Routing Protocol
Routing Protocol은 라우터 간 통신 방식을 규정하는 통신 규약이다.
라우팅은 OSI 계층의 3계층에 해당하며 패킷의 경로를 결정하기 위해 라우터간 경로정보를 교환하는 작업이다.
이러한 정보를 교환하기 위해 사용하는 프로토콜이 Routing Protocol이다.
Routing Protocol의 종류
정적 라우팅 프로토콜(Static Routing Protocol)
: 관리자가 직접적으로 목적지 네트워크의 정보를 입력하는 프로토콜
장점
1. 사람이 직접 경로를 정해주면 Router는 그 경로를 따라 패킷을 전송하면 되기 때문에
CPU가 Best Path를 찾기 위한 계산을 하지 않아 Routing 속도가 빨라지고 메모리도 적게 사용한다.(성능이 좋아짐)
2. 자신의 정보를 외부로 전송하지 않아 보안에 좋다.
3. 관리자에 의해 Routing table이 유지,관리 되기 때문에 Routing table을 교환할 필요가 없어 대역폭을 절약할 수 있다.
단점
1. 관리자가 직접 네트워크 경로를 일일이 설정해야 하니까 불편하다.
2. 입력한 경로에 이상이 생겨도 Packet을 계속해서 그 경로로 전송한다.
3. 네트워크 변화를 감지하기 어렵고 확장성이 낮아 대규모 네트워크에서는 사용하기 힘들다.
동적 라우팅 프로토콜(Dynamic Routing Protocol)
: Router끼리 자동으로 서로의 네트워크 정보를 주고 받으며 네트워크 정보를 업데이트하는 프로토콜
동적 라우팅 프로토콜은 두 가지로 나뉜다.
내부 라우팅 IGP(Inner Gateway Protocol)
: AS 내부에서 도달가능정보를 주고받기 위해 사용
외부 라우팅 EGP(External Gateway Protocol)
: 외부의 AS와 통신을 하고자 할 때 도달가능정보를 교환하기 위해 사용
AS(Autonomius System)란?
: 동일한 라우팅 정책으로 하나의 관리자에 의하여 운영되는 네트워크,
즉 한 회사나 단체에서 관리하는 라우터 집단을 자율 시스템(AS : Autonomius System)이라 하며,
각각의 자율 시스템을 식별하기 위한 인터넷 상의 고유한 숫자를 망식별번호(AS Number)라고 한다.
망식별번호(AS Number)는 운영상 장점이 있는데
1. 인터넷상에서 독립적인 네트워크를 식별
2. 외부 네트워크와의 경로를 교환
3. 고유한 라우팅 정책을 구현
내부 라우팅 IGP의 종류
RIP(Routing Information Protocol)
- 가장 많이 사용되는 라우팅 프로토콜
- 홉(Hop)을 기준으로 최대 15홉까지 지원하므로 16개부터는 도착이 불가능해 큰 망에서는 사용할 수 없다.
- 30초마다 모든 라우터에 정보를 업데이트한다.
- 180초 이내에 정보가 수신되지 않으면 해당 경로를 이상 상태로 간주한다.
- Distance Vector 알고리즘이다.
장점
1. 경로 변화에 민감하게 반응하여 라우팅 정보를 갱신한다.
2. 구조가 간단하여 프로세서에 부담이 적다.
단점
1. 브로드캐스팅 방식이므로 네트워크에 부하를 준다.
2. 회선의 상태를 무시한 홉 수 계산 방식이므로 비효율적인 라우팅이 이루어질 수 있다.
IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)
- Distance Vector 알고리즘이다.
- 표준 프로토콜이 아닌 시스코에서 만들어낸 프로토콜로 RIP과 달리 시스코 라우터에서만 사용이 가능하다.
- 라우팅 업데이트는 (기본값) 90초마다 브로드캐스트된다.
- 대형 망에서 사용할 때 RIP의 제약(최대 홉 수 15개, 하나의 라우팅 메트릭)을
부분적으로나마 극복할 목적으로 만들어졌다.
- IGRP는 대역폭, 지연, 부하, MTU, 신뢰성을 포함하여 개별 경로에 여러 개의 메트릭을 지원한다.
- 최대 홉 수는 255(기본값 100)이다.
장점
1. Convergence time(수렴 시간)이 빠르다.
2. 중간 규모의 네트워크에 적합하다.
3. 다양한 요소에 대해 계산 후 최적의 경로 선정
4. 운영 및 설정이 간단하다.
5. 다중 경로 라우팅을 지원한다.
단점
1. 국제 표준이 아니다.
2. 계산 과정이 복잡하다.
EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
- Distance Vector인 IGRP를 발전시켜 만든 라우팅 프로토콜 (Advanced Distance Vector)
- 원래는 시스코에서 개발한 전용 프로토콜이었으나, 2013년부터 작업을 시작해 2016년 5월에 RFC 7868로 표준 제정되면서 다른 벤더사 장비에서도 합법적으로 구동 시킬 수 있게 되었다.
- 라우터 내 대역폭 및 처리 능력의 이용뿐 아니라, 토폴로지(망 구성 방식)가 변경된 뒤에 일어나는 불안정한 라우팅을 최소화하는데 최적화된 고급 거리 벡터 라우팅 프로토콜
- IGRP의 매트릭 방식을 그대로 사용하여 최적 경로를 선택한다.
- Link-state Routing Protocol처럼 네트워크 변화에 즉시 업데이트를 해준다.
장점
1. 경로 학습 방식이 Distance Vector이기 때문에 Link-state에 비해 비교적 리소스 발생이 적다.
2. 수렴 시간이 빠르다
3. 네트워크 변화에 즉시 반응하며, 최적경로에 문제가 생기면 대체경로를 최적경로로 설정하여 바로 변경 가능하다.
4. 메트릭 값이 같은 경로만 부하 분산이 가능한 RIP과 OSPF와는 다르게 EIGRP는 메트릭 값이 다른 경로로 부하 분산이 가능하다.
단점
1. 중소규모 네트워크는 문제없지만 대규모 네트워크에서 SIA 현상이 발생될 수 있어 관리가 힘들다.
경로를 잃은 라우터가 이웃장비에게 Query를 보내고 응답을 받기 위해 기다리는 상태를 Active 상태라고 한다.
SIA 현상이란 라우터의 Active 상태가 길어지는 것을 의미한다.
OSPF(Open Shortest Path First)
- 링크 상태(Link-State)라우팅 프로토콜이며, 국제 표준 프로토콜이다.
- 계층 구조를 가지고 있으며, 확장성이 뛰어나 중대형 규모의 복합망에 적합하다.
- VLSM을 지원하며 classless 라우팅 프로토콜
- SPF(Shortest Path First)알고리즘을 사용하는 링크 상태 프로토콜이다.
- 최적 경로를 결정하기 위해 비용 요소(metric)으로 대역폭 이용
- 링크 상태가 변경될 경우 변경 정보만 인접한 라우터로 전송
장점
1. OSPF는 area 단위로 구성되어 대규모 네트워크를 안정되게 운영할 수 있다.
2. 표준 라우팅 프로토콜이다.
3. Convergence time(수렴 시간)이 전반적으로 빠른 편이다.
4. 특정 area에서 발생하는 상세한 라우팅 정보가 다른 area로 전송되지 않아 큰 규모에서 안정되게 운영할 수 있다.
(재분배 설정을 통해 다른 area로 전송 가능)
단점
1. 계층적 구조를 반드시 따라야 하며, 설정이 어렵다.
2. SPF 알고리즘을 통해 직접 경로 계산을 하기 때문에 리소스 소모량이 많다.
라우팅 프로토콜 알고리즘의 종류
디스턴스 벡터 알고리즘(Distance Vector Algorithm)
- 라우터와 라우터간에 최적 경로만 따진다. 만약 그 최적 경로를 이용할 수 없게 되었을 때, 대체 경로를 마련하지 않고 있다가 그때서야 다른 경로를 찾기 시작하는 알고리즘이다.
링크 상태 알고리즘 (Link State Algorithm)
- 라우터와 라우터간에 모든 경로를 추구하며, 대체 경로를 마련해 놓고 최적 경로를 이용하지 못하는 상황이 발생하였을 때, 이미 지정해 놓은 대체 경로를 이용해서 곧 바로 찾아간다.
진보된 디스턴스 벡터 알고리즘(Advanced Distance Vector Algorithm)
- 디스턴스 벡터 알고리즘과 링크 상태 알고리즘이 결합한 알고리즘이다.
디스턴스 벡터 알고리즘으로 동작을 하지만, (최적경로만 교환 한다.)
링크 상태 알고리즘이 수행하는 목적지 서브넷, 메트릭, Next-hop, 정보도 포함한다는 뜻이다.
패스 벡터 알고리즘(Path Vector Algorithm)
- BGPv4라는 EGP 유형에 해당하는 프로토콜의 알고리즘이다.
Next-hop 정보나 BGP 라우팅 방식에 대한 내용 설명을 포함한다.
외부 라우팅 EGP의 종류
BGP(Border Gateway Protocol)
- AS 영역 별로 상호 간에 적용되는 라우팅 프로토콜
즉, 물리적인 라우터 간에 라우팅하는 관점이 아니라, AS 영역 간에 라우팅이 이루어짐
- 독립적으로 운용되는 대규모 네트워크 간에, 네트워크 정보를 교환하기 위해 주로 사용된다.
- 1989년 BGP version 1을 시작으로 1995년부터 현재까지 BGP version 4 활용(BGP라 함은 현재의 BGP-4를 의미)
- Distance Vector Routing Protocol (거리 벡터 라우팅 프로토콜)의 발전된 형태로 Path Vector Routing Protocol (경로 벡터 라우팅 프로토콜) 이라고도 불리움