라우팅

라우팅 프로토콜과 자율시스템

• 라우팅: 라우팅 테이블을 보고 목적지를 찾아가는것

 

• 라우팅 프로토콜: 라우터 간에 정보를 교환하기 위한 프로토콜

• 라우팅 프로토콜 임무 : 라우팅 테이블을 만드는 것

• 라우팅 프로토콜 AS의 내부이냐(IGP), AS 간이냐(EGP)로 나뉜다.

 

• AS: 자율시스템, 회사 네트워크, 라우팅 정보를 주고 받을 수 있는 영역,
• AS가 다르면 라우팅 정보를 주고 받으면 안된다.(범위, 보안)
• 라우팅 입장에서 인터넷은 AS들의 연결이다.

 

라우팅 프로토콜 분류

 

• IGP : AS 내부에서 라우팅 정보를 주고 받는 것, Distance Vector(RIP), Link State(OSPF),
• EGP : AS간에 라우팅 정보를 주고 받는 것, BGP(Path Vector)

 

라우팅 테이블

• 현재 네트워크에서 다른 네트워크로 데이터 전송시, 라우팅의 최적의 경로 데이터 전송
• 라우팅 가능한 이유: 각 라우터 라우팅 테이블 경로 정보가 등록되어 있기 때문

 

• 라우팅 테이블 등록방법: 자동으로 등록하는 방법, 네트워크 관리자가 수동으로 등록하는 방법
• 라우팅 테이블 자동 등록 방법: 대규모 네트워크에 적합, 라우터 간 경로 정보 교환, 라우팅 테이블 정보 자동 변경

 

라우팅 과정

1. 패킷을 수신시 라우터는 ip 헤더의 수신지 IP 주소를 확인
IP 주소와 서브넷 마스크의 논리합 계산, 네트워크 ID 확인
2. 수신지 네트워크 주소 바탕, 라우터의 라우팅 테이블 검색
라우팅 테이블 기술: 수신지 네트워크와 서브넷 마스크, 다음 단계의 중계 라우터, 전송을 위한 인터페이스
3. 수신 경로, 확인후, IP 패킷 라이프 타임 1 감소, IP 헤더 검사합 재계산, 데이터 링크 계층 헤더 교체
4. 1~3 반복, 다음 네트워크로 중계

거리벡터 라우팅(Distance Vector Routing) 개요

정의: 거리와 방향만을 유지하며 이웃 라우터와 주기적으로 라우팅 테이블을 교환
두 노드 사이의 최소 비용 경로의 최소 거리를 갖는 경로, 벨만 포드 알고리즘 사용

* 벨만 포드 알고리즘:

거리벡터 라우팅 기본 동작

내가 아는 전체 AS 정보를 이웃하는 라우터와 주기적으로 주고 받는다.
예) A는 A가 1,2,3번 네트워크가 연결되어 있다고 이웃한 B,F, E 라우터에게 주기적으로 알려준다.

라우팅 테이블 구성:

1. 자신과 AS내의 모든 라우터와의 거리를 구한다.

2. 초기 라우터 값에서 근처의 라우터C에서 받은 정보에 라우터C와의 거리를 더한 수정 테이블을 구성하고
기존 테이블 값과 비교해서 작은 값으로 새로운 라우팅 테이블을 구성한다.

3. 모든 테이블에 대해서 반복하여 라우팅 테이블 완성

RIP: Routing Information Protocol

라우팅 테이블에서 목적지는 일반적으로 네트워크가 된다.
홉수로 나타냄,

 

거리벡터 라우팅 장점:

• 라우터의 메모리 절약
• 구성이 간단

 

거리벡터 라우팅 단점:

• 주기적인 라우팅 테이블 교환으로 인한 트래픽 낭비
• 최대 홉 카운트 제한으로 인한 대규모 네트워크 부적합

 

거리벡터 라우팅 특징

• 전체 네트워크 토폴로지는 알지 못하고 자신과 이웃의 라우터 갱신정보로 최소 비용계산
• 경로 비용에 변화시, 이웃에게 새로운 거리 비용 백터 보냄, 정보 갱신
• 비동기적, 반복적으로 변화업을 때까지 수행
• 대표적알고리즘: 벨만포드 알고리즘

[거리벡터 라우팅, 링크상태 라우팅 비교]

구분	항목	거리벡터(Distance Vector)	링크상태(Link State)
경로 설정	기준	거리와 방향 기준	전체 토폴리지 고려
	주요 메트릭	Hop count	Symbolic length
	계산 방식	라우터간의 거리 합산	다른 라우터까지의 최단 경로 계산
	알고리즘	벨만-포드	다익스트라
갱신	대상	인접 라우터	모든 라우터
	시점	일정 주기	링크 변화 발생시(이벤트)
	교환 정보	라우팅 테이블	링크 상태 정보
라우팅테이블	라우팅 테이블 정보	이웃 라우팅 정보	네트워크 전체
	필요 메모리	적음, 적은 라우팅 테이블	많음. 큰 라우팅 테이블
	전송	테이블 전체 전송	변경된 정보만 전송
규모		작은 규모 네트워크 적합	큰 규모 네트워크 적합
장단점	장점	라우팅 테이블 작음 -> 메모리 절약 동작수행속도 빠름	컨버전스 타임[footnote]라우터간에 서로 변경된 정보를 주고 받는 데 걸리는 시간 빠름 라우팅 테이블 교환 오버헤드 감소 필요 정보만 교환 -> 네트워크 트래픽 감소 최적경로 찾아냄
	단점	컨버전스 타임이 느림 주기적 정보교환 ->네트워크 트래픽 과다 네트워크 변화 감지 소요시간 김 변경 최적경로가 아닐 수 있음	라우팅 테이블 메모리 대량 소모 SPF 등 경로계산을 위한 CPU 부하 발생