11주차-2

Chooooo·2023년 1월 20일

컴퓨터네트워크

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컴퓨터네트워크 수업 내용 복습 !

OSPF 알고리즘과 BGP 알고리즘

지금까지 공부한 라우팅 알고리즘은 "이상적"인 상황만 가정함. 모든 라우터들이 동일하고, 네트워크가 평평하고... 실제로는 이렇지 않음.

보통 scale은 billions of destinations

확장 가능한 라우팅에 대한 인터넷 접근 방식.

라우터를 일명 자율 시스템(autonomous systems)(AS)으로 알려진 영역으로 통합한다.

intra-AS

동일한 AS(자율 시스템) 내 라우팅.
AS의 모든 라우터는 도메인 내 프로토콜에서 동일하게 실행되어야 한다.
서로 다른 AS에 있는 라우터는 서로 다른 도메인 내 라우팅 프로토콜을 실행할 수 있다.
게이트웨이 라우터: 자체 AS의 "edge"에 다른 AS의 라우터에 대한 링크가 있다.

OSPF가 link state를 쓴다는 것을 인지하자.

OSPF는 계층적(hierarchical OSPF)

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inter-AS

AS간의 라우팅
게이트웨이는 inter-domain 라우팅뿐만 아니라 intra-domain 라우팅도 수행.
즉 AS간의 라우팅 뿐만 아니라 동일한 AS내 라우팅도 지원한다는 뜻인듯

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라우팅 알고리즘에서는 우리는 네트워크를 단순히 상호연결된 라우터들의 집합으로 가정했다. 하지만 실제 네트워크는 동일한 관리 제어 하에 있는 라우터의 그룹으로 구성되어 있다. 이 라우터들의 그룹은 자율 시스템(autonomous system)이라고 한다.

어떤 ISP는 네트워크를 여러 개의 AS(자율 시스템)로 나누기도 하고 하나의 거대한 AS를 구성해 관리, 제어 하기도 한다. 이 AS안에서 라우팅 경로를 찾는 프로토콜을 AS 내부 라우팅 프로토콜(intra-AS)이라고 한다. 이 AS 내부 라우팅 프로토콜에 사용되는 프로토콜은 OSPF가 있다. OSPF는 링크 상태(link state) 알고리즘으로 각 라우터들은 전체 AS에 대한 링크 비용을 완전히 파악하고 있다. OSPF가 제공하는 서비스는 다음과 같다.

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인증을 통한 보안
복수 동일 비용 경로
유니캐스트와 멀티캐스트 라우팅의 통합 지원
단일 AS 내에서의 계층(hierarchical) 지원

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위의 OSPF가 AS 내 라우팅 프로토콜이라면

AS 간의 라우팅(inter-AS) 프로토콜도 필요할 것이다. 이 자율 시스템 간 라우팅 프로토콜은 BGP가 있다. BGP는 이웃한 AS로부터 접근 가능한 서브넷 접두부 정보를 얻어 이 서브넷 접두부(prefix?)로의 가장 좋은 경로를 결정한다.

BGP는 각 AS를 다음과 같은 수단으로 제공합니다. (그룹 간 정보 전달)

• eBGP: 인접 AS들에서 서브넷 도달 가능성 정보를 가져옵니다.

• iBGP: 도달 가능성 정보를 모든 AS 내부 라우터에 전파합니다.

(하나의 라우터 그룹을 AS하나라고 보면 돼)

• 도달 가능성 정보 및 정책을 기반으로 다른 네트워크에 대한 "좋은" 경로를 결정

빨간색이 eBGP, AS 내부에서 연결된 파란색이 iBGP

BGP메세지를 보낼 때는 반영구 TCP connection을 통해서 보낸다.

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BGP가 경로(route)를 advertise(알릴 때) : prefix + attribute를 통해서 알린다.

prefix는 목적지 주소

attributes는 속성. 두 가지 중요한 속성이 있다.

AS-PATH :
NEXT-HOP , 일단 이 두가지 속성이 중요하다고 알고 넘어가.

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이 최고의 경로는 AS-PATH와 NEXT-HOP이라는 두 가지 속성을 이용해 파악한다. AS-PATH는 알림 메세지가 통과한 노드를 기록하는 속성이고, NEXT-HOP는 AS-PATH를 시작하는 라우터 인터페이스의 IP주소를 기록하는 속성이다.

이 BGP에 사용되는 단순한 알고리즘인 뜨거운 감자(hot potato routing)을 알아보자.

이 뜨거운 감자(hot potato routing) 알고리즘은 위의 NEXT-HOP와 AS-PATH 속성을 이용해 최적의 경로를 결정한다. 이 알고리즘에서는 바깥 AS의 경로는 신경쓰지 않고 우선 NEXT-HOP으로 가는 최선의 경로만을 계산한다. 감자가 너무 뜨겁기 때문에 빨리 다른 사람(AS)에게 넘겨주는 방식이라서 뜨거운 감자 알고리즘이라고 불린다.

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그림에서처럼 AS2 라우터 2c는 경로 알림 (AS3, X)를 AS3 3a에서 eBGP를 통해서 전달 받는다.

AS2 라우터 2c는 해당 경로(AS3, X)를 수용한 후 AS2 내의 모든 라우터에 전파한다.(iBGP)

다시 AS2 라우터 2a는 eBGP로 경로(AS2, AS3, X)를 AS1 라우터 1c에게 전달한다.

policy에 따라서 들어오는 경로가 여러가지면 더 짧은 것을 선택해.

즉 AS1 gateway 라우터 1c는 경로(AS3, X)를 선택하고 AS1 내부의 라우터들에게 전파한다.(iBGP)

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BGP 메세지를 TCP connection을 통해서 주고 받는데, 메세지 종류에는

OPEN, UPDATE, KEEPALIVE, NOTIFICATION이 있다.

왜 intra, inter 라우팅을 사용하는가

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이 BGP에 사용되는 단순한 알고리즘인 뜨거운 감자(hot potato routing)을 알아보자.

이 뜨거운 감자(hot potato routing) 알고리즘은 위의 NEXT-HOP와 AS-PATH 속성을 이용해 최적의 경로를 결정한다. 이 알고리즘에서는 바깥 AS의 경로는 신경쓰지 않고 우선 NEXT-HOP으로 가는 최선의 경로만을 계산한다. 감자가 너무 뜨겁기 때문에 빨리 다른 사람(AS)에게 넘겨주는 방식이라서 뜨거운 감자 알고리즘이라고 불린다.