OSPF / BGP

CinnamonTree·2022년 6월 13일
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네트워크

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Routing process 다음과 같이 2개 이상 필요하다.
intra-ISP routing: OSPF
routing among ISPs(inter-ISP routing): BGP

router의 개수가 수천만개가 되기 때문에, routing path를 찾기 쉽지 않고 router 개수가 증가할수록 복잡도가 높다.
현재까지 모든 router는 identical하고 network가 flat하다고 가정하고 공부했지만, 실제는 그렇지 않다.

  1. routing table에 모든 destination을 저장할 수 없다.
    -> 따라서 forwarding table에 보통 longest prefix matching 방식으로 동작하고, subnet으로 표현되어 있다.

  2. 외부의 간섭 없이 자신의 네트웍을 제어하려는 성향이 있다.

위를 고려하여 routing algorithms을 만든다.

aggregate routers는 autonomous system(AS)(a.k.a domain)으로 알려져 있다.

  • 같은 AS안의 router들은 같은 intra-domain protocol을 수행해야 한다.
  • 다른 AS에 있는 router들은 다른 routing protocol을 수행할 수 있다.
  • AS의 edge에는 gateway router라는 다른 AS로 가는 router가 존재한다. 해당 router는 dual protocol stack을 가지고 있다(경계에 놓여서 다른 2개의 프로토콜을 이해해야 interpret 하기 때문에)
  • gateway는 intra말고도 inter-domain routing알고리즘도 수행해야 한다.

Inter-AS routing(BGP)

AS1 에서 AS2로 가는 패킷을 AS1의 라우터 중 하나가 받았을 때, 1c로 보내야 할 지 1d로 보내야 할지 모름 -> inter-AS routing은 모든 라우터들이 수행해야 함

  • 각각의 AS는 자신을 통해서 어떤 destination에 도달할 수 있는지 reachability를 AS내에 전파한다.
  • 다른 AS를 통해 어떤 목적지로 갈 수 있는지 배운다.

eBGP: exterial: 다른 AS를 통해 접근 정보를 받아옴
iBGP: interial: 같은 AS의 다른 라우터에 접근 정보를 전파한다.

Prefix + Attributes(AS Path, Next hop)
ex: AS2, AS3, X: x는 prefix
policy에 기반해서 짧은 route를 선택한다.

Intra-AS routing

OSPF routing: Open shortest path first

  • open: 공개적인 알고리즘임
  • link-state 알고리즘이다.
  • 자신의 topology정보를 raw-IP통신을 하여 broadcast한다.
  • 모든 OSPF메시지는 authenticated.
  • 계층적 OSPF
  • 반드시 백본영역 (위 사진에서 Area 0)이 반드시 존재해야함
  • OSPF는 변화가 생길 때 바로 전달하기 때문에 컨버전스 타임 (Convergence Time)이 빠르다.
    교환해야 할 메시지 숫자가 크기 때문에 계층 구조를 도입함.
    area단위로 shortest path를 찾아내고, area의 border router가 backbone을 통해 packet을 forward한다.

achieving policy

ISP들은 고객들의 네트워크만 전달하고 싶어함.
dual-homes: 두개의 네트웍에 연결된 경우

  • 만약 x가 B->C로 가는 데이터를 전달하고 싶지 않는다면 B에게 C로가는 경로를 advertise하지 않는다.
  • A가 w로 가는 path(Aw)를 B와 C에 advertise하면
    B는 BAw path를 C에게 알려주지 않는다.
    why?: B에게 이점이 없기 때문에, C,A,w는 B의 고객이 아니기 때문에
    따라서 C는 CAw경로를 사용한다.

Route Selection

다음과 같은 순서로 route를 선택할 수 있다.
1. local preference value attribute: policy decision
2. shortest AS-PATH
3. closest NEXT_HOP router: hot potato routing
4. additional criteria

Hot potato routing

AS를 많이 거치는 경로임에도 불구하고(hop이 더 많음) least intra-domain cost를 선호하는 path(local gateway)를 선택함.

congestion, bandwidth 등을 기반으로 정해서 AS마다 link weights는 숫자는 동일하지만 의미가 다를 수 있다.

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