[OSPF] OSPF의 DR 및 BDR 개념 및 선출과정 (2)

OSPF란?

OSPF(Open Shortest Path First)는 링크 상태 기반의 라우팅 프로토콜로, 네트워크 내에서 최단 경로를 계산하기 위해 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 사용합니다. OSPF는 네트워크 내 모든 라우터와 경로 정보를 교환하여 네트워크의 변경 사항을 빠르게 반영하지만, NBMA(Non-Broadcast Multi-Access) 네트워크, 즉 이더넷(Ethernet) 또는 프레임 릴레이(Frame Relay) 같은 네트워크에서는 제한 사항이 발생할 수 있습니다. 여러 라우터가 동일한 세그먼트에 연결된 경우, 모든 라우터가 서로 경로 정보를 교환해야 하므로 네트워크 과부하와 혼잡이 발생하고, OSPF 네트워크의 수렴 시간도 느려질 수 있습니다.

이를 해결하기 위해 OSPF는 DR(Designated Router)과 BDR(Backup Designated Router) 개념을 도입했습니다.

이 글에서는 DR과 BDR의 개념, 기능, 선출 과정에 대해 설명합니다.

 

https://www.pynetlabs.com/dr-and-bdr-in-ospf/

DR and BDR in OSPF: Roles and Election Process - PyNet Labs

 

 

 

 DR(Designated Router)이란?

DR은 OSPF 네트워크 세그먼트 내에서 가장 높은 우선순위를 가진 라우터로, 해당 세그먼트의 모든 라우터와 인접 관계를 맺고 링크 상태 데이터를 관리합니다. DR은 여러 라우터가 있는 네트워크 세그먼트에서 링크 상태 정보를 수집하고 배포하여 라우팅 정보를 효율적으로 관리합니다.

 

- DR의 주요 기능:
  - 세그먼트의 모든 라우터와 인접성을 형성하여 라우팅 정보를 교환
  - 링크 상태 업데이트(LSU)를 수집하여 네트워크 세그먼트 내의 모든 라우터에 배포
  - 세그먼트 내에서 링크 상태 데이터베이스(LSDB)를 유지 관리하고, 네트워크 LSAs를 생성하여 OSPF 영역 내 모든 라우터에 전달

 

 

 

BDR(Backup Designated Router)이란?

BDR은 DR이 불능 상태가 될 경우 이를 대체하는 백업 라우터입니다. BDR 역시 DR과 동일한 방식으로 선출되며, DR과 인접성을 맺고 링크 상태 데이터를 동기화합니다. BDR은 DR이 작동 중일 때는 기능을 수행하지 않지만, DR이 장애를 일으킬 경우 BDR이 새로운 DR로서 네트워크 LSAs를 관리하고 배포하게 됩니다.

- BDR의 주요 기능:
  - DR 및 세그먼트 내 모든 라우터와 인접성을 형성
  - DR의 백업 역할을 하며, DR이 장애가 발생하면 BDR이 DR로 승격

 

 

 

OSPF DR/BDR 선출 과정

OSPF 네트워크에서 DR과 BDR은 라우터의 우선순위(priority)와 라우터 ID를 기반으로 선출됩니다. 우선순위는 0에서 255까지 설정할 수 있으며, 우선순위가 높은 라우터가 DR로 선출됩니다. 만약 두 라우터의 우선순위가 동일하다면, 라우터 ID가 더 높은 라우터가 DR로 선정됩니다.

선출 과정:
1. Hello 패킷 전송: 각 라우터는 세그먼트 내 이웃 라우터들에게 Hello 패킷을 전송하며, 이를 통해 우선순위 및 라우터 ID 정보를 교환합니다.
2. 네트워크 타입 및 정보 일치 확인**: 라우터들은 네트워크 마스크, Hello 및 Dead 인터벌, 인증 방식 등의 정보가 일치하는지 확인합니다.
3. DR 및 BDR 선출: 우선순위와 라우터 ID를 비교하여 DR과 BDR을 선출하며, 우선순위가 0인 라우터는 DR/BDR 선출 대상에서 제외됩니다.
4. DROTHER 설정: DR 또는 BDR로 선출되지 않은 라우터는 DROTHER(Designated Router Other)로 분류되며, DR 및 BDR과 인접성을 형성합니다.

DR과 BDR 선출 과정이 완료되면, 해당 세그먼트 내 모든 라우터는 DR 및 BDR과 인접성을 형성하고, 링크 상태 정보를 주고받게 됩니다.

 

 

DR 및 BDR의 역할

DR과 BDR은 멀티액세스 네트워크에서 과도한 인접 관계 형성을 방지하고 네트워크 부하를 줄입니다. 모든 라우터가 각각 인접성을 형성하는 대신, 비-DR 라우터는 DR과 BDR과만 인접성을 형성하고, DR을 통해 다른 라우터로 정보를 전달받게 됩니다. 이를 통해 OSPF 네트워크 내 라우팅 정보 교환이 보다 효율적으로 이루어집니다.

 

 

OSPF Neighbor 관계 및 인접성

OSPF Neighbor 관계는 동일한 네트워크 세그먼트 내 라우터들이 서로 Hello 패킷을 주고받아 인식하는 관계입니다. Neighbor 관계가 성립된 후, 인접성(Adjacency)이 형성되면 실제 라우팅 정보가 교환됩니다.

 

 

 OSPF Neighbor 관계 형성 조건

1. 동일한 Area ID
2. 동일한 인증 방식(사용 시)
3. 동일한 Hello 및 Dead 인터벌
4. 동일한 서브넷 마스크
5. 동일한 Stub Area 플래그

Neighbor 관계가 성립된 이후, OSPF는 Init -> 2-Way -> Exstart -> Exchange -> Loading -> Full 상태를 거쳐 인접성을 형성합니다. 인접성 형성 후에는 OSPF 라우터 간 링크 상태 데이터베이스가 일치하게 됩니다.

 

 

OSPF Point-to-Point 네트워크에서의 DR/BDR

OSPF Point-to-Point 네트워크에서는 DR과 BDR의 개념이 존재하지 않으며, 모든 라우터가 자동으로 인접성을 형성하게 됩니다. 이러한 환경에서는 DR/BDR 선출 과정이 생략되며, OSPF 라우터 간 직접적인 링크 상태 정보 교환이 이루어집니다.

 

 

OSPF 설정 및 최적화

OSPF 네트워크를 설계하고 구성할 때, DR과 BDR의 개념을 올바르게 이해하고 적절히 설정함으로써 네트워크 성능을 최적화할 수 있습니다. OSPF의 Neighbor 관계와 인접성 형성 과정을 파악하여 안정적이고 효율적인 네트워크 환경을 구축할 수 있습니다.

 

 

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