라우팅 프로토콜 (네트워크)

라우팅 프로토콜(Routing Protocol)

라우터가 패킷을 전달할 때 가장 기본적으로 참조하는 프로토콜이며, 이 프로토콜이 설정되어 있지 않으면 라우터는 자신과 직접 연결되어 있는 네트워크가 아닌 다른 네트워크로 패킷을 전달하지 못한다. 라우팅 프로토콜은 한 가지만 존재하는 것이 아니라 여러 가지가 존재하며, 어떠한 라우팅 프로토콜을 사용하느냐에 따라 라우터가 패킷을 보내는 경로가 틀려질 수 있다.

정적 라우팅(Static Routing)

정적 라우팅은 라우터에 라우팅 테이블 구성을 자동이 아닌 수동으로 설정하는 방식이다. 모든 네트워크에 대한 경로 설정을 수동으로 해야 하는 단점이 있지만, 라우터의 자원을 가장 적게 사용하는 라우팅 방식이기도 하며, 대규모 네트워크에서 사용하기에 적합하지 않다.

동적 라우팅(Dynamic Routing)

동적 라우팅은 라우터에 라우팅 테이블 구성을 수동이 아닌 자동으로 설정하는 방식으로, 우회 경로를 자동으로 찾기 때문에 네트워크에서 중요한 요소인 가용성을 높여주는 프로토콜이다. 그러나 정적 라우팅보다 라우터의 자원을 많이 사용한다는 단점이 있다.

Distance Vector 라우팅 프로토콜

거리 벡터 라우팅 프로토콜

• Bellman Ford 알고리즘을 사용하여 라우팅 테이블을 자신과 직접적으로 연결된 다른 이웃 라우터에게 주기적(RIP:30초, IGRP: 90초)으로 Broadcast 주소인 255.255.255.255를 사용하여 전송함
• 라우팅 정보 업데이트는 네트워크 상태 변화와 무관하게 무조건적으로 이루어짐
• 네트워크의 규모가 커지면 커질 수록 업데이트 정보의 양이 증가할 수 밖에 없음
• 그러므로 대규모의 네트워크 보다는 소규모의 네트워크에 적합함
• 동일한 라우팅 프로토콜을 사용하는 라우터들이 같은 라우팅 정보를 가지게 되는 상태를 라우팅프로토콜이 또는 네트워크가 수렴(Convergence)했다고 함
• 거리 벡터 라우팅 프로토콜을 사용하는 네트워크에서는 라우터들이 주기적으로 업데이트 동작을 하기 때문에 네트워크의 크기가 크면 클 수록 라우팅 프로토콜의 수렴에 상당한 시간이 소요 됨
• 정해진 주기의 시간이 도래하면 각 라우터들이 상호간에 자신의 라우팅 테이블을 이웃 라우터와 교환함으로써 자신에게 없었던 경로 정보를 추가 또는 업데이트하여 라우팅 테이블을 완성해 나가고 이를 기반으로 패킷을 전송함
• 거리 벡터 라우팅 프로토콜의 주기적인 업데이트라는 고유한 특성으로 인하여 라우팅 테이블의 수렴문제는 항상 이슈가 될 수 밖에 없음
• 따라서 라우터가 패킷을 목적지 장치에 정상적으로 전달하지 못하는 문제가 발생할 수 있음
• 거리 벡터 라우팅 기술 기반의 라우팅 프로토콜은RIP, IGRP, EIGRP등이 있음
• 이들 라우팅 프로토콜은 전술한 문제점과 그러한 문제를 유발하는 상황을 방지하기 위하여 여러 가지 해결책을 사용하고 있음

Link State 라우팅 프로토콜

링크 상태 라우팅 프로토콜

• 링크 상태 라우팅 프로토콜은 다익스트라(Dijkstra) 또는 최단 경로 우선 (SPF : Shortest Path First) 알고리즘을 사용하여 목적지까지의 최단 경로를 계산한 후 이를 기초로 패킷을 전송하는 방법
• 각 라우터에 직접 연결되어 있는 링크의 정보를 같은 네트워크의 모든 라우터들에게 알려주어야 하는데 이를 위해 링크 상태 패킷(LSP; Link State Packet)을 생성
• 이 정보를 받은 라우터들은 링크 상태 정보를 참조하여 최단 경로를 결정함
• 다익스트라 알고리즘은 출발지 장치에서 목적지 장치까지의 모든 링크를 이용하는데 소요되는 비용(Cost)를 누적 계산하여 이 값이 가장 작게 나오는 경로를 선택하는 방식이며, 이 방식을 사용하는 라우팅 프로토콜은 OSPF가 있음
• 경로 비용을 변경하면 패킷을 원하는 방향으로 우회 시킬 수 있음
• 거리 벡터 라우팅 프로토콜은 5단계를 거쳐 최단 경로를 결정하고 라우팅 테이블을 완성한 후, 이를 기반으로 패킷을 전달함
  • 1단계 : 각 라우터는 자신의 활성화되어 있는 인터페이스를 통해 직접 연결된 모든 링크 상태 정보를 취득
  • 2단계 :직접 연결되어 있는 라우터에 헬로(Hello[EIGRP,OSPF]) 패킷을 보내 자신과 동일한 링크 상태 라우팅 프로토콜을 사용하고 있는지 확인
  • 3단계 :각각의 라우터는 LSP라는 링크 상태 패킷을 생성
  • 4단계 :동일한 링크 상태 라우팅 프로토콜을 사용하는 모든 라우터들에게 자신이 생성한 LSP를 전달하고, 이 정보를 수신한 라우터들은 직접 연결된 장치의 링크 값 및 원격지(직접 연결되지 않는 네트워크 연결구간)에 대한 링크 값을 확인함
  • 5단계 : 라우터는 학습한 링크 값 및 네트워크 정보를 토대로 SPF 알고리즘이나 다익스트라 알고리즘을 사용하여 최적의 경로를 계산하고 라우팅 테이블 반영

Dynamic and Static 라우팅 프로토콜

라우팅 프로토콜이란?

• 라우팅 정보를 교환하고 이를 기초로 최적의 경로를 라우팅 테이블에 유지하고 기록하는데 사용되는 모든 프로세스, 알고리즘, 메시지
• 크게 동적 라우팅 프로토콜(Dynamic Routing Protocol)과 정적 라우팅 프로토콜(Static Routing Protocol)로 이루어져 있음

동적 라우팅 프로토콜(Dynamic Routing Protocol)

• 라우팅 정보 교환 등이 라우팅 프로토콜을 통해 이뤄짐
• 동적 라우팅 프로토콜의 첫 번째 프로토콜은 RIP(Routing Information Protocol) 이며, 1982년에 공개 되었음
• 설정이 어렵지 않으나, 동작하는 방식을 정확히 알아야 함
• 주기적 또는 비주기적으로 라우팅 프로토콜의 특성에 따라 라우팅 정보를 업데이트함
• 정적 라우팅 프로토콜에 비하여 라우터의 자원을 많이 사용
• 네트워킹 장치 및 링크의 장애로 인해 패킷을 주고 받아왔던 경로를 사용하지 못하게 되면 자동으로 우회 경로를 찾아 통신 세션의 연속성을 지원하므로 네트워크 가용성에 큰 도움을 줌
• 동적 라우팅 프로토콜은 기본적인 동작 방법
  • 거리 벡터 라우팅 프로토콜
  • 링크 상태 라우팅 프로토콜
• 만약 새로운 경로가 발견되면 이에 대한 네트워크 정보를 주고받아 자동으로 라우팅 경로를 갱신함

정적 라우팅 프로토콜(Static Routing Protocol)

• 동적 라우팅 프로토콜과 달리 네트워크 상황 변화에 자동으로 적응 못함
• 라우팅 테이블을 수동으로 설정해야 하는 번거로움이 있음
• 동적 라우팅 테이블에 비해서 라우터의 자원 사용이 적음
• 동적 라우팅과 정적 라우팅은 네트워크 상황에 따라서 어떤 라우팅 프로토콜을 사용하는 것이 좋은지 판단해야 함
• 하나의 네트워크에 정적 라우팅과 동적 라우팅을 동시에 선언하는 것도 가능
  • 
  • 이렇게 두가지를 동시에 선언하면 라우터는 Default Administrative Distance값이 가장 작은 프로토콜을 참조한다.
  • EIGRP 는 90