안녕하세요, GDGoC SSWU Chpater Member 김아진입니다!
저는 지난 2월 성신 스피커로서 정적/동적 라우팅 실습 예제를 소개드렸었는데요, 오늘 블로그에서는 OSPF 라우팅 프로토콜에 대해 소개드리려고 합니다.
🌟OSPF(Open Shortest Path First) 라우팅 프로토콜이란?
OSPF(Open Shortest Path First)는 현대 네트워크에서 표준처럼 쓰이는 라우팅 프로토콜입니다. 특히 기업이나 대규모 인프라 환경에서 빠르고 효율적으로 데이터를 전달하기 위해 OSPF를 빼놓고 이야기할 수 없습니다.
OSPF의 가장 큰 특징은 ‘링크 상태(Link State)’ 기반의 라우팅 방식이라는 점입니다. 네트워크 내 모든 라우터가 자신의 링크 상태 정보를 주고받으며, 네트워크 전체의 구조를 정확하게 파악하고 최적의 경로를 실시간으로 계산합니다.
OSPF는 RIP(Routing Information Protocol)과 자주 비교됩니다. 둘 다 내부 라우팅 프로토콜이지만, 그 성격과 활용 방식에는 많은 차이가 있습니다. 예를 들어, OSPF는 변화에 신속하게 대응할 수 있으며, 대규모 네트워크에서도 안정적으로 동작합니다. 반면 RIP은 설정과 개념이 단순하지만 네트워크 규모가 커지면 비효율이 커질 수 있습니다.
🍀OSPF의 주요 특징
- 빠른 수렴(Convergence Time) : OSPF는 네트워크 내에 변화가 생기면 거의 실시간으로 정보를 모든 라우터에 전파합니다. 덕분에 네트워크의 경로 정보가 신속하게 최신 상태로 유지됩니다. 반면, RIP은 30초마다 한 번씩 정보를 주고받기 때문에, 변화가 많은 환경에서는 느리고 불안정할 수 있습니다.
- 효율적인 IP 주소 활용(VLSM 지원) : OSPF는 가변 길이 서브넷 마스크(VLSM, Variable Length Subnet Mask)를 완벽하게 지원합니다. 즉, 다양한 크기의 네트워크를 하나의 라우팅 도메인에서 자유롭게 설계할 수 있어 IP 자원을 훨씬 효율적으로 관리할 수 있습니다.
- 네트워크 확장성과 안정성 : OSPF는 Area(에어리어)라는 개념을 도입해 네트워크를 논리적으로 분리·관리합니다. 덕분에 대규모 네트워크에서도 관리와 확장이 매우 용이합니다. 예를 들어, 하나의 거대한 네트워크를 여러 개의 작은 영역으로 나누어 각각 별도로 관리하고, 영역 간의 라우팅 정보만 최소한으로 교환할 수 있습니다.
🍀OSPF가 쓰이는 대표적인 네트워크 구조
OSPF는 다양한 네트워크 토폴로지에 적용될 수 있으며, 대표적으로 다음과 같은 세 가지 환경에서 널리 쓰입니다.
- Broadcast Multi-access : 여러 라우터가 하나의 네트워크 세그먼트(예: 이더넷)에 연결된 구조입니다. 이 환경에서는 OSPF 라우터들이 서로 브로드캐스트 메시지를 통해 정보를 쉽게 교환할 수 있습니다.
- Point-to-Point : 두 라우터가 전용 회선 등으로 1:1로 연결된 구조입니다. 설정과 관리가 단순하며, 네트워크 설계시 가장 예측하기 쉬운 환경입니다.
- NBMA(Non-Broadcast Multiple Access) : Frame Relay, X.25 등 브로드캐스트가 불가능한 네트워크 환경입니다. 이 구조에서도 OSPF는 특수한 방식으로 이웃 관계를 형성해 정상적으로 동작합니다.
🍀OSPF의 핵심, Neighbor(이웃) 관계
OSPF의 기본 동작은 ‘Neighbor’, 즉 이웃 라우터와의 관계 형성에서 시작됩니다.
각 라우터는 네트워크에 접속하면 주기적으로 Hello 패킷을 전송해 주변의 OSPF 라우터를 탐색합니다. 이 과정은 마치 “안녕하세요, OSPF 라우터 계신가요?”라고 먼저 인사하는 것과 비슷합니다. 상대 라우터가 응답하면 두 라우터는 서로를 이웃으로 등록하고, 이후 더욱 깊은 라우팅 정보 교환(Adjacency) 단계로 넘어갑니다.
Hello 패킷에는 다음과 같은 정보가 담깁니다.
- 라우터 ID
- 현재 알고 있는 Neighbor 리스트
- Area ID
- DR/BDR 후보 정보
- 인증 정보 등
이 과정을 통해 OSPF 라우터들은 신뢰할 수 있는 이웃 관계를 구축하고, 네트워크 변화에도 빠르게 적응할 수 있습니다.
🍀Router ID와 Loopback 인터페이스의 중요성
OSPF 라우터는 각자 고유의 Router ID를 갖습니다. 보통 Router ID는 가장 높은 IP 주소를 가진 Loopback 인터페이스의 주소가 자동으로 선택됩니다. Loopback 인터페이스를 사용하면 네트워크가 변해도 라우터 ID가 안정적으로 유지되어, 네트워크 관리가 쉬워집니다. 만약 Loopback이 없다면, 실제로 연결된 인터페이스들 중 가장 높은 IP를 가진 주소가 Router ID로 지정됩니다.
🤚DR(반장)과 BDR(부반장) 선출
여러 라우터가 한 세그먼트에 있을 때 OSPF는 DR(Designated Router)과 BDR(Backup Designated Router)을 선출합니다.
- DR(반장): 네트워크 내에서 모든 라우터의 링크 상태 정보를 취합하고 배포하는 역할을 합니다.
- BDR(부반장): DR에 문제가 생겼을 때를 대비해 예비 역할을 수행합니다.
DR/BDR 선출 기준은 우선 Priority 값이 높을수록, 같을 경우에는 Router ID가 높은 쪽이 선택됩니다. 관리자가 특정 라우터가 DR/BDR에 참여하지 않게 하려면 Priority를 0으로 설정하면 됩니다.
이러한 DR/BDR 구조 덕분에 네트워크 전체에 불필요한 정보 교환을 줄이고, 트래픽을 최소화할 수 있습니다.
💫실무에서 OSPF가 주는 이점
- 대규모 네트워크 관리에 최적 : OSPF는 Area, DR/BDR, Neighbor 관계 등 체계적인 구조로 복잡한 네트워크를 쉽게 관리할 수 있게 해줍니다.
- 빠른 장애 대응 : 네트워크 변화 발생 시 신속하게 경로가 재계산되고 반영됩니다.
- 효율적인 리소스 활용 : VLSM과 Area 분할 등으로 IP 주소 및 네트워크 자원을 아낄 수 있습니다.
OSPF는 이런 특성 덕분에 기업 네트워크, 데이터센터, ISP 백본 등 다양한 환경에서 표준처럼 자리 잡고 있습니다. 네트워크를 처음 배우는 분들도 OSPF의 구조와 핵심 개념만 잘 이해하면, 실전 환경에서도 훨씬 빠르고 안정적으로 라우팅 문제를 해결할 수 있습니다.
OSPF는 한마디로 “대규모, 변화 많은 네트워크를 위한, 똑똑하고 빠른 라우팅 프로토콜”입니다. OSPF의 원리와 구조를 한 번쯤 직접 손으로 그려보거나 시뮬레이터로 실습해 보면, 네트워크가 실제로 어떻게 동작하는지 훨씬 생생하게 이해할 수 있습니다.
IT 전공자로서 네트워크를 깊이 있게 배우고 싶다면, OSPF 에 대해 한번쯤은 공부해 보는 것이 좋습니다.
이상 블로그를 마치겠습니다.
감사합니다!😊