제 13 장 라우팅 프로토콜

1. 제 13 장 라우팅 프로토콜 이명섭 skydream@cse.yu.ac.kr http://aiiis.yu.ac.kr/~skydream

2. 제 13 장 라우팅 프로토콜 13.1 내부와 외부 라우팅 13.2 RIP 13.3 OSPF 13.4 BGP 13.5 멀티캐스트 라우팅 13.6 요약

3. 라우팅 프로토콜 • 인터넷 : 라우터에 의해 연결된 네트워크의 조합 • 라우터 : 네트워크로부터 패킷을 수신 후 다른 네트워크로 전달 (최적경로) • 메트릭(metric) : 네트워크를 거쳐 지나갈 때 할당되는 비용 • 라우터는 가장 적은 메트릭을 갖는 경로 선택

4. 라우팅 프로토콜 • 각 네트워크에 할당된 메트릭은 프로토콜의 종류에 따라 서로 다름 • RIP(Routing Information Protocol) • 각 네트워크를 동일하게 취급(홉 갯수) • OSPF(Open Shortest Path First) • 요청된 서비스에 따라 비용을 관리자가 할당 가능 • 각 라우터는 원하는 서비스 종류에 따라 여러 개의 라우팅 테이블을 가짐 • BGP(Border Gateway Protocol) : 관리자가 정하는 정책에 따라 경로 결정

5. 13.1 내부와 외부 라우팅 • 자율시스템(AS:Autonomous System) • 단일 관리 기관내의 라우터와 네트워크 그룹 • 내부 라우팅 : 자율 시스템 내에서 라우팅 • 외부 라우팅 : 자율 시스템간의 라우팅

6. 13.1 내부와 외부 라우팅(계속) • 많이 사용되고 있는 라우팅 프로토콜

7. 13.1 내부와 외부 라우팅(계속) • 자율 시스템 (Autonomous system)

8. 13.2 RIP • 자율 시스템 내에서 사용하는 내부 라우팅 프로토콜 • 거리 벡터 라우팅(Distance Vector Routing)에 기반 하는 프로토콜 • 라우팅 테이블을 만드는데 Bellman-Ford 알고리즘 사용

9. 13.2 RIP(계속) • 거리벡터 라우팅 • 전체 자율 시스템에 대한 정보의 공유 • 이웃하는 라우터와 공유 • 주기적인 공유 : 30초 간격

10. 13.2 RIP(계속) • 라우팅 테이블 DestinationHop CountNext Hop ------------- ------------- ------------ 163.5.0.0 7 172.6.23.4 197.5.13.0 5 176.3.6.17 189.45.0.0 4 200.5.1.6 115.0.0.0 6 131.4.7.19

11. 13.2 RIP(계속) • RIP갱신 알고리즘 • Add one hop to the hop count for each advertised destination. • Repeat the following steps for each advertised destination: • If(destination not in the routing information to the table. • Add the advertised information to the table. • Else • If(next-hop field is the same) • Replace entry in the table with the advertised one. • Else • If(advertised hop count smaller than one tin the table) • Else • Do nothing. • Return.

12. 13.2 RIP(계속) • 라우팅 테이블 갱신 예

13. 13.2 RIP(계속) • 라우팅 테이블 초기화

14. 13.2 RIP(계속) • 라우팅 테이블 갱신

15. 13.2 RIP(계속) • RIP메시지 형식

16. 13.2 RIP(계속) • 요청 메시지 • 새로운 요청이 생기거나 시간이 만료된 라우터에 의해 전송

17. 13.2 RIP(계속) • 응답 메시지 • 요청에 대한 응답과 30초 주기의 라우팅 정보 전달

18. 13.2 RIP(계속) • RIP 메시지의 타이머

19. 13.2 RIP(계속) • RIP 메시지 타이머 • 주기적 타이머(periodic timer) : 정규 갱신 메시지 통보를 제어(30초 간격) • 만료 타이머(expiration timer) : 경로의 유효성 관리(180초) • 폐 경로 수집 타이머(garbage collection) : 무효화된 경로 관리(120초)

20. 13.2 RIP(계속) • 저속 수렴(Slow convergence) • 인터넷 일부에서 발생하는 변화가 매우 느리게 다른 부분에 알려짐

21. 13.2 RIP(계속) • 단점 해결방법 • 홉 수를 15로 제한

22. 13.2 RIP(계속) • 불안정(Instability)

23. 13.2 RIP(계속) • 불안정을 해결하기위한 대책 • 트리거 갱신(triggered update) : 네트워크에 변화가 있으면 절차에 따라 즉각 새로운 테이블 전송 • 수평 분할(split horizons):갱신 메시지 전송을 선택적으로 이용

24. 13.2 RIP(계속) • poison reverse : 수평 분할의 변형

25. 13.2 RIP(계속) • RIP 버전 2 • 메시지 형식

26. 13.2 RIP(계속) • RIP 버전 2의 새로운 필드 • 경로 태그(route tag) : 자율 시스템 번호 정보 전달 • 서브넷 마스크(subnet mask) : 서브넷 마스크 전달 • 다음 홉 주소(next hop address) : 다음 홉의 주소

27. 13.2 RIP(계속) • 인증 • 메시지 보호를 위해 사용

28. 13.2 RIP(계속) • 멀티캐스팅 • RIP 버전 2 : 네트워크에 있는 라우터만 RIP 메시지를 수신하는 멀티캐스트 주소 224.0.0.9 사용 • 캡슐화 • UDP 사용자 데이터그램에 캡슐화 • 잘 알려진 포트 520번 이용 UDP서비스 사용

29. 13.3 OSPF(Open Shortest Path First) • 가장 많이 사용되는 내부 라우팅 프로토콜 • 라우팅을 효율적으로 수행하기 위해 자율시스템을 여러 지역으로 나눔 • 링크상태 라우팅 기법 • 자율 시스템 경계 라우터(autonomous system boundary router)라는 특별한 라우터가 다른 자율 시스템에 정보 배포

30. 13.3 OSPF(계속) • 지역(area) • 자율시스템에 포함되는 호스트, 라우터, 네트워크의 모음 • 지역 경계 라우터(area boarder router) : 지역에 대한 경로 정보를 정리하여 다른 지역에 전송 • 백본 라우터 (backbone router) : 가장 중심이 되는 backbone지역에 있는 라우터 • 지역 식별자 : backbone – 0, 지역–1, 2, .., n

31. 13.3 OSPF(계속) • 메트릭(metric) • 관리자가 각 경로에 대한 비용 할당 • 서비스 종류에 따라 결정 : 최소지연, 최대 성능

32. 위성 링크 위성 링크 위성 링크 최소지연에 대한 메트릭 값400 1,000 최대성능에 대한 메트릭 값100 Router a Router a Router a Router c Router c Router c 광 라인 광 라인 광 라인 광 라인 광 라인 광 라인 100 100 최소지연에 대한 메트릭 값100 최대성능에 대한 메트릭 값200 최소지연에 대한 메트릭 값100 최대성능에 대한 메트릭 값200 Router b Router b Router b 라우팅 프로토콜

33. 13.3 OSPF(계속) • 링크 상태 라우팅(link state routing) • 이웃에 대한 정보 공유 • 다른 모든 라우터와 정보 공유 : 플러딩(flooding) • 변화가 있는 경우에 공유

34. 13.3 OSPF(계속) • 링크의 유형 • OSPF 용어에서 네트워크 지칭 • 링크 유형

35. 13.3 OSPF(계속) • 점-대-점(Point-to-Point) 링크 • 라우터간에 다른 호스트나 라우터 없이 직접 연결 • 예 : T-라인을 이용한 두 라우터 연결

36. Designated router 13.3 OSPF(계속) • 경유(transient) 링크 • 몇 개의 라우터가 연결되어 있는 네트워크

37. 13.3 OSPF(계속) • 스터브( stub)링크 • 하나의 라우터에만 연결된 네트워크 • 가상(virtual) 링크 • 라우터간 연결이 끊어지면 돌아서가는 긴 경로를 사용

38. 13.3 OSPF(계속) • 그림표현

39. 13.3 OSPF(계속) • 인터넷의 그림 표현

40. 13.3 OSPF(계속) • 링크 상태 광고(LSA : link state advertisement) • 이웃에 대한 정보 교환 • LSA 유형

41. 13.3 OSPF(계속) • 라우터 링크 • 실제 라우터의 링크들을 정의

42. 13.3 OSPF(계속) • 네트워크 링크 • 네트워크의 링크들을 정의

43. 13.3 OSPF(계속) • 네트워크 요약 링크 • 지역 밖의 정보를 지역 안으로 제공 • 지역 경계 라우터가 담당

44. 13.3 OSPF(계속) • 자율시스템 경계 라우터의 요약 링크 • 자율시스템 경계라우터의 경로를 제공

45. 13.3 OSPF(계속) • 외부 링크 • 자율시스템 외부 네트워크에 대한 정보를 제공

46. 13.3 OSPF(계속) • 링크상태 데이터 베이스 • 다른 라우터로부터 라우터 링크와 네트워크 링크 LSA를 수신하여 링크상태 데이터베이스 작성 • 동일 지역의 모든 라우터는 동일한 링크 상태 데이터베이스를 가짐 • 인터넷 접속 형태를 표를 이용하여 표현한 방식 • 각 라우터와 이웃간의 관계, 메트릭 정보

47. 13.3 OSPF(계속) • 딕스트라 알고리즘(Dijkstra Algorithm) • 라우팅 테이블 계산 알고리즘 • Start with the local node(router) : the root of the tree. • Assign a cost of 0 to this node and make it the first permanent node. • Examine each neighbor node of the node that was the last permanent node. • Assign a cumulative cost to each node and make it tentative. • Among the list of tentative nodes • Find the node with the smallest cumulative cost and make it permanent. • If a node can be reached from more than one direction • Select the direction with the shortest cumulative cost. • Repeat steps 3 to 5 until every node becomes permanent.

48. 13.3 OSPF(계속) • 최단 경로 계산

49. D 0 8 0 8 D A A 7 7 5 5 N2 N2 C 5 C 5 N1 N1 B E B E 5 5 9 9 e. Make B permanent, add its neighbor f. Make N2 permanent 0 8 0 8 A A D D 7 7 5 5 10 N2 N3 N2 N3 C 5 10 C 5 N1 N1 14 B E B 5 9 9 E 11 N4 g. Make B permanent, add its neighbor h. Make N2 permanent • 최단 경로 계산

50. 13.3 OSPF(계속) • 라우팅 테이블 • 지역내의 각 네트워크에 도달하는 비율 • 라우터 A에 대한 링크 상태 라우팅 테이블 Network Cost Next Router ---------- ------ --------------- N1 5 -- N2 7 C N3 10 D N4 11 B N5 15 D