Chapter 8. Routing Protocol

Chapter 8. Routing Protocol
1. Routing
 - Routing
  ‧ Router의 주목적 중 하나로 Packet을 수신할 때 최적 경로를 찾아 전송 경로를 결정하는 것이다.
  ‧ OSI Layers의 Layer 3인 Network 계층에서 담당한다.

  ‧ Routing의 조건

  ◦ 주소학습(End to End)

   ▹ Packet의 목적지 주소를 알아야 한다.

   ▹ Control Plane이라고도 한다.

   ▹ 방식따른 Protocol 분류

    ▸  고정(Static) : Static, Default, Floating Static, EEM, SLA_static

    ▸  동적(Dynamic) : IGP(RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, ISIS : 조직 내부), EGP(BGPv4 : 조직 외부)

  ◦ 출구파악(Hop by Hop)

   ▹ 현재 네트워크에서 나가기위한 가장 인접한(Next-Hop-IP) 출구를 파악하고 최적경로를 연산한다.

   ▹ Data Plane이라고도 한다.

   ▹ 최적경로 연산방식에 따른 Protocol 분류

    ▸  Bellman Ford(Distance Vector) : RIP, IGRP, BGP(Path와 Vector를 이용)

    ▸  Dijkstra(Link State) : OSPF, ISIS

    ▸  Hybrid : Cisco EIGRP

  ◦ Traffic 목적지 주소 확보

   ▹ Traffic을 중계하는 Transit 장비가 통과시키려는 Traffic의 목적지 주소를 알아야 한다.

   ▹ Traffic이 거쳐가는 모든 중계장비가 목적지를 알아야 한다는 점이 문제점이다.

   ▹ Mamagement Plane, Software Define Networking(SDN)이라고도 한다.

  ◦ 돌아오는 경로 확보

  ◦ L3 경로와 L2 경로의 일치

   ▹ RIB(Layer 3의 경로)와 FIB(Layer 2경로)가 일치하지 않으면 통신이 불가능하다.
 - Routing table
  ‧ Routing을 통해 얻어낸 결과인 최적 경로들은 Routing table에 보관되며 Router가 Packet을 전송할 때는 Routing Table을 확인하고 전송한다.
  ‧ 전송 경로가 여러 개일 경우 최적 경로만 Routing table에 보관되며 나머지 경로들은 Database에 저장된다.
  ‧ Router는 목적지를 모르는 Packet 즉, Routing table에 해당 Packet의 목적지 정보가 없을 경우 Packet은 폐기된다.
    ※ Switch는 목적지를 모르는 Frame을 다른 Port로 전송한다.
  ‧ Routing table 확인

Router# show ip route

  ◦ Routing table은 Privileged Mode에서 'show ip route' 명령어로 확인 가능하다.
  ◦ 목적지 네트워크와 해당 네트워크로 가기 위해서 어떤 경로(interface)로 가야하는지의 정보를 가지고 있다.
  ◦ 네트워크 지도라고 생각될 수 있다.

 

2. Routing Protocol
 - Routing Protocol
  ‧ 목적지 네트워크로 가는 경로를 알아내는 작업인 Routing을 할 때 사용되는 Protocol이다.
  ‧ Routing Table에 경로를 추가할 때 직접 연결된 주소를 제외한 네트워크 정보를 Routing Protocol을 통해 추가시킨다.
  ‧ Router가 통신을 할 때는 서로의 주소를 알아야 통신이 가능하며 어느 한쪽이라도 주소를 모를 경우 통신이 불가능하다.

    ※ Routed Protocol : 라우터(Router)가 Routing을 해주는 쪽으로 Routing을 당하는 쪽을 말한다. 

        ex) TCP/IP, IPX etc.
 - Router가 통신할 때 알아야하는 조건
  ‧ 목적지 주소
  ‧ 유효 경로
  ‧ 최적 경로
  ‧ Routing 정보 유지 및 확인
 - Routing Protocol의 종류
  ‧ Routing Protocol의 종류는 크게 정적(Static Routing Protocol), 동적(Dynamic Routing Protocol) 두 가지로 나뉜다.
  ‧ Static Routing Protocol
  ◦ 관리자가 직접적으로 목적지 네트워크의 정보를 입력하는 프로토콜
  ◦ 정적인 프로토콜로 한번 정해 놓으면 무조건 그 경로로 전송하며 변경하기 전까지는 설정해 놓은 경로만 사용한다.
  ◦ Router에 관리자가 일일이 수동으로 최적경로를 입력한다.
  ◦ 장점
   ▹ Router는 단지 그 경로를 따라 Packet을 전송하면 되기 때문에 Router에 부담이 적다.
   ▹ CPU가 최적경로를 찾기 위한 연산을 수행하지 않아 속도도 향상되고 메모리도 적게 사용하기 때문에 전체적으로 Router에게 여유를 주며 성능을 좋아지게 한다.
   ▹ Routing Table을 교환할 필요가 없어 대역폭을 절약할 수 있다.
   ▹ 자신의 정보를 외부로 전송하지 않기 때문에 Dynamic Routing Protocol보다 보안이 견고하다.
  ◦ 단점
   ▹ 관리자가 직접 최적경로를 설정해야 하기 때문에 번거롭다.
   ▹ 입력한 경로가 이상이 생겨도 Packet을 계속해서 그 경로로 전송하며 관리자가 경로의 이상을 인지하기 전까지 계속해서 기존의 경로로 Packet을 전송한다.
   ▹ 네트워크의 변화를 감지하기가 어렵고 확장성이 낮아 소규모 네트워크에는 쓰일 수 있지만 대규모 네트워크에는 사용하기 힘들다.
  ‧ Dynamic Routing Protocol
  ◦ 관리자가 직접 경로를 입력할 필요 없이 설정된 Routing Protocol 알고리즘이 최적 경로를 찾아 Routing Table에 저장한다.
  ◦ Router와 Router가 자동으로 서로의 네트워크 정보를 주고받으며 네트워크 정보를 업데이트 하는 프로토콜
  ◦ Router가 서로의 정보를 교환할 때 Routing Protocol의 최적경로 선택 기준이 다르기 때문에 Routing Protocol이 같아야 서로의 정보를 교환한다.
  ◦ 장점
   ▹ Router가 설정된 Routing Protocol의 알고리즘에 따라 최적경로를 결정하기 때문에 관리자가 경로를 일일이 입력할 필요가 없다.
   ▹ 알고리즘에 의해 설정된 경로에 문제가 발생하거나 변화가 생기면 알고리즘을 이용해 스스로 새로운 경로를 다시 설정한다.
  ◦ 단점
   ▹ 최적 경로 설정을 위한 알고리즘 연산을 위해 CPU와 메모리를 많이 사용해 Router에 부담을 준다.
   ▹ Routing Protocol이 어느 경로가 최적경로인지 계산 하고 Routing 정보에 변화가 생겼는지 확인하면서 서로의 Routing 정보를 Update를 하기 때문에 대역폭을 낭비하게 될 수도 있다.
   ▹ Packet을 전송할 때 Static Routing Protocol보다 전송이 정확하다.
  ◦ Dynamic Routing Protocol의 종류
   ▹ Distance Vector Routing Protocol
    ▸  링크의 벡터와 거리를 측정해 최적 경로를 결정한다.
    ▸  RIP, IGRP
   ▹ Link-State Routing Protocol
    ▸  링크 상태로 최적경로를 결정한다.
    ▸  OSPF, IS-IS
   ▹ Hybrid Routing Protocol
    ▸  링크의 벡터, 거리, 링크 상태 전부로 최적 경로를 결정한다.
    ▸  EIGRP