네트워크 18강 - Routing In Internet

앞선 포스팅에서 라우터 내부 구조와 IP, 라우팅 알고리즘을 배웠다. 이것들은 미시적 관점에서의 라우팅이고 거시적 관점, 인터넷에서 어떻게 라우팅이 이루어지는지 살펴보자.

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Hierarchical Routing

• 계층적인 라우팅의 필요성
  • 앞서 프로토콜은 복잡한 시스템이므로 기능별로 계층을 나누어서 구현했다.
  • 인터넷도 복잡하고 거대한 시스템이므로 계층을 나누어서 라우팅하는 것이 적합할 것이다.
  • 네트워크가 커지다보면 실제 데이터를 교환하는 것보다 라우팅 데이터를 더 많이 교환하는 상황이 올 수도 있다.
• 두 가지 문제
  • Scale Problem
  • Administrative Autonomy
    • 인터넷은 Network of Networks이다.
    • 인터넷을 이루는 각 네트워크마다 관리자가 있다.
    • 현실의 네트워크는 여러 어른들의 사정으로 이상적인 이론과는 다르다.
• Autonomous System
  • 네트워크들은 AS들로 구성되어 있다!
  • 같은 AS내의 라우터들은 같은 라우팅 프로토콜을 사용한다.
• Interconnected AS들
  • 라우팅 테이블에서 Subnet들은 두가지로 나뉘어진다.
    • 자신의 AS 내에 있는 Subnet ( Inter AS Subnet)
    • 자신의 AS 밖에 있는 Subnet ( Intra AS Subnet)
  • Intra AS 라우팅과 Inter AS 라우팅의 프로토콜은 다르다.
  • Intra AS Routing Protocol과 Inter AS Routing Protocol이 협력해서 Fowarding Table을 구성한다.

• Inter AS Protocol`s Task

  • AS들 끼리의 라우팅 프로토콜은 무슨 일을 해야하는지 살펴보자
  • 다른 AS들을 통해서 어느 Prefix Subnet으로 갈 수 있는지 배운다.
  • 자신의 AS 내의 라우터들에게 Reachability 정보를 전파한다.
  • 목적지까지 어느 AS들을 거쳐서 갈건지 결정한다.

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Intra - AS Routing Protocol

• RIP : Routing Information Protocol
  • 가장 기초적인 Intra AS 라우팅 프로토콜이다.
  • Distance Vector를 사용한다.
  • 소규모, 균일한 네트워크에 적합하다.
  • UDP를 사용한다.
• OSPF : Open Shortest Path First
  • Link State 알고리즘을 사용한다.
  • Link State Packet을 네트워크 전체에 전파한다.
  • 각 라우터는 자신에 대해 다익스트라 알고리즘을 계산해서 모든 목적지까지의 최단경로를 알아낸다.
  • OSPF Advertisement는 이웃 링크의 코스트를 알고있다.
    • 라우타가 모든 라우터의 LS Packet을 받아야 Link State를 적용할 수 있다.
  • OSPF 는 IP 데이터그램에 실린다.
• OSPF의 특징
  • Hierarchical OSPF로 큰 AS에 적용할 수 있다.
  • 다양한 링크 코스트를 사용할 수 있다.
    • 라우팅 테이블을 여러개 생길 수 있다.
    • Type Of Service를 사용할 수 있다.
  • 메세지는 인증된다.
  • Multicast 를 위한 OSPF (MOSPF)는 OSPF와 같은 Topology를 사용한다.
  • Mutiple Same Cost Path가 허용된다.
• Hierarchical OSPF
  • Link State 알고리즘은 엣지 수와 노드 개수가 많아질 수록 LS Packet 또한 늘어난다.
  • OSPF를 Hierarchical ISP처럼 구성하면 된다!
  • AS를 Area로 나누고 Area들끼리의 연결은 Area Border Router가 담당한다.
  • Area Border Router는 Backborn 라우터로 연결된다.
  • 다른 AS로는 Boundary Router로 연결된다.

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Inter - AS Routing Protocol : BGP

• BGP : Border Gateway Protocol
  • AS내에선 각 AS에 맞게 RIP든 OSPF든 IGRP(시스코용)를 사용할 수 있다.
  • 하지만 AS들끼리 연결을 위해서는 프로토콜을 통일해야한다.
  • 인터넷에선 BGP라는 단 하나의 Inter - AS 라우팅 프로토콜을 사용한다.
• Inter - AS 라우팅 프로토콜의 두 기능
  • 외부 AS들에게서 Reachability를 알아온다.
    • eBGP가 담당한다.
  • 내부 라우터들에게 Reachability를 전파한다.
    • iBGP가 담당한다.
  • 좋은 경로를 결정한다.
• BGP Session
  • 이웃한 두 BGP 라우터 (Gateway Router)들은 BGP 메세지를 교환한다.
  • 반영구적인 TCP 커넥션을 사용한다.
  • BGP advertisement를 교환한다.
• Advertisement의 의미
  • 어떤 목적지의 prefix를 알려준다는 것은 자신의 AS를 통해서 데이터그램을 전송해준다는 약속이다.
• BGP의 경로 정보 전파
  • AS3 - AS1 - AS2 로 연결되어 있다고 생각하자.
  • AS3는 AS1에게 eBGP Session으로 Reachability를 전파한다.
  • AS3에 연결되어있는 AS1라우터는 iBGP를 이용해서 AS내부에 새로운 Reachability를 전파하거나 안할 수 있다.
  • AS2에 연결되어있는 AS1라우터는 AS2에게 새로운 Rechability를 전파하거나 안할 수 있다.
  • 라우터가 새로운 Prefix를 받으면 포워딩 테이블에 새로운 엔트리를 생성한다.
• 라우팅 테이블의 엔트리
  • 엔트리는 Prefix와 Attribute를 가지고 있다.
  • Attribute
    • AS - Path : 목적지까지 어떤 AS들을 거쳐서 가는지
    • NEXT HOP : 첫번째 AS의 게이트웨이 라우터 주소
      • 다음 AS로가는 Gateway가 여러개일 수 있기 때문이다.
• Import Policy
  • Reachability Info를 받아들이는 것을 Import라고 한다.
  • 거치면 안되는 라우터가 있는 경우등에 대해서 Import하거나 안할 수도 있다.
• BGP Route Selection
  • 1. Policy Decision
  • 2. Shortest AS-Path
  • 3. Closest Next Hop ( Hot Potato Routing)
  • 4. Additional Criteria
• BGP Message
  • BGP 메세지는 Peer(이웃한 게이트웨이)들간 반영구적 TCP 커넥션 위에서 교환된다.
  • BGP Message의 종류
    • OPEN : TCP 커넥션을 맺는다.
    • UPDATE : 새로운 경로를 Advertise하거나 기존 경로를 철회할 때 사용한다.
    • KEEP ALIVE : OEPN에 대한 ACK이기도 하고 커넥션이 종료되는 것을 방지하기 위해 주기적으로 보내기도한다.
    • NOTIFICATION : 세션을 종료하거나 오류 보고용으로 쓰인다.

 

 

 

이번 글에서는 BGP를 자세히 다루진 않았다 다음 글에서 조금 더 자세히 살펴보자

본 게시물은 kocw 이화여자대학교 이미정 교수님의 컴퓨터 네트워크 강의를 듣고 정리한 글임을 밝힙니다.

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