라우팅(Routeing)의 개념과 종류(RIP, IGP, EIGRP, OSPF, BGP)

라우팅(Routing)이란?

라우팅은 네트워크 안에서 통신 데이터를 보낼 때 최적의 경로를 선택하는 과정을 라우팅이라 부릅니다.

여기서 최적의 경로라 함은, 데이터를 가장 짧은 거리 또는 가장 적은 시간 안에 전송 할 수 있는 경로입니다.

 

실생활에서 예로 들자면, 네비게이션에서 목적지를 검색하여 경로 안내를 하면 실시간 교통 정보를 파악하여 같은 목적지여도 다른 경로를 안내하는 것이 네트워크에서 라우팅이라 볼 수 있습니다.

 

라우팅 종류

라우팅 종류에는 크게 2가지 유형으로 구분 됩니다.

 

정적(Static) 라우팅

 정적 라우팅은 네트워크 관리자가 직접 네트워크 경로를 수동으로 구성하고 선택할 수 있습니다.

 이 라우팅 방식은 A에서 B까지의 라우팅 경로가 변하지 않고 일정하게 유지될 것으로 예상되는 경우에 사용 합니다.

 다만 관리자가 수동으로 추가해야하기 때문에, 경로가 복잡할 경우 작업 효율성이 떨어지고, 장애 발생시 예비 라우팅 경로가 없다면 대처하기 어려울 수 있습니다.

 

동적(Dynamic) 라우팅

 동적 라우팅은 네트워크 조건이 일정하지 않고 지속적으로 변화할때 선택할 수 있습니다.

 이 라우팅 방식은 A에서 B까지의 라우팅 경로 사이에 네트워크 속도, 트래픽, 장애 등 다양한 변화가 있을 경우에 사용 합니다, 동적 라우팅에는 아래와 같이 있습니다.

 IGP(Inner Gateway Protocol) : 같은 AS 내부의 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜

 

 EGP(External Gateway Protocol) : 다른 AS 간의 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜(IGP <-> IGP)

 

AS(Autonomius System)은 무엇인가?

 IP처럼 네트워크 관리자에 의해 관리되는 라우터 그룹을 의미합니다, 1~65536 까지의 숫자를 부여할 수 있으며,

 IP 번호의 10.0.0.0/8 , 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16 처럼 사설 AS가 존재하며 64510~65530 까지가 사설 번호 입니다.

 IP와 마찬가지로 ISP 혹은 네트워크를 사용하는 기업마다 IANA에게 AS를 부여받아 사용중입니다.

 

 

라우팅 프로토콜

 동적 라우팅에는 다양한 라우팅 프로토콜이 존재합니다.

 

  RIP(Routing Information Protocol)

1. 최소 홉 카운트(Hop Count)를 파악하여 라우팅하는 프로토콜
2. 거리와 방향(Distance Vector)으로 길을 찾아가는 동적 프로토콜
3. 홉 카운트가 적은 경로를 택하여 라우팅 테이블에 저장한다.
4. 최대 홉 카운트가 15이기 때문에 IGP 에서 사용한다.
5. 홉 카운트 15를 초과할 경우 Routing looping 이 발생할 수 있다.
6. 라우팅 테이블을 30초마다 업데이트 한다.
7. 다른 라우터로부터 정보를 받지 못했을 경우 180초 동안 대기 후 변화를 감지한다.
8. 라우팅 정보를 수신하지 못했을 경우 Hold down 상태로 전환한다.
9. 상태 전환 이후 60초 동안 정보를 수신하지 못했을 경우 라우팅 경로를 삭제한다.
10. 단순 홉 카운트만 파악하여 경로를 결정하기 때문에 네트워크 속도는 무시한다.
11. DV 방식이기 때문에 네트워크 변화 감지가 느리다. (Low Convergence Time)
12. DV 방식이기 때문에 트래픽 낭비가 있다. (30초마다 업데이트)

   * Hold down : 특정 시간동안 들어오는 정보를 무시하고 대기하는 상태

 

  IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)

1. 시스코에서 개발한 거리 벡터 라우팅 프로토콜
2. 최대 홉을 255로 확장하여 중형 네트워크에서 사용 가능
3. 메트릭 계산에 지연과 대역폭, 신뢰성, 로드, MTU 등을 계산에 포함
4. 다중 경로를 지원하여 동일하지 않은 경로를 6개까지 유지 가능
5. 표준 프로토콜이 아니라 시스코 라우터만 사용 가능
6. 같은 AS 번호를 가져야 통신 가능
7. IP통신을하며 RIPv2와 달리 Classful Routing 이다.
8. 90초마다 라우터 정보를 브로드캐스팅, 변화가 생기면 즉시 업데이트

  EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

1. IGRP를 기반으로 한 개방형 라우팅 프로토콜
2. 거리 벡터 라우팅 프로토콜에 기초하고, 링크 상태(Link-State) 방식이 더해짐 - Hybrid형
3. IGRP와 동일한 메트릭 계산을 사용(Bandwidth, Load, Dealy, MTU, Hop Count)
4. Classless Routing을 지원
5. Process-ID로 AS번호를 사용
6. RTP(Reliable Transport Protocol) 를 사용하여 신뢰성이 높고 업데이트를 빠르게 전달, 데이터 수신을 추적할 수 있다.
7. 최대 홉은 224
8. Hold down을 사용하지 않고 Dual을 기반으로 해 루프를 방지한다.
9. 라우팅 업데이트에 부하를 최소화하기 위해 부분적 업데이트와 제한적 업데이트 수행
10. 정보 교환을 위해 이웃(neighbor)을 확인해 인접 관계를 구성하고, 이때 사용하는 패킷을 hello packet이라고 한다, 이 패킷은 링크 속도에따라 다르고, 관계를 유지하는 시간도 다르다.
11. 라우팅시 와일드 마스크를 사용한다.

*부분적 업데이트 : 테이블에 변경사항이 있는경우 전체를 포함하지 않고 변경된 사항만 업데이트

*제한적 업데이트 : 영향이 있는 라우터들에게만 메시지를 보냄

*EIGRP 패킷 : Hello, Query, Reply, Update, Acknowledgement 이 있다.

 

  OSPF(Open Shortest Path First)

1. 링크 상태 라우팅 프로토콜
2. 최단 경로 우선(SPF), 다익스트라(dijkstra)알고리즘을 이용하여 각 목적지의 거리를 계산
3. Area 단위로 구분되며, 복수 개의 OSPF 프로세스를 구분하기 위해 라우터 기기 내에서 독립적인 Process ID 사용
4. 라우팅 정보 업데이트 시 224.0.0.5,6의 멀티캐스트 주소와 89번의 포트 번호 사용
5. 네트워크 변경사항 발생시 즉시 업데이트, 30분마다 갱신
6. Area 개념을 사용하여 전체 네트워크를 작게 나눌 수 있음, 단 Area-id가 0이면 백본 영역이 존재해야 하며 백본이 아닌 Area는 영역과 직간접적인 방식으로 연결되어야 함
7. VLSM(가변길이 서브넷마스크)를 지원하는 Classless 라우팅 프로토콜하여 자원 사용 효율성 증가
8. 라우팅 정보 요약(summary)를 지원하여 여러개의 라우팅 정보를 하나로 묶어 처리 가능
9. 홉 카운트 제한 없음
10. 메트릭에 복잡한 요인이 있어 경로 설정이 더 정확
11. 계층적 구조를 가지고 있어 백본을 경유하도록 하는 구조로 구성하면 효율성이 증가
12. neighbor 관계를 가지고 있다, 서로 동일한 area에 있어야 맺을 수 있다.
13. Cost 값으로 거쳐가는 링크의 대역폭을 기준, 낮을수록 좋다.
14. DR과 BDR이 존재하며 DR이 다운되면 BDR로 이어진다. DR과 BDR의 구분은 priority 값으로 구분한다.

*224.0.0.5 : OSPF를 사용하는 모든 라우터용

*224.0.0.6 : DR(Designated Router)와 BDR에게 사용된다.

*OSPF 패킷 : Hello, DBD(DD), LSR, LSU, LSAck

*우선순위(priority) 값 : 낮을수록 높은 순위, 1~255까지 설정 가능

 

 

  BGP(Border Gateway Protocol)

1. BGP에는 iBGP와 eBGP가 있다.
2. AS 넘버를 사용하며 하이브리드 방식(거리벡터, 링크상태) 라우팅 프로토콜을 사용한다.
3. 링크상태 방식이 좋다, 컨버전스 시간이 빠르고 무한 라우팅 루프 현상이 발생하지 않는다.
4. 하이브리드 방식을 사용하는 이유는 여러 네트워크를 연결하는 대규모 네트워크이기 때문이다.
5. iBGP는 서로 같은 AS 상의 Border Gateway들 끼리 연결을 담당한다.
6. eBGP(DMZ구간)는 서로 다른 AS 상의 Border Gateway들 끼리 연결을 담당한다.
7. 경로가 여러개일 경우 Hot Potato Routing 방식을 사용하여 선택한다.
8. Split Horizon 법칙으로 루핑 현상을 방지하기 위해 iBGP를 한번이라도 받으면 다른 라우터에서 받지 못합니다.
9. Full Mesh 설정으로 라우터끼리 neighbor을 직접적으로 각각 맺어줍니다, iBGP 내부에서 연결된 라우터 간에는 라우팅 정보를 교환합니다.
10. RR(Route Reflector)는 OSPF의 DR, BDR과 유사한 기능입니다, RR기능은 많은 라우터를 볼 수 있는 상단 라우터에 사용하는 것이 좋습니다, RR에 연결된 라우터들은 RR Client로 칭하며 업데이트가 발생할 경우 RR에게 neighbor방식으로 연결되어 다른 RR client에게 정보를 전송합니다.
11. Confederation은 하나의 AS를 다시 서브 AS로 분할하여 설정하는 기능입니다, iBGP 에서 eBGP로 변경되기 때문에 기존 동기 법칙이 적용 되지 않습니다. 해당 기능은 잘 사용하지 않는 기능입니다.(다른 방식에 비하여 비효율적)
12. 다른IGP와 BGP를 같이 사용시 재분배(redistribute) 명령어가 필요하니 주의해야 한다.

*Hot Potato Routing : Next-Hop cost가 가장 짧은 경로를 선택한다.

 

라우팅 프로토콜(RIP, EIGRP, OSPF, BGP) 실습 - Packet Tracer

라우팅 프로토콜(RIP, EIGRP, OSPF, BGP) 실습 - Packet Tracer

 

 

기본 개념 참고

EIGRP

OSPF

BGP