피터전 IP 라우팅 요점 정리 - 1장 라우팅 개요
오늘부터 피터전의 IP라우팅을 요점 정리 해보려고 합니다. 내가 필요한 내용을 요약하는 것이고 책 전체의 내용과 흐름을 알고 싶다면 책을 구입해서 보시길 바랍니다.
1장 라우팅 개요
라우터(router)는 패킷(packet)의 목적지 주소를 확인하고 목적지와 연결되는 인터페이스로 전송하는 역할을 한다. 이와 같은 라우터의 기능을 라우팅(routing)이라고 한다.
라우터의 기본 기능
라우터의 가장 기본적이고 중요한 두 가지 역할은 경로를 결정하는 것과 결정된 경로에 따라 패킷을 전송하는 것이다.
라우팅 경로는 동적 경로(dynamic route)와 정적 경로(static route)가 있다.
라우팅 프로토콜의 목적은 각 라우터가 자신이 알고 있는 목적지 네트워크 관련 정보를 다른 라우터에게 알려주기 위한 것이다.
라우팅 테이블(routing table)이란 목적지 네트워크 및 목적지 네트워크와 연결되는 인터페이스를 기록한 데이터베이스이다.
라우터가 패킷을 전송하는 과정
1) 수신한 패킷의 레이어 2 정보를 확인한다. 패킷을 감싸고 있는 레이어 2 헤더(header) 정보까지를 포함한 데이터의 꾸러미를 프레임이라고 한다.
2) 수신한 패킷의 목적지 IP 주소를 확인한다.
3) 라우팅 테이블을 참조하여 목적지 IP 주소와 연결되는 인터페이스를 찾는다. 실제로는 라우팅 테이블을 이용하여 미리 만들어 놓은 캐시 정보를 참조하여 출력 인터페이스를 결정한다. L2 헤더는 라우터를 통과 할 때 변경되고, IP 주소는 변화되지 않는다.
4) 넥스트 홉 장비의 레이어 2 주소를 알아내고, 이를 이용하여 넥스트 홉으로 전송할 프레임을 만든다.
5) 목적지와 연결되는 인터페[이스로 패킷을 전송한다. 라우터의 스위칭 방식은 라우팅 테이블을 참조(=프로세스 스위칭) 또는 캐시 정보만을 참조(=CEF, Cisco Express Forwarding)하는 방식이 있다.
루프백 인터페이스란 라우터나 스위치에 설정하는 가상의 인터페이스이다. OSPF, BGP 등에서 라우터ID로 사용된다.
라우팅 프로토콜의 종류
다른 라우터에게 보내는 라우팅 광고(routing advertisement 또는 routing update)의 내용에 따라 디스턴스 벡터(distance vector) 라우팅 프로토콜과 링크 상태(link stare) 라우팅 프로토콜로 분류한다.
라우팅 광고에 서브넷 마스크 정보 포함 여부에 따라 클래스풀(classful) 라우팅 프로토콜과 클래스리스(classless) 라우팅 프로토콜로 분류한다.
동일한 조직(AS, Autonomous System) 내부에서 사용되는 IGP(Interior Gateway Protocol)와 서로 다른 조직간에 사용되는 EGP(Exterior Gateway Protocol)로 분류한다.
디스턴스 벡터 라우팅 프로토콜은 라우팅 정보 전송 시 목적지 네트워크와 해당 목적지 네트워크 까지의 메트릭 값을 알려준다.
메트릭(metric)이란 최적 경로 선택 기준을 말한다.
디스턴스 벡터 라우팅 프로토콜은 전체 네트워크의 토폴로지는 알지 못한다.
스플릿 호라이즌(split horizon)이란 '광고를 수신한 인터페이스로 동일한 광고를 전송하지 않는다'라는 규칙이다.
자동 축약(auto-summary)이란 '주 네트워크 경계에서는 주 네트워크만 광고한다'는 것을 의미한다.
주 네트워크(major network)란 서브네팅을 하지 않았을 때의 네트워크를 의미한다.
링크 상태 라우팅 프로토콜은 다른 라우터들이 전체 네트워크 구성도를 그릴 때 필요한 모든 정보를 알려준다.
결과적으로 링크 상태 라우팅 프로토콜은 전체 네트워크의 토폴로지를 알고, 각 라우터의 입장에서 목적지 네트워크까지의 최적 경로를 계산한다.
클래스리스 라우팅 프로토콜은 라우팅 정보 광고 시 서브넷 마스크 정보도 포함시킨다.
경로 결정 방법과 라우팅 테이블
라우팅 프로토콜들이 최적의 경로를 선택하는 기준을 메트릭(metric)이라고 한다.
동일 라우팅 프로토콜 내에서 특정 목적지로 가는 경로가 다수개 있을 때 메트릭이 가장 낮은 경로를 선택한다.
다수개의 라우팅 프로토콜이 동일한 네트워크 정보를 광고할 때는 AD값이 낮은 라우팅 프로토콜이 계산한 경로가 라우팅 테이블에 설치된다.
AD(administrative distance)란 각 라우팅 프로토콜의 우선 순위 값이다.
일단 라우팅 테이블에 전당된 다음에는 패킷 전송 시 패킷의 목적지 주소와 라우팅 테이블에 있는 네트워크 주소의 서브넷 마스크 길이가 가장 길게 일치되는 경로를 선택합니다. 이것을 롱기스트 매치룰(longest match rule)이라고 합니다.
라우팅 테이블이란 라우터가 목적지 네트워크별 출력 인터페이스와 넥스트 홉 IP주소를 저장해 놓은 데이터 베이스를 말한다.
특정 패킷을 라우팅 시키기 위하여 동일 라우팅 프로토콜 내에서 1) 메트릭 경쟁을 하고, 서로 다룬 라우팅 프로토콜 간에 2) AD경쟁을 거쳐 목적지 네트워크가 라우팅 테이블에 저장된 다음, 최종적으로 3) 롱기스트 매치 룰을 적용한다.
경로 결정 방법과 라우팅 테이블
브로드캐스트(Broadcast)란 목적지 주소가 255.255.255.255로 설정된 전송 방식으로 모든 장비가 이를 수신하여 내용을 확인 해야 한다.
RIPv1이 라우팅 정보를 전송할 때 이 방식을 사용한다.
멀티캐스트(Multicast)란 목적지 주소가 254.0.0.0에서 239.255.255.255 사이의 IP조소로 설정된 전송방식으로 해당 IP주소를 사용하는 장비들만 이 패킷을 수신한다.
RIPv2(224.0.0.0), EIGRP(224.0.0.10), OSPF(224.0.0.5, 224.0.0.6)가 멀티캐스트 방식으로 라우팅 광고를 전송한다.
유니캐스트(Unicast)란 목적지가 특정 IP주소로 지정된 전송 방식이다.
BGP가 유니캐스트 방식으로 라우팅 광고를 전송하며, OSPF나 EIGRP도 경우에 따라서는 유니캐스트 방식으로 라우팅 광고를 전송한다.
브로드캐스트를 지원하면 멀티액세스가 가능한 네트워크를 브로드캐스트 멀티액세스(broadcast multi-access) 네트워크 라고 한다.
대표적인 브로드캐스트 멀티액세스 네트워크가 이더넷(Ethernet)이다.
NBMA (non-broadcast multi-access) 네트워크는 브로드캐스트 기능이 지원되지 않는 멀티 액세스 네트워크를 말한다.
대표적인 NBMA 네트워크로는 프레임릴레이 (frame relay), ATM 네트워크가 있다.
대부분의 NBMA 네트워크는 내부에서 가상회로(virtual circuit) 방식을 사용하여 멀티액세스를 구현한다.
포인트 투 포인트 (point-to-point) 네트워크는 하나의 인터페이스와 연결되는 상대 장비가 하나뿐인 네트워크를 말한다.
레이어2 프로토콜로 HDLC, PPP 등을 사용하는 시리얼 인터페이스, 프레임 릴레이 포인트 투 포인트 서브 인터페이스 등이 대표적인 포인트 투 포인트 네트워크 이다.
