[컴퓨터 네트워크] 8. 인터넷 라우팅 프로토콜
1. 인터넷 라우팅 개념
1) 인터넷 라우팅 개요
• 인터넷 라우팅은 네트워크에서 목적지 IP 주소를 기반으로 최적의 경로를 설정하는 과정입니다.
최적 경로를 설정하는 기준
• 링크 대역폭이 큰 경로
• 거치는 장비 수가 최소인 경로
• 오류가 없는 경로
• 전송 지연이 적은 경로
2) 최적 라우팅을 위한 경로 설정 요소
• 홉 카운트(Hop count): 최소한의 장비를 거치는 경로
• 링크 상태(Link state): 대역폭이 가장 넓은 경로
• 최대 전달 용량(Maximum Transfer Unit, MTU): 데이터 용량이 최대인 경로
• 대역폭(Bandwidth), 지연(Delay): 전송 속도가 가장 빠른 경로
• 신뢰성(Reliability): 오류가 가장 적은 경로
3) 최적 경로 설정을 위한 동적 프로토콜
• RIP (Routing Information Protocol): 최소한의 라우터를 거치는 경로 설정
• OSPF (Open Shortest Path First): 가장 대역폭이 큰 경로 설정
• IGRP/EIGRP: 대역폭, 지연, 신뢰성, MTU 등을 종합 고려하여 경로 설정 (CISCO 개발)
4) 라우팅 처리 과정
• 라우터에 IP 패킷이 도착하면 목적지 주소를 기반으로 라우팅 테이블 검색
• 목적지가 동일 네트워크이면 내부 네트워크로 직접 전달 (브로드캐스트)
• 목적지가 다른 네트워크이면 라우팅 테이블에 있는 인터페이스를 통해 다음 라우터로 전달
• 경로가 없으면 디폴트 라우터로 전송
5) 라우팅 프로토콜 기능
• 인접 라우터들과 경로 정보 교환 및 라우팅 테이블 업데이트
• 목적지 주소에 대해 최적의 경로 설정
• 네트워크에서 Loop free routing 보장
• 네트워크 변화에 따른 경로 갱신으로 트래픽 최적화
6) 인터넷 패킷의 라우팅 방법
정적(Static) 라우팅
• 관리자가 직접 경로를 설정
• 설정이 간단하며 특정 경로로 패킷을 강제 전송 가능
• 네트워크 환경 변화에 대응이 어려움
• 소규모 네트워크에 적합
동적(Dynamic) 라우팅
• 네트워크 환경 변화에 따라 경로 자동 변경
• 라우팅 테이블이 자동 업데이트됨
• IGP(자율 시스템 내부 라우팅): RIP, OSPF
• EGP(자율 시스템 간 라우팅): BGP
소스(Source) 라우팅
• 송신 호스트가 직접 경로를 결정하고 패킷 헤더에 기록
• 중간 라우터는 경로 변경 없이 중계 역할 수행
분산(Distributed) 라우팅
• 여러 라우터에 라우팅 정보를 분산 관리
• 네트워크 크기가 커질수록 효과적인 방식
중앙(Center) 라우팅
• 중앙 라우팅 제어 센터(RCC)에서 모든 경로를 관리
• RCC 장애 시 전체 네트워크에 영향을 줌
계층적(Hierarchical) 라우팅
• 분산 및 중앙 라우팅을 조합한 방식
• 네트워크를 계층적으로 관리하여 장애에 효과적으로 대응
2. RIP 프로토콜
1) RIP 개요
• AS(자율 시스템) 내부에서 동작하는 거리 벡터 라우팅 프로토콜
• 목적지까지 최소 홉 수 경로를 설정
• 최대 홉 수 15로 제한 (16 이상은 네트워크 단절로 간주)
• 30초마다 이웃 라우터와 경로 정보 교환 (브로드캐스트: 255.255.255.255)
2) RIP 프로토콜 장점
• 모든 라우터에서 지원하는 표준 프로토콜
• 설정이 간단하여 소규모 네트워크에 적합
3) RIP 프로토콜 단점
• 홉 수 15 제한으로 대규모 네트워크에 부적합
• 단일 경로만 설정 가능
• 라우팅 테이블이 커지면 트래픽 증가
• 링크 대역폭 고려 없이 홉 수만으로 경로 결정
4) RIP 라우팅 테이블 업데이트 절차
(1) 인접 라우터로부터 30초마다 네트워크 정보를 수신
(2) 수신한 정보로 라우팅 테이블 갱신
(3) 정보 유효 기간은 180초
(4) 새로운 라우팅 테이블 생성
5) RIP 문제점 및 해결책
문제점
• 느린 수렴 속도: 전체 경로 정보를 주기적으로 교환하여 지연 발생
• 라우팅 트래픽 증가: 주기적 업데이트로 네트워크 부하 증가
• 라우팅 루프: 잘못된 경로 정보가 무한히 전파될 가능성
• 무한 카운트 문제: 경로가 계속 증가하다가 16 홉에서 네트워크 단절로 처리됨
해결책
• 트리거 업데이트: 네트워크 변화 발생 시 즉시 업데이트
• Hold down: 일정 시간 동안 변경된 경로 정보를 수락하지 않음
• Split horizon: 정보를 받은 인터페이스로 다시 정보를 전달하지 않음
• Route poisoning: 장애 발생 시 홉 수를 16으로 설정하여 전체 네트워크에 전파
6) RIP 프로토콜 설정 (Cisco 명령어 예제)
R1(config)# router rip
R1(config-router)# network 150.150.150.0
R1(config-router)# network 200.200.200.0
R1(config-router)# version 2
3. OSPF 프로토콜
1) OSPF 개요
• IETF에서 개발한 국제 표준 라우팅 프로토콜
• 대규모 네트워크에서 사용 가능
• 링크 상태 기반 경로 설정
• 대역폭이 클수록 비용이 낮아지는 방식 적용
2) OSPF 특징
• 빠른 수렴과 부분 갱신 가능
• 네트워크를 영역으로 구분하여 계층적 라우팅 수행
• VLSM 및 CIDR 지원
• 주기적 갱신이 아닌 이벤트 기반 라우팅 정보 전송
• 멀티캐스트 주소 활용 (224.0.0.5, 224.0.0.6)
3) OSPF 동작 과정
(1) Hello 패킷 교환으로 인접 라우터 확인
(2) LSA(Link State Advertisement) 전송하여 네트워크 정보 공유
(3) SPF(Shortest Path First) 알고리즘을 사용하여 최적 경로 계산
(4) 라우팅 테이블 업데이트 및 트래픽 전송
4. 기타 라우팅 프로토콜
1) CISCO 라우팅 프로토콜
IGRP: 대역폭, 지연, 신뢰성 등을 고려하여 거리 벡터 방식 적용
EIGRP: 빠른 수렴 속도를 가진 향상된 라우팅 프로토콜
2) EGP 라우팅 프로토콜
• BGP: AS 간 라우팅을 수행하는 대표적인 프로토콜
• 패스 벡터 알고리즘 사용으로 라우팅 루프 방지
• IBGP(AS 내부), EBGP(AS 간)으로 구분
이 내용은 휴넷사회복지평생교육원의 컴퓨터 네트워크 강의를 듣고 정리한 것입니다.