[CS] 네트워크 - IP 프로토콜의 이해 - 라우팅 프로토콜

간단한 라우팅 프로토콜

최단 경로 라우팅

• 거리 기준은 다양하지만 일반적으로 중간에 거쳐가는 홉(hop)의 수로 판단한다.
• 패킷이 목적지로 가는 동안 거치는 라우터 수간 최소가 되도록 경로를 선택한다.
• 기타 거리 기준은 패킷의 전송 지연, 전송 대역폭, 통신 비용 등이 될 수 있다.

플러딩

• 라우터가 입력된 패킷을 출력 가능한 모든 경로로 중개하는 방식이다.
• 네트워크에 패킷이 무한 개 만들어질수 있는 위험이 있다. (홉 수를 일정 범위로 제한하고 제거해야 한다.)
• 중요한 데이터를 모든 호스트에게 동시에 전달하는 환경에서 제한적으로 사용한다.

 

거리-벡터 프로토콜

라우터가 자신과 직접 연결된 주변 라우터에게 라우팅 정보를 교환하는 방식이다.

• 전체 네트워크에 대한 지식이 필요하다.
• 이웃 라우터에게만 전달하며, 일정한 주기로 정보를 공유한다.

교환 정보는 전체 네트워크에 속하는 개별 네트워크까지 걸리는 거리 정보이다.

개별 라우터에서는 다음과 같은 필수 정보를 유지해야 한다.

• 링크 벡터: 직접 연결된 네트워크에 대한 연결 정보이다.
• 거리 벡터: 전체 개별 네트워크에 대한 거리 정보이다.
• 다음 홉 벡터: 개별 네트워크로 가기 위한 다음 홉 정보이다.

RIP(Routin Information Protocol)

• 대표적인 거리 벡터 방식이다.
• 소규모 네트워크 환경에 적합하다.
• 주변 라우터가 제공하는 거리 벡터 정보가 임의의 짧은 시간 내에 모두 도착해야 한다. (하지만 현실적으로 구현이 어렵다. UDP를 사용해서 패킷 손실이 날 수 있기 때문이다.)
• 라우팅 정보 수정하는 시점은 다음과 같다.
  • 거리 벡터 정보가 새로운 네트워크 주소면 적용한다.
  • 목적지까지 지연이 더 적으면 기존 경로를 대체한다.
  • 거리 벡터 정보가 입력되면 등록 정보를 수정한다.

 

링크 상태 프로토콜

거리-벡터 프로토콜의 단점을 개선했다.

• 주변 상황에 변화가 있을 때 정보를 보낸다.
• 주변 라우터까지의 정보를 보낸다.
• 모든 라우터에게 전달한다.
• (거리-벡터에서는 전체 라우터의 정보를 주변에만 전달함.)

플러딩 방식을 사용해서 정보를 전달한다.

OSPF(Open Shortest Path First) 프로토콜이다.

 

외부 라우팅 프로토콜

외부 라우팅 프로토콜에서 사용하는 경로 벡터는 경로에 관한 거리 정보 값이 필요 없는 방식이다.

내부 라우팅 프로토콜과의 차이는 다음과 같다.

• 거리에 대한 처리 과정이 없다.
• 목적지 네트워크에 도착하기 위한 자율시스템에 대한 내용만 포함한다.

 

BGP(Border Gateway Protocol)

인터넷에서 많이 사용한다.

서로 다른 종류의 자율시스템 간 정보 교환이 가능하다.

TCP를 이용해서 정보를 교환한다.

메시지 종류

• Open: 연관을 생성한다.
• Update: 경로 관련 정보를 전달한다.
• KeepAlive: Open에 대한 응답 기능과 주기적인 연관 확인 기능이다.
• Notification: 오류 상태를 통보한다.

계층적 라우팅이 필요하다.

• 평면적 라우팅은 확장이 어렵다. (저장 공간, 합의에 도달하는 시간)
• 목적지까지의 거리가 멀수록 더 적은 정보를 이용하는 것이 타당하다.
• 영역 계층 구조로 해결한다.

영역

• 망을 영역들로 분할한다.
• 망 노드는 계층적 주소를 부여한다.
• 영역 내부에 각 노드가 다른 노드로 가는 경로를 가지고 있다.
• 영역 외부에 각 노드가 다른 top-level 영역으로 가는 경로만 보유하며, 영역 간 패킷은 적절한 border router에 전달한다.

인터넷의 영역 계층구조

• 자율시스템(AS)
  • 하나의 기술적 관리 하에 있는 라우터들의 집합이다.
  • AS 안에서는 IGP와 패킷을 전달하기 위함 공통 메트릭을 이용한다.
  • 다른 AS로 전달하기 위해서는 EGP를 사용한다.
  • 하나의 AS안에서 여러 IGP를 사용할 수 있지만, 외부에는 하나의 AS로만 인식된다.
  • 각 AS는 유일한 ID를 할당한다.
  • AS는 피어(peer) 역할이다.