라우팅 및 라우팅 프로토콜에 대해 알아보겠습니다.

Ⅰ. 라우팅 및 라우팅 프로토콜 이란 ?

라우팅은 패킷이 네트워크를 통해 전송될 때, 출발지와 목적지 간 최적의 경로를 결정하는 프로세스입니다. 라우터나 스위치와 같은 네트워크 장비는 라우팅 프로토콜을 사용하여 데이터 패킷을 보낼 때마다 가장 적합한 경로를 선택하게 됩니다.

대규모 네트워크에서 매우 중요한 역할을 합니다. 올바른 라우팅 설정이 제대로 이루어지면 네트워크 성능을 최적화하고, 데이터 전송 지연을 최소화하여 대역폭 활용도를 높일 수 있습니다.

라우팅 프로토콜은 대개 인터넷 프로토콜(IP)을 기반으로 작동합니다. IP 주소를 사용하여 데이터 패킷이 보내지는 목적지를 식별하며, 라우팅 프로토콜은 라우터 간에 IP 주소 정보를 교환하여 네트워크의 모든 라우터가 서로를 인식하고, 최적의 경로를 선택할 수 있도록 합니다.

 

라우팅 테이블을 갱신하고, 실제로 라우팅을 수행하기 위한 프로토콜들 TCP 179번 포트를 이용한다.

 

Ⅱ. 라우팅 프로토콜 분류

1) 내부 라우팅 프로토콜(Interior Gateway Protocol, IGP)과 외부 라우팅 프로토콜(Exterior Gateway Protocol, EGP)

• 내부 라우팅 프로토콜(IGP)은 하나의 자체적인 네트워크 내에서 사용되는 라우팅 프로토콜입니다.
• 내부 라우팅 프로토콜에는 RIP, OSPF, EIGRP 등이 있습니다.
• 외부 라우팅 프로토콜(EGP)은 여러 개의 다른 네트워크와 연결되어 있는 인터넷 상에서 사용되는 라우팅 프로토콜입니다.
• 외부 라우팅 프로토콜에는 EGP, BGP 등이 있습니다.

2) 거리 벡터(Distance Vector)와 링크 상태(Link State)

• 거리 벡터(Distance Vector) 프로토콜은 라우팅 테이블을 업데이트하기 위해 각 라우터가 주기적으로 다른 라우터로부터 거리 정보를 받아오는 방식입니다.
• 거리 벡터(Distance Vector 방식)에는 RIP, RIPv2, IGRP 등이 있습니다.
• 링크 상태(Link State) 프로토콜은 네트워크 내 모든 라우터가 서로의 정보를 교환하여 전체 네트워크의 지도를 만들고, 이를 기반으로 최적 경로를 계산하는 방식입니다.
• 링크 상태(Link State 방식)에는 OSPF(Open Shortest Path First)와 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System), EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) 등이 있습니다.

3) 클래스 기반(Classful)와 서브넷팅(Subnetting)

• 클래스 기반(Classful) 라우팅은 IP 주소의 클래스(Class A, B, C)에 따라 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하여 라우팅합니다.
• 서브넷팅(Subnetting)은 IP 주소 체계를 확장하여 하나의 네트워크를 여러 개의 서브넷으로 분할하여 사용하는 방식으로, IP 주소 체계의 유연성을 높입니다.

4) 정적(Static)와 동적(Dynamic)

• 정적(Static) 라우팅은 수동으로 라우터에 라우팅 경로를 입력하는 방식입니다.
• 정적 라우팅은 동적 라우팅에 비해 설정이 간단하고 라우터의 부하가 작을 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 담당자가 수작업으로 입력해야되서 작업에 대한 부담이 있을 수 있고, 최신 정보를 가지고 있지 않을 수 있다는 단점이 있습니다.
• 동적(Dynamic) 라우팅은 라우팅 프로토콜을 사용하여 네트워크 상태에 따라 라우팅 테이블을 자동으로 업데이트하는 방식입니다.
• 동적 라우팅은 담당자가 라우팅 작업에 대한 부담이 없고, 항상 최신 라우팅 정보를 유지를 할 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 라우터의 부하가 클 수도 있습니다.

Ⅲ. 대표적인 라우팅 프로토콜 설명

1. Router Interchange Protocol(RIP)는 거리 벡터(Distance Vector) 기반의 내부 라우팅 프로토콜 중 하나로, 주로 작고 중간 규모의 네트워크에서 사용됩니다. RIP는 IP 패킷의 출발지와 목적지 간 거리 정보를 교환하여 라우팅 테이블을 생성하고 최적 경로를 선택합니다.
 RIP는 라우터 간에 UDP(User Datagram Protocol)를 사용하여 정보를 교환합니다. RIP의 기본 동작은 주기적으로 30초마다 라우터 간에 거리 정보를 교환하는 것입니다. 라우터는 인접한 라우터와의 거리 정보를 유지하기 위해 살아 있는 시간(TTL, Time to Live)을 180초로 설정하며, 이 시간 내에 정보를 갱신하지 못한 라우터는 라우팅 테이블에서 삭제됩니다.
 RIP는 최대 15개의 홉(Hop)을 지원하며, 이는 RIP가 사용할 수 있는 최대 네트워크 크기를 제한합니다. RIP는 라우팅 테이블을 업데이트하는 데에 시간이 걸리기 때문에, 대규모 또는 빠른 전송 속도가 필요한 네트워크에서는 다른 라우팅 프로토콜을 사용하는 것이 더 효과적일 수 있습니다.

 

장점) 30초마다 라우터 간에 거리 정보를 변경하여 라우팅 정보를 갱신합니다.
         구조가 간단하여 프로세서에 부담이 적다.
단점) 브로드캐스팅 방식이므로 네트워크에 부하를 줄 수 있습니다.
         회선의 상태를 무시한 홉 수 계산 방식이므로 비효율적인 라우팅이 이루어질 수 있다.

2. OSPF (Open Shortest Path First)는 TCP/IP 기반의 라우팅 프로토콜 중 하나입니다. OSPF는 링크 상태 정보를 교환하여 라우팅 테이블을 구성하는 알고리즘을 사용합니다. 이를 통해 각 라우터는 대규모 ISP나 기업 네트워크에서 사용되며, 보통 라우터 간의 링크 대역폭, 지연, 오류 등을 고려하여 최적의 경로를 결정하여 데이터를 전달할 수 있습니다.

 

 

장점) 연결 속도를 중심으로 가중치를 두므로 좀 더 지능적인 라우팅이 가능하다.
단점 ) 라우팅 알고리즘이 복잡하여 프로세서에 부담을 준다.

3. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)는 Cisco Systems에서 개발한 경로 선택 프로토콜입니다. EIGRP는 링크 상태(LS) 프로토콜과 거리 벡터(DV) 프로토콜의 장점을 결합한 하이브리드 프로토콜로 분류됩니다. 빠른 수렴 및 대역폭 사용량 감소 등의 특징으로 인해, 대규모 네트워크에서도 안정적인 라우팅을 제공할 수 있습니다.

 

장점) 링크 상태 정보를 공유하기 때문에 빠른 수렴이 가능합니다. 
          DUAL(Diffusing Update Algorithm) 알고리즘을 사용하여 빠른 수렴을 지원합니다.
          경로 상태 정보를 교환하기 위해 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용합니다.
          RIP나 OSPF와 같은 기존의 라우팅 프로토콜과 호환성이 좋습니다.

단점) CISCO사에서 개발한 프로토콜이기 때문에 소스코드가 공개되어 있지 않고,다른 브랜드나 제조사의

         라우터와는 호환성이 떨어질 수 있습니다.

         OSPF 와 달리 복잡한 구성을 가지고 있습니다.

4. EGP(Exterior Gateway Protocol)
 인터넷에서 사용하는 외부 게이트웨이 프로토콜입니다. AS와 라우터 간의 경로 정보를 교환하여 인터넷의 네트워크 경로를 결정합니다. 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜이다.

 

장점) AS 간의 경로 정보를 교환하여 인터넷의 네트워크 경로를 결정

단점) 비밀번호로 인증하는 기능만을 제공하기 때문에 취약점을 가지고 있습니다.
         경로 정보를 주기적으로 교환하기 때문에 대역폭을 낭비할 수 있습니다.

5. BGP(Border Gateway Protocol) 는 인터넷 상에서 동작하는 경로 선택 프로토콜로, 인터넷 서비스 제공자(ISP) 등 대규모 네트워크에서 사용됩니다. BGP는 라우팅 정보를 교환하고, AS(Autonomous System) 간 경로 선택 및 라우팅을 수행합니다. EGP보다 한층 업그레이드 된 외부 라우팅 프로토콜이며, 초기 연결시에 전체 경로 테이블을 교환하고, 이후엔 변동 내역이 있을 때만 변동 내역을 교환합니다.

장점) AS 간 라우팅을 담당하며, AS 간 연결의 수가 증가해도 BGP를 이용한 라우팅이 안정적으로 동작합니다
         송수신 측 간 선택적인 라우팅이 가능합니다. 이는 BGP에서 경로 선택 기준을 명시할 수 있습니다.
        다양한 서비스를 운영하고 있다면 각 서비스별로 송신 측에서 BGP를 이용한 라우팅 설정을 서로 다르게 가능합니다.

단점) 대규모 네트워크에서 사용되기 때문에 구성이 복잡하며, 수동 구성이 필요하고, 수렴이 느립니다.