 전송하는 패킷 입니다
Type 3	Summary LSA	ABR에서 발생하는 LSA 이며, 경로 축약 시 사용하는 LSA 입니다.
Type 4	ASBR Summary LSA	ASBR의 Type 5 LSA에는 Next-Hop 정보가 없기 때문에 ABR 장비가 Type 5 LSA를 받아 Next-Hop 정보를 추가하여 다른 Area로 전달 합니다
Type 5	External LSA	ASBR에서 재분배 시 발생하는 LSA Type이고, Stub 와 totally Stub Area를 제외한 모든 Area로 LSA를 전달 합니다
Type 7	NSSA External LSA	NSSA(Not So Stub Area) 장비에서 재분배된 경로에 대한 LSA 입니다 ※ Not So Stubby Area는 Stub의 이점을 가지면서도 재분배도 할 수 있는 OSPF의 특수 Area

※ LSA Type 7은 NSSA에서 같이 진행 예정 입니다.

 

  1) LSA 메시지 공통 내용

 

항목	설명
LSA Sequences	- LSA 전송 지연에 의해 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위해 사용 됩니다. - Sequence는 32bit로 이며, 라우터가 LSA를 발생 시키면 1씩 증가 합니다 - 라우터가 자신의 LSDB에 있는 것보다 더 큰 Sequence를 수신한다면 최신 정보라고 판단하고 갱신 작업을 진행하고 작을 경우 해당 LSA를 폐기합니다
LSA Age and Flooding	- 모든 OSPF LSA에는 age 값이 들어가는데 해당 값은 local LSDB에 저장되고 1초당 1씩 age 값이 증가합니다. - OSPF LSA age값이 1800초 (30분)을 초과 할 경우 age값을 0으로 변경 후 새로운 LSA를 전송합니다. - LSA age값이 3600초 (1시간)에 도달할 경우 해당 LSA는 유효하지 않은 것으로 판단하며 LSDB에서 삭제 시킵니다. - 반복적인 LSA flooding은 모든 라우터들의 일관성 있는 LSDB를 유지하기 위한 안전 장치 입니다.
LSA Type	- OSPF가 동작하는 모든 라우터들은 자신이 속한 Area 또는 상태에 따라 여러개의 LSA를 전송하는데 LSA의 식별 정보로 사용 됩니다.

 

  2) LSA Type 1 - Router LSA

LSA Type 1 확인 명령어 : show ip ospf database router

 

Type 1 LSA의 전달 범위는 소속 된 Area 범위로 제한되며, 모든 OSPF 라우터가 Type 1 LSA 광고를 수행 합니다.  Type 1 LSA는 LSDB 구성을 위한 필수적인 메시지 이며, OSPF가 활성화된 모든 링크에서 해당 메시지를 전송합니다.

 

Type 1 LSA광고 시 OSPF가 활성화 되어 있는 모든 링크정보를 전달 합니다.  링크 정보는 OSPF동작 여부에 따라 다른 Type 정보를 알려줍니다. 

 

Type	ID	Connection	설명
1	Neighbor Router's ID	Point-to-Point Connection	- 2대의 라우터만 연결되는 환경, DR 선출이 없기 때문에 transit network가 될 수 없음  - single transit-type 에 대한 명세가 없어 이중 기록을 수행하며, P2P의 경우 stub network로 표기 됨
2	DR's IP Address	Connection to Transit Network	- 최소 2개 이상의 라우터가 연결 되어 있는 multiaccess 환경  - DR이 선출되는 환경일 경우
3	IP Network/Subnet	Connection to Stub Network	- 단일 라우터로 구성되어 있는 network, 토폴로지에 Gateway 정보만 있는 네트워크  - 이더넷 환경에서 neighbor 관계를 맺지 않는 정보는 stub network로 간주 함
4	Neighbor Router's ID	Virtual Link	- type 1번 설명과 동일  - area 0를 거치지 않고 연결되기 때문에 P2P 환경과 유사함

 

 

  3) LSA Type 2 - Network LSA

 

LSA Type 2 확인 명령어 : show ip ospf database network

Type 2 LSA는 DR이 선출되는 환경인 multi-access network 에서 사용 되며, DR 라우터만 해당 메시지를 전송하며 Type 2 메시지에는 network segment에 연결되어 있는 모든 OSPF Router-ID가 포함되어 있습니다.

DR을 선출하지 않는 OSPF Network Type의 경우 (Point-to-Point 와 같은) stub network로 간주하여 LSDB에 저장이 됩니다. 

 

  4) LSA Type 3 - Summary LSA

LSA Type 3 확인 명령어 : show ip ospf database summary

Type 3 LSA는 다른 area로 부터 넘어온 network를 위해 사용 됩니다. 복수개의 Area에 속해 있는 ABR 장비가 해당 메시지를 생성합니다. ABR은 Type 1과 Type 2 메시지를 다른 Area로 전달하지 않고 가공하여 사용 합니다. 

ABR이 Type 1 LSA 메시지를 수신하면 메시지에 포함된 네트워크 정보를 참조하여 Type 3 LSA를 생성하며, Type 2 LSA 메시지 수신 시 multi-access network의 network mask를 결정하는데 이용합니다.

 

 

  5) LSA Type 4 - ASBR Summary LSA

 

LSA Type 4 & 5는 재분배 과정에서 사용하게 되는 LSA Type 이며, LSA Type 4는 ASBR에 대한 정보를 담고 있는 메시지 입니다. ASBR은 LSA Type 1에 E (external) bit를 설정해서 광고하고 해당 정보를 통해 Area에 ASBR이 있다는 것을 인지하게 됩니다. ASBR과 같은 Area에 있는 라우터들은 LSA Type 1정보를 이용하여 ASBR을 찾아 갈 수 있지만 다른 Area에 있는 라우터들은 ASBR에 대한 정보를 알 수 없습니다. (LSA Type 5에는 외부 네트워크에 대한 정보만 존재하며 ASBR에 대한 정보는 없음)

 

ABR에서 ASBR의 Router-ID 정보가 포함 된 Type 4 LSA를 생성하여 다른 Area로 전달합니다. 다른 Area로 다시 전달 될 때 ABR은 LSA Type 4를 재생산 (Regenearte)하여 전달합니다. Regenerate라는 용어를 사용하는 것은 ASBR까지 도달하기 위한 매개변수값을 재계산하여 전달하기 때문 입니다.

 

 

  6) LSA Type 5 - External LSA

 

LSA Type 5는 ASBR이 생성하고 OSPF 외부 네트워크 설명에 사용됩니다. 재분배하는 네트워크 정보만 포함되어 있기 때문에 ASBR 정보를 알리기 위해 LSA Type 4를 사용 합니다. 

 

OSPF가 재분배를 통해 외부 네트워크 정보를 가져올 때 E1, E2 2개의 Type이 존재하며 E1이 E2보다 우선순위가 높아 ASBR이 2개 일 경우 Active / Backup을 구성하기 위해 E1, E2를 혼합하여 사용하기도 합니다. 

 

E1	- 외부 네트워크 경로 정보이며 COST값은 가변적 입니다.  - ASBR까지 Cost값을 추가하여 사용 합니다.
E2	- 외부 네트워크 경로 정보이며 COST값은 고정적으로 20의 값을 가집니다. - E2로 광고하는 ASBR이 다수 존재할 경우 가장 가까운 ASBR을 선택하여 트래픽을 전송 합니다.

 

Type 5는 ASBR의 정보를 전달 할 수 없으나, Forwarding Address를 사용하면 ASBR의 정보를 전달 할 수 있어 Type 4의 정보는 필요가 없다. (그래도 자동으로 생성된다.) Forwarding Address는 다른 라우팅 프로토콜이 동작하는 인터페이스를 OSPF로 광고하면 LSA Type 5에 Forwarding Address가 설정되어 전달 됩니다. Forwarding Address에 대한 정보가 LSA Type 3으로 다른 Area로 광고되며 OSPF Router들은 LSA Type 4가 없더라도 ASBR의 정보를 알 수 있습니다. 1)

 

 

  7) LSA Type 4 & 5 LSA Type 도식화

 

• R3 (ASBR)이 외부 경로 정보를 OSPF External LSDB에 저장
• R3의 LSA Type 1에 E bit (External Bit) 설정하여 전달. R2는 Area 1에 ASBR 존재를 인식 함
• R3 (ASBR)이 재분배한 외부 네트워크 정보가 Type 5로 다른 Area로 전달 됨. E1, E2 External Type 결정
• R2 (ABR)가 ASBR의 정보가 있는 Type 4를 생성하여 전달. R1은 ASBR까지 도달하기 위한 Cost값 재계산 후 LSA Type 4 정보를 다른 Area로 전달

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1) Forwarding Address가 없으면 0.0.0.0으로 설정 됩니다.